專利名稱：電氣/電子設(shè)備用的密封材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電氣/電子設(shè)備(手提電話、便攜式終端、數(shù)字?jǐn)z象機、視頻電視、個人計算機、其它家用電器等)的成型密封材料。
背景技術(shù)：
泡沫橡膠具有優(yōu)良的緩沖性能并用作減震材料、襯填材料等。例如，泡沫橡膠可用作液晶顯示器、等離子體顯示器、有機場致發(fā)光顯示器、電氣/電子設(shè)備如手提電話機和數(shù)字?jǐn)z象機等的防塵減震材料。尤其為了使這類顯示器在粘接操作時易于定位，經(jīng)常使用具有壓敏粘合劑層的密封材料。但是，在使用具有壓敏粘合劑層的傳統(tǒng)密封材料時，造成了壓敏粘合劑從密封材料邊緣突出并在上面粘附塵粒的問題，從而導(dǎo)致如外表損壞和功能下降等產(chǎn)品問題。
解決這種問題的已知方法是部分形成壓敏粘合劑層，從而防止壓敏粘合劑從密封材料邊緣突出，或者使用在其上面不形成壓敏粘合劑層的密封材料。但是，前一方法使處理費用增加了沉重負(fù)擔(dān)，從而導(dǎo)致成本增加。后一方法則存在密封材料難以定位或需要新的定位方法的問題。
另外，由于近來趨向于電氣/電子設(shè)備的尺寸減小，這些設(shè)備中使用的密封材料也逐漸要求具有減小的寬度和厚度。由于這種需求，結(jié)果密封材料本身具有差的外形保持性，從而導(dǎo)致有關(guān)操作性能方面的問題。
在這種情況下，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于電氣/電子設(shè)備成型的密封材料，雖然這種密封材料包含泡沫體和在其上形成的壓敏粘合劑層，但它沒有塵粒粘附其上并易于處理。
本發(fā)明的公開為實現(xiàn)本發(fā)明目的而進行的廣泛研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)包含微細多孔泡沫體及在其表面形成的壓敏粘合劑組合物層的密封材料，其中壓敏粘合劑組合物的儲存模量為20N/cm2或更高并且密封材料的粘合力為5.0N/20mm寬度或更高，其可被容易地處理以便具有小的寬度和厚度，并且由于壓敏粘合劑層的非粘著性而減少塵粒在其邊緣的粘附，還可以在應(yīng)用后由于壓敏粘合劑層的粘合力而被固定。
另外還發(fā)現(xiàn)，通過用惰性氣體在高壓下浸漬特定聚合物然后再減壓可得到這種微細多孔泡沫體。
基于這些發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
本發(fā)明涉及一種用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，包括一種具有平均孔徑為0.1-500μm的泡沫結(jié)構(gòu)和至少在其一側(cè)形成一種含有壓敏粘合劑組合物的層，其中壓敏粘合劑組合物在室溫下測得的儲存模量(G′)為20N/cm2或更高，密封材料的粘合力為5.0N/20mm寬度或更高。
這里使用的術(shù)語“壓敏粘合劑組合物的儲存模量(G′)”是指組合物的剪切儲存模量，并應(yīng)被看作表示把儲存外部應(yīng)力成為應(yīng)變能的彈性組分的性能。這種性能的值可通過使用厚度約為1.5mm、直徑7.9mm的樣品和一個平行板夾具(直徑7.9mm)并用Rheometrics公司生產(chǎn)的動態(tài)粘彈儀RDS-II在1Hz頻率下測定樣品而獲得。
這里使用的術(shù)語“密封材料的粘合力”是指90°剝離粘合力，通過把樣品粘合到作為被粘物的丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上，并在室溫23℃、30分鐘粘附期和剝離速度為300mm/min的條件下檢測樣品而測得。
這里使用的術(shù)語“壓敏粘合劑組合物的粘合力”是指180°剝離粘合力，它通過將壓敏粘合劑組合物施于厚25μm的聚(對苯二甲酸亞乙酯)薄膜上，并干燥得到的涂層以形成厚30μm的壓敏粘合劑層，然后把這個涂膜作為樣品粘附到丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上，并在室溫23℃、30分鐘粘附期和剝離速度為300mm/min的條件下測試樣品而得到。
附圖簡述圖為表示本發(fā)明用于電氣/電子設(shè)備的密封材料的一個應(yīng)用實例的示意圖[引用數(shù)字說明]1電氣/電子設(shè)備用密封材料11泡沫結(jié)構(gòu)
12壓敏粘合劑層13壓敏粘合劑層2液晶顯示器3外部框架部分發(fā)明實施方式對本發(fā)明中使用的泡沫體結(jié)構(gòu)在組成上沒有特別限制，只要泡沫體結(jié)構(gòu)具有平均孔徑為0.1-500μm即可?？墒褂镁哂虚]孔結(jié)構(gòu)、開孔結(jié)構(gòu)、或半閉和半開式的多孔結(jié)構(gòu)的常規(guī)泡沫材料。通過調(diào)整平均孔徑到500μm或更小，優(yōu)選300μm或更小，更優(yōu)選200μm或更小，可保證泡沫體結(jié)構(gòu)的外形保持性，從而即使泡沫結(jié)構(gòu)又窄又薄，也容易加工。另外，通過調(diào)整平均孔直徑到0.1μm或更大，優(yōu)選10μm或更大，可使泡沫結(jié)構(gòu)具有減震緩沖性能。
為了形成這種在其內(nèi)部具有多孔的泡沫體，通?？衫梦锢戆l(fā)泡法和化學(xué)發(fā)泡法。物理發(fā)泡法是用烴類或氯氟碳類低沸點液體浸漬聚合物然后加熱以使?jié)B透在其中的低沸點液體汽化，并利用氣體作為驅(qū)動力使聚合物發(fā)泡。化學(xué)發(fā)泡法是通過向聚合物中加入可熱分解的發(fā)泡劑而得到的樹脂組合物，然后加熱樹脂組合物并通過可分解發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體的作用而形成泡孔。
可使用以下方法產(chǎn)生這類泡沫體結(jié)構(gòu)一種方法包括用捏和機如班伯里(Banbury)密煉機或壓力捏合機把天然橡膠或合成橡膠(氯丁二烯橡膠、乙烯/丙烯三聚物等)與硫化劑、發(fā)泡劑、填料等一起混煉，然后在用壓延機或擠出機或輸送帶澆鑄機等連續(xù)混煉的同時把得到的混合物注塑成片狀或棒狀，加熱得到的模制品以使橡膠硫化并發(fā)泡，再根據(jù)需要把硫化后的泡沫體切割成指定形狀；另一種方法包括用混煉機把天然橡膠或合成橡膠與硫化劑、發(fā)泡劑、填料等一起混煉，然后硫化、發(fā)泡，并在模具內(nèi)分批成型這種經(jīng)混煉的組合物。
獲得泡沫體結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方法是用惰性氣體在高壓下浸漬特定聚合物然后再減壓。這樣做的理由如下。物理發(fā)泡法需考慮有關(guān)發(fā)泡劑物質(zhì)的可燃性和毒性及其對環(huán)境的影響，如損耗臭氧層?；瘜W(xué)發(fā)泡法也存在問題，由于殘余的發(fā)泡氣體仍保留在泡沫體中，從而在需要高度防止污染的電氣設(shè)備中使用泡沫體就造成了因腐蝕性氣體或氣體中所含的雜質(zhì)引起的有關(guān)污染的問題。順便說明，對于物理發(fā)泡法和化學(xué)發(fā)泡法這些方法中的任一個方法，都是難以形成微細多孔結(jié)構(gòu)。認(rèn)為這些方法尤其不能用于形成300μm或更小的微細泡孔。
本發(fā)明中所形成的具有平均孔徑為0.1-500μm的泡沫體結(jié)構(gòu)優(yōu)選通過以下方法形成一是通過用高壓惰性氣體浸漬熱塑性聚合物然后再減壓的步驟來形成泡沫體，或者是通過用高壓惰性氣體浸漬含有熱塑性聚合物的未發(fā)泡模制品然后再減壓的步驟來形成泡沫體，再或者是用惰性氣體在壓力下浸漬熔融熱塑性聚合物然后再在減壓的同時模制浸漬后的聚合物來形成泡沫體。
對本發(fā)明中使用的作為泡沫體材料的熱塑性聚合物沒有特別限制，只要聚合物具有熱塑性并能用高壓氣體浸漬即可。這類熱塑性聚合物的實例包括烯烴聚合物如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯和丙烯的共聚物、乙烯或丙烯和其它α-烯烴的共聚物、以及乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯醇等；苯乙烯聚合物如聚苯乙烯；聚酰胺；聚(酰胺-酰亞胺)；聚氨酯；聚酰亞胺；聚醚酰亞胺等。
熱塑性聚合物還包括在常溫下顯示橡膠性能而在高溫下顯示熱塑性的熱塑性彈性體。這類熱塑性彈性體的實例包括烯烴彈性體如乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯/二烯烴共聚物、乙烯/醋酸乙烯共聚物、聚丁烯、聚異丁烯和氯化聚乙烯；苯乙烯彈性體如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/異戊二烯/丁二烯/苯乙烯共聚物以及氫化這些共聚物所得到的聚合物；熱塑性聚酯彈性體；熱塑性聚氨酯彈性體；以及熱塑性丙烯酸系彈性體。由于這些熱塑性彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為室溫或更低(如20℃或更低)，因此它們使密封材料具有非常優(yōu)異的撓性和適應(yīng)各種形狀的能力。
可單獨使用熱塑性聚合物，也可使用二種或二種以上熱塑性聚合物的混合物。另外，還可使用任何一種熱塑性彈性體、不是熱塑性彈性體的熱塑性聚合物以及熱塑性彈性體和不是熱塑性彈性體的熱塑性聚合物的混合物作為泡沫體用材料(熱塑性聚合物)。
熱塑性彈性體和不是熱塑性彈性體的熱塑性聚合物的混合物的實例包括例如烯烴彈性體如乙烯/丙烯共聚物與烯烴聚合物如聚丙烯的混合物等。在使用熱塑性彈性體和不是熱塑性彈性體的熱塑性聚合物的混合物的情況下，這些要以前者/后者的混合比例為例如約1/99-99/1(優(yōu)選約10/90-90/10，更優(yōu)選約20/80-80/20)的方式進行混合。
對本發(fā)明中使用的惰性氣體沒有特別限制，只要氣體對熱塑性聚合物顯示惰性并能滲入到聚合物內(nèi)即可。惰性氣體的實例包括二氧化碳、氮氣、空氣等。也可使用這些氣體的混合物。其中優(yōu)選的是二氧化碳，因為它能大量并快速地滲入到作為泡沫體材料的熱塑性聚合物內(nèi)。
浸漬熱塑性聚合物的惰性氣體優(yōu)選是處于超臨界狀態(tài)。在處于超臨界狀態(tài)時，氣體在聚合物中的溶解度提高并能高濃度地滲入。當(dāng)浸漬后突然降壓時，由于上述的高濃度而產(chǎn)生大量的泡孔核。這些泡孔核生長為泡孔，其密集度比具有同樣孔隙率的泡沫體更高。因此，可獲得微細泡孔。順便說明，二氧化碳的臨界溫度為31℃、臨界壓力為7.4MPa。
在形成泡沫體時，可根據(jù)需要向熱塑性聚合物中加入一種或多種添加劑。對添加劑沒有特別限制，可使用在泡沫體成型時常用的各種添加劑。這類添加劑的實例包括泡孔用的成核劑、晶粒用成核劑、增塑劑、滑潤劑、著色劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、填料、增強劑、阻燃劑、抗靜電劑等。添加劑的用量可適當(dāng)選擇只要添加劑不損害泡孔的形成，可使用普通熱塑性聚合物包括熱塑性彈性體成型時應(yīng)用的加入量。
泡沫體是通過用惰性氣體在高壓下浸漬熱塑性聚合物的氣體浸漬步驟和在氣體浸漬步驟后降低壓力使樹脂發(fā)泡的減壓步驟以及任選的通過加熱以使泡孔生長的加熱步驟來制備。在這種情況下，可用惰性氣體浸漬已預(yù)先成型的未發(fā)泡模制品。或者，也可用惰性氣體在壓力下浸漬熔融熱塑性聚合物然后再在減壓的同時成型。這些步驟可間歇進行，也可連續(xù)進行。
在間歇過程中，例如，可按以下方式形成泡沫體。首先，用擠出機如單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機擠出熱塑性聚合物如聚烯烴樹脂或熱塑性彈性體以形成未發(fā)泡的模制品(如用于泡沫體成型的樹脂片)。或者，可預(yù)先用輥子、凸輪、捏合機或具有班伯里型葉片的捏合機均勻地混煉熱塑性聚合物如聚烯烴樹脂或熱塑性彈性體，然后用熱板壓力機模壓樹脂以形成包含熱塑性聚合物作為原料樹脂的未發(fā)泡模制品(如用于泡沫體成型的樹脂片)。將得到的未發(fā)泡的模制品置于壓力容器內(nèi)，向其中引入高壓惰性氣體以使惰性氣體滲入到未發(fā)泡模制品中。在這種情況下，對未發(fā)泡模制品的形狀沒有特別限制，可為任意的輥狀、片狀等。高壓惰性氣體的引入可以連續(xù)進行，也可以不連續(xù)進行。當(dāng)高壓惰性氣體已充分滲透后，模制品被卸壓(通常把壓力降低到大氣壓力)從而在原料樹脂中產(chǎn)生泡孔核?？蓛H使泡孔核在室溫下生長，或根據(jù)需要通過加熱使其生長。至于加熱，可使用已知或常用的方法，如水浴加熱、油浴加熱、熱滾筒加熱、熱風(fēng)爐加熱、遠紅外線加熱、近紅外線加熱、微波加熱等。泡孔經(jīng)過生長后，用例如冷水迅速冷卻泡沫以便固定形狀。
另一方面，在連續(xù)過程中，例如，可按以下方式形成泡沫體。用擠出機如單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機混煉熱塑性聚合物，并同時迫使高壓惰性氣體進入擠出機以便使氣體充分地滲入到熱塑性聚合物內(nèi)。擠出聚合物使其卸壓(通常把壓力降低到大氣壓力)，并同時發(fā)泡和成型。有時，通過加熱使泡孔生長。泡孔生長后，用例如冷水速度冷卻泡沫以便固定形狀。
在氣體浸漬步驟中，壓力為例如6MPa或更高(如約6-100MPa)，優(yōu)選8MPa或更高(如約8-100MPa)。在壓力低于6MPa的情況下，發(fā)泡過程中的泡孔生長過度進行，因而泡孔直徑變得太大并趨向于導(dǎo)致隔音效果下降。這方面的原因如下。當(dāng)壓力低時，與高壓浸漬時相比，氣體滲入量相對小并且泡孔核的形成速度慢，導(dǎo)致泡孔核數(shù)量少。因此，每個泡孔的氣體量增加而不是減少，從而泡孔直徑過度增大。此外，在壓力低于6MPa的范圍內(nèi)，在浸漬壓力中僅有輕微的變化就會導(dǎo)致泡孔直徑和泡孔密集度有相當(dāng)大的變化。因為這些原因，這種低壓力導(dǎo)致對泡孔直徑和泡孔密度的調(diào)節(jié)趨于困難。
氣體浸漬步驟中的溫度根據(jù)惰性氣體的種類和使用的熱塑性聚合物等而變化，可在一個寬的范圍內(nèi)選擇。但是，考慮操作效率和其它因素，溫度例如為約10-350℃。例如，在用惰性氣體浸漬片狀或其它形式的未發(fā)泡模制品時，間歇過程中的浸漬溫度約為10-200℃，優(yōu)選約為40-200℃。在擠出用氣體浸漬的熔融聚合物并同時進行發(fā)泡和成型時，連續(xù)過程中的浸漬溫度一般約為60-350℃。順便說明，當(dāng)使用二氧化碳作為惰性氣體時，為了保持超臨界狀態(tài)，浸漬時的溫度優(yōu)選32℃或更高，更優(yōu)選40℃或更高。
在減壓步驟中，對減壓速度沒有特別限制。但是，為了獲得均勻細致的泡孔，減壓速度優(yōu)選為約5-300MPa/sec。在加熱步驟中，加熱溫度例如為約40-250℃，優(yōu)選為約60-250℃。
由于泡沫體是由熱塑性聚合物如熱塑性彈性體制得，所以本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)具有良好的撓性。另外，由于使用惰性氣體如二氧化碳作為發(fā)泡劑，泡沫體結(jié)構(gòu)是清潔的并且既不產(chǎn)生有害物質(zhì)也不包含仍保留在其中的污染物質(zhì)，而不象通過目前仍使用的物理發(fā)泡法和化學(xué)發(fā)泡法所得到的泡沫結(jié)構(gòu)。由于這些原因，泡沫體結(jié)構(gòu)適于用作成型密封材料特別是在電氣/電子精密設(shè)備等內(nèi)部部件中。
本發(fā)明的電氣/電子設(shè)備成型密封材料包括泡沫體結(jié)構(gòu)和至少在其一側(cè)形成的含有壓敏粘合劑組合物的層，其中壓敏粘合劑組合物在室溫下測得的儲存模量(G′)為20N/cm2或更高，密封材料粘合力為5.0N/20mm寬或更高。
本發(fā)明中使用的壓敏粘合劑組合物以可進行調(diào)整使在室溫下測得的儲存模量(G′)為20N/cm2或更高，優(yōu)選50N/cm2或更高(通常為500N/cm2或更低)。具有這樣特性的壓敏粘合劑組合物沒有粘著性并且在加工后不會突出。因此塵粒不易于粘附到其上面。另外，在應(yīng)用后的大約幾秒內(nèi)，使用粘合劑組合物的密封材料可剝離而不損傷被粘物。因此，密封材料具有可定位并能容易校正定位的特性(所謂再加工性適應(yīng)性)。
由于本發(fā)明的用于電氣/電子設(shè)備的成型密封材料已進行調(diào)整以致具有5.0N/20mm寬度或更高的粘合力，優(yōu)選10.0N/20mm寬或更高，更優(yōu)選15N/20mm寬度或更高(通常為30.0N/20mm寬度或更低)，所以它具有均勻并有效的性能從而表現(xiàn)出高粘接強度而不需要如熱處理一類的復(fù)雜步驟。粘合力低于5.0N/20mm寬度是不理想的，因為密封材料易于從被粘物上剝離。
為了使本發(fā)明中使用的壓敏粘合劑組合物具有這樣的壓敏粘合劑性能，對其調(diào)整以使在室溫下測得的儲存模量(G′)為20N/cm2或更高，優(yōu)選50N/cm2或更高(通常為500N/cm2或稍低)，同時在室溫下測得的粘合力為5.0N/20mm寬度或更高，優(yōu)選10.0N/20mm寬度或更高，更優(yōu)選15N/20mm寬度或更高(通常為30.0N/20mm寬度或更低)。這種壓敏粘合劑組合物優(yōu)選用于最外層。
對具有這樣性能的壓敏粘合劑組合物在組成上沒有特別限制，只要它具有上述儲存模量(G′)和粘合力即可。通常，優(yōu)選組合物通過向用作壓敏粘合劑成分的聚合物中加入交聯(lián)劑如聚異氰酸酯化合物以使聚合物交聯(lián)，從而調(diào)整其儲存模量(G′)和粘合力到基于聚合物的選擇、交聯(lián)程度等的上述值而制得。優(yōu)選的用于壓敏粘合劑成分的聚合物的實例包括具有聚碳酸酯結(jié)構(gòu)的聚合物，即包含重復(fù)的下式所示單元的聚合物 其中R為具有2-20個碳原子的直鏈型或支鏈型烷基。特別優(yōu)選使用由聚碳酸酯二醇和二元酸合成的聚酯。也優(yōu)選使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(損耗模量G″峰)為-35℃或更低的聚酯。另外，除脂族聚酯外，還可使用丙烯酸類聚合物等。
具有聚碳酸酯結(jié)構(gòu)的聚合物的實例包括由聚碳酸酯二醇(或其衍生物)和二羧酸(或其衍生物)合成的聚酯、由聚碳酸二羧酸和二元醇合成的聚酯、由聚碳酸酯二醇和二異氰酸酯合成的聚氨酯等。其中，尤其優(yōu)選的是由聚碳酸酯二醇和二羧酸合成的聚酯。這種聚酯由包含聚碳酸酯二醇作為基本組分的二元醇組分和包含具有以2-20個碳原子作為分子骨架的脂肪族烴基或脂環(huán)族烴基的二羧酸組分作為基本組分的二羧酸組分合成得到的，其重均分子量為10000或更高，優(yōu)選30000或更高，更優(yōu)選50000或更高(通常高至300000)。
使用的聚碳酸酯二醇為具有重復(fù)下式所示單元的二元醇 其中R為具有2-20個碳原子的直鏈型或支鏈型烴基，并優(yōu)選數(shù)均分子量為400或更高，更優(yōu)選900或更高(通常高至10000)。這類聚碳酸酯二醇的實例包括聚(碳酸六亞己基酯)二醇、聚(碳酸3-甲基戊烯酯)二醇、聚(碳酸丙烯酯)二醇等，這些物質(zhì)的混合物或共聚物等。商業(yè)產(chǎn)品的實例包括“PLACCELCD205PL”、“PLACCEL CD208PL”、“PLACCEL CD210PL”、“PLACCELCD220PL”、“PLACCEL CD205HL”、“PLACCEL CD208HL”、“PLACCELCD210HL”、“PLACCEL CD220HL”等，均由Dicel Chemical Industries集團等生產(chǎn)。
除了上述的聚碳酸酯二醇外，二元醇組分還可以根據(jù)需要包含直鏈型二醇或支鏈型二醇一類的組分，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十八烷二醇。以全部二元醇組分重量計，這些任選的二醇優(yōu)選使用50wt％或更少，更優(yōu)選30wt％或更少。為得到分子量較高的聚合物，可加入少量官能度為3或更高的多元醇組分。
二羧酸組分是一個含有以2-20個碳原子作為分子骨架的脂族烴基或脂環(huán)族烴基。烴基可為直鏈型或支鏈型。二羧酸組分的實例包括琥珀酸、甲基丁二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、1，12-十二烷二酸、1，14-十四烷二酸、四氫化鄰苯二甲酸、內(nèi)亞甲基四氫鄰苯二甲酸、以及這些酸的酐和低碳烷基酯等。
希望二羧酸組分僅由一種或多種含有以2-20個碳原子作為分子骨架的脂族烴基或脂環(huán)族烴基的這種二羧酸構(gòu)成。但是，有時可適當(dāng)?shù)厥褂眠@種二羧酸與一種或多種含有芳烴基作為分子骨架的二羧酸的混合物。以全部二羧酸組分重量計，這種含芳烴基作為分子骨架的二羧酸可優(yōu)選使用最高為50wt％，更優(yōu)選至多30wt％。為了合成具有較高分子量的聚酯或為了其它目的，可加入少量官能度為3或更高的聚羧酸組分。
用沒有催化劑或使用適當(dāng)催化劑的常規(guī)方式使二元醇組分和二羧酸組分進行酯化反應(yīng)而得到聚酯。盡管希望用等摩爾比的二元醇組分和二羧酸組分反應(yīng)，但為了加快酯化反應(yīng)可過量使用其中一種。希望這樣得到的聚酯具有上述分子量。其理由如下。當(dāng)使用分子量太低的聚酯時，由此得到的高度交聯(lián)的壓敏粘合劑其交聯(lián)密度過高并且非常堅硬。反之，如果得到的交聯(lián)密度低，交聯(lián)聚合物因未交聯(lián)組分的低分子量而在耐熱性等方面不能令人滿意。
在本發(fā)明中，通過常用方法使具有聚碳酸酯結(jié)構(gòu)的聚合物包括這類聚酯進行交聯(lián)，以得到一種具有室溫儲存模量(G′)和粘合力在上述范圍內(nèi)的壓敏粘合劑組合物?？墒褂媒宦?lián)用的任何想用的方法。但是，一般方法包括把多官能化合物如聚異氰酸酯化合物、環(huán)氧化合物、氮丙啶化合物、金屬螯合物或金屬醇鹽化合物作為交聯(lián)劑與聚合物(其中含有羥基或羧基)反應(yīng)以使聚合物交聯(lián)。尤其優(yōu)選的多官能化合物為聚異氰酸酯化合物。
聚異氰酸酯化合物的實例包括低脂族聚異氰酸酯如亞乙基二異氰酸酯、亞丁基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯，脂環(huán)族聚異氰酸酯如亞環(huán)戊基二異氰酸酯、亞環(huán)己基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯，芳族聚異氰酸酯如2，4-甲苯二異氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯和亞二甲苯基二異氰酸酯等。除此之外，還可使用的有三羥甲基丙烷的亞甲苯二異氰酸酯加合物(Nippom Polyurethane公司生產(chǎn)的“Coronate L”)和三羥甲基丙烷的六亞甲基二異氰酸酯加合物(Nippom Polyurethane公司生產(chǎn)的“CoronateHL”)。
可單獨使用這些多官能化合物，也可使用二種或二種以上這些化合物的混合物。根據(jù)化合物和將要被交聯(lián)的聚合物之間的平衡關(guān)系以及根據(jù)壓敏粘合劑組合物的給定用途可適當(dāng)選擇多官能化合物的使用量。通常，對每100重量份的具有聚碳酸酯結(jié)構(gòu)的聚合物，可摻入0.5重量份或更多，優(yōu)選約1-5重量份的多官能化合物以使其交聯(lián)。這樣，可得到其中聚合物的溶劑不溶量為10-90wt％的壓敏粘合劑組合物，優(yōu)選15-80wt％，更優(yōu)選20-70wt％。當(dāng)聚合物的溶劑不溶量太少時，壓敏粘合劑的粘合力不足，從而不能獲得足夠的彈性模量、抗熱性或耐久性。
交聯(lián)的另外一個方法是向聚合物中摻入作為交聯(lián)劑的多官能單體，并用電子束等使這種聚合物交聯(lián)。多官能單體的實例包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四羥甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。對每100重量份的聚合物，希望含有1-5重量份的這些多官能單體，優(yōu)選2-4重量份，從而使聚合物在用電子束等交聯(lián)后具有如上所述同樣的溶劑不溶量。
本發(fā)明中可向壓敏粘合劑組合物中摻入各種常規(guī)增粘劑。增粘劑的摻入可有利于壓敏粘合劑性能和耐熱性間的平衡。還可按照要求的方式摻入各種常規(guī)添加劑例如粉末狀、顆粒狀或薄片狀，如無機或有機填料、金屬粉末和顏料。另外，可摻入各種抗氧劑以進一步增強耐久性。
通常，壓敏粘合劑組合物層的厚度為2-100μm，優(yōu)選為10-100μm。這些壓敏粘合劑組合物層的厚度越小就越好。這是因為較小的厚度在阻止塵粒粘附到邊緣上時更有效?？捎弥苯油坎嫉姆椒ㄐ纬蓧好粽澈蟿樱蛘咄ㄟ^在隔離紙上形成層然后再施加到泡沫體結(jié)構(gòu)上的方法形成壓敏粘合劑層。除了在泡沫體結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成含有壓敏粘合劑組合物的層外，也可在其二側(cè)形成。在形成含有壓敏粘合劑組合物的層之前，還可在泡沫體結(jié)構(gòu)表面上形成另一壓敏粘合劑層或基層作為底層。即可以這種或其它方式形成多層涂層。
當(dāng)僅在泡沫體結(jié)構(gòu)的一側(cè)形成壓敏粘合劑組合物層時，可在泡沫體結(jié)構(gòu)的另一側(cè)形成組成不同于上述壓敏粘合劑組合物的壓敏粘合劑層，例如通用的丙烯酸壓敏粘合劑層或橡膠基壓敏粘合劑層。在這種情況下，不但由于在一側(cè)形成如上所述的無粘性壓敏粘合劑組合物層從而容易進行定位，而且還可顯示出在另一側(cè)形成的通用壓敏粘合劑層的特性。
對本發(fā)明的電氣/電子設(shè)備用的密封材料在形狀上沒有特別限制，可根據(jù)其指定用途而適當(dāng)?shù)剡M行再加工如切割或穿孔。
下面將根據(jù)


本發(fā)明的電氣/電子設(shè)備用的密封材料的實施方式。但是，不應(yīng)以任何方式把本發(fā)明限制于這些實施方式。
圖1為本發(fā)明的電氣/電子設(shè)備用的密封材料應(yīng)用實例示意圖。在圖1中，1代表由本發(fā)明的電氣/電子設(shè)備用密封材料穿孔得到的框緣型密封材料。結(jié)構(gòu)表示包括泡沫體結(jié)構(gòu)11與在其結(jié)構(gòu)二側(cè)分別形成的壓敏粘合劑層12和13。數(shù)字2和3分別代表液晶顯示器和外部框架部分。
用壓敏粘合劑層12將電氣/電子設(shè)備用的密封材料1固定(臨時固定)到液晶顯示器2上，使得密封材料1沿顯示器2的外圍定位。在這種操作中，電氣/電子設(shè)備用的密封材料1由于具有硬度而顯示出良好的可加工性，由于其平均孔徑小而顯示出良好的外形保持性。壓敏粘合劑層12的室溫儲存模量為20N/cm2或者更高，并且沒有壓敏粘合劑的高粘性。因此，壓敏粘合劑層12難以在大約幾秒內(nèi)的短時間內(nèi)粘附。因為這個原因，在應(yīng)用后的短時間內(nèi)可剝落密封材料1并隨后再使用?？尚Ｕ龖?yīng)用密封材料1已施加的位置而不損傷被粘物。
盡管壓敏粘合劑層12具有上述的高模量并是無粘性的，但其粘合力為5N/20mm寬度或更高。因此，它具有均勻有效的性能從而顯示出高粘接強度而不需熱處理這樣的復(fù)雜步驟。由于這種性能，電氣/電子設(shè)備用密封材料1在后續(xù)步驟前不會從液晶顯示器2上剝落。
通過壓敏粘合劑層13把已固定有電氣/電子設(shè)備用密封材料1的液晶顯示器2固定到外部框架部分3上。在這個操作中，以適度受壓狀態(tài)將密封材料1固定。因此，具有減震緩沖性能的電氣/電子設(shè)備用密封材料1起緩沖沖擊作用并密封以防塵、防水等。
工業(yè)適用性由于已調(diào)整了本發(fā)明的電氣/電子設(shè)備用密封材料使其平均泡孔直徑為500μm或更小，所以保證了泡沫體結(jié)構(gòu)的外形保持性。即使泡沫體結(jié)構(gòu)既窄又薄，它仍能易于加工。而且，由于已調(diào)整壓敏粘合劑使其儲存模量為20N/cm2或更高并使其粘合力為5.0N/20mm寬度或更高，所以不但可以消除密封材料邊緣塵粒的粘附，而且在應(yīng)用后壓敏粘合劑能呈現(xiàn)其固定密封材料的粘合力。
另外，因為泡沫體由熱塑性聚合物如熱塑性彈性體制得，所以具有優(yōu)異的撓性。由于使用了惰性氣體如二氧化碳作為發(fā)泡劑，泡沫體結(jié)構(gòu)是清潔的并且既不產(chǎn)生有害物質(zhì)也不在其中包含仍殘留的污染物質(zhì)，而不象通過至今仍使用的物理發(fā)泡法和化學(xué)發(fā)泡法所得到的泡沫結(jié)構(gòu)。因為這樣，本發(fā)明的密封材料尤其適于用作在液晶顯示器或電氣/電子設(shè)備如手提電話機和攝像機等中使用的密封材料。
實施例下面參考實施例詳細地說明本發(fā)明，但是不應(yīng)以任何方式把本發(fā)明限制于這些實施例。除非另外指明，所有份數(shù)均以重量計。
實施例1用帶有輥式葉片的捏和機(商品名“Labo Plastomill”，Toyo SeikiSeisaku-Sho公司生產(chǎn))在170℃下將50份的密度為0.9g/cm3、230℃時熔流比為4的聚丙烯與50重量份的JIS-A硬度為69的乙烯/丙烯彈性體和100重量份的MgO·ZnO·H2O多面體(平均粒徑1.0μm；縱橫比4)一起混煉。用加熱到180℃的熱板壓力機將得到的組合物注塑成厚為0.5mm和直徑為80mm的薄片。
將這種薄片置入壓力容器內(nèi)并在15MPa/cm2的高壓和150℃的氣氛中保持10分鐘，以用二氧化碳對其浸漬。10分鐘后，突然減壓從而獲得平均孔徑為100μm的泡沫體結(jié)構(gòu)。將這種泡沫體結(jié)構(gòu)切成厚1mm的薄片。
另外，將250g的聚碳酸酯二醇液體(Dicel Chemical Industries公司生產(chǎn)的“PLACCEL CD210PL”；羥值115KOH-mg/g)(羥基0.512當(dāng)量)、51.8g癸二酸(酸基0.512當(dāng)量)與127mg作為催化劑的氧化二丁錫(以下稱為“DBTO”)置入裝有攪拌器、溫度計和水分離管的四頸燒瓶內(nèi)。為排出生成水在存在少量甲苯溶劑的情況下，開始攪拌，然后在攪拌下將內(nèi)含物加熱到180℃并保持此溫度。不久，反應(yīng)開始進行并觀察到水流出。反應(yīng)持續(xù)約24小時。結(jié)果，得到重均分子量為55000的聚酯。
用甲苯稀釋得到的聚酯到固體含量為40wt％。向每100份(以固體計)的聚酯中加入2份(以固體計)三羥甲基丙烷的六亞甲基二異氰酸酯三聚體加合物(Nippom Polyurethane公司生產(chǎn)的“Coronate HL”)作為交聯(lián)劑。這樣，制得壓敏粘合劑組合物。
用供料器把這樣制得的壓敏粘合劑組合物施加到上面得到的泡沫體結(jié)構(gòu)的一側(cè)。在130℃下干燥得到的涂層5分鐘，以形成厚為30μm的壓敏粘合劑組合物層。這樣，就制得了本發(fā)明的密封材料。
制備用于壓敏粘合劑粘合力測試的樣品，用供料器把壓敏粘合劑組合物施加到厚為25μm的PET(性能估計試驗)膜上，在130℃下干燥得到的涂層5分鐘，以形成厚為30μm的壓敏粘合劑層，并在50℃的空氣中老化涂層膜5天以進行二次硬化。按照上述的同樣方式，將壓敏粘合劑組合物施加到隔離紙上形成厚50um的壓敏粘合劑層，以測試儲存模量。
實施例2將250g的聚碳酸酯二醇液體(Dicel Chemical Industries公司生產(chǎn)的“PLACCEL CD220PL”；羥值56.1KOH-mg/g)(羥基0.25當(dāng)量)、23.5g壬二酸(酸基0.25當(dāng)量)與62mg作為催化劑的DBTO置入裝有攪拌器、溫度計和水分離管的四頸燒瓶內(nèi)。為排出生成水而在存在有少量甲苯溶劑的情況下，開始攪拌，然后在攪拌下將內(nèi)含物加熱到180℃并保持此溫度。不久，反應(yīng)開始進行并觀察到有水流出。反應(yīng)持續(xù)約25小時。結(jié)果，得到重均分子量為78000的聚酯。
用甲苯稀釋得到的聚酯到固含量為40wt％。向每100份(以固體計)的聚酯中加入1.5份(以固體計)三羥甲基丙烷的甲苯二異氰酸酯三聚體加合物(Nippom Polyurethane公司生產(chǎn)的“Coronate L”)作為交聯(lián)劑。這樣，制得壓敏粘合劑組合物。除了使用這里的壓敏粘合劑組合物外，按照實施例1同樣方式制備本發(fā)明的密封材料。
按照實施例1同樣的方式制備用于粘合力測試的膠帶樣品和用于儲存模量測試的壓敏粘合劑層。
對比例1
將95份的丙烯酸(正)丁酯、5份的丙烯酸、150份的甲苯和0.1份的偶氮二異丁腈置入配有攪拌器和溫度計的反應(yīng)器。在氮氣和60℃下使溶液聚合約7小時，得到聚合物溶液。以每100份聚酯(以固體計)計，向聚合物溶液中加入2份(以固體計)三羥甲基丙烷的甲苯二異氰酸酯三聚體加合物(Nippom Polyurethane公司生產(chǎn)的“Coronate L”)作為交聯(lián)劑。這樣，就制得了壓敏粘合劑組合物。除了使用這里的壓敏粘合劑組合物外，按照實施例1同樣的方式制備本發(fā)明的密封材料。
按照實施例1同樣的方式制備用于粘合力測試的膠帶狀樣品和用于儲存模量測試的壓敏粘合劑層。
對比例2用混煉機混煉下面所示的組合物。在160℃的爐中加熱混煉后的組合物30分鐘以使聚合物硫化和發(fā)泡，然后從爐中取出。這樣，就得到了平均泡孔直徑為800μm的泡沫體結(jié)構(gòu)。
用于泡沫體結(jié)構(gòu)的組合物乙烯/丙烯三元共聚物 100份鋅白5份硬脂酸 1份碳 40份聚乙烯 20份重質(zhì)碳酸鈣 180份聚丁烯 40份硫磺2份巰基苯并噻唑1份二乙基二硫代氨基甲酸鋅 2份偶氮二羧酰胺13份除了使用這里的泡沫體結(jié)構(gòu)外，按照實施例1同樣的方式制備密封材料。
測定上述實施例和對比例中形成的用于儲存模量測試的壓敏粘合劑層的儲存模量。另外，測定用于粘合力測試的帶狀樣品和密封材料的粘合力。還測定密封材料的灰塵粘附性和加工/操作的適合性(操作性能)。得到的結(jié)果示于下表中。
儲存模量用Rheometrics公司制造的動態(tài)粘彈儀RDS-II在1Hz頻率下測定厚為約1.5mm、直徑為7.9mm的樣品的儲存模量，平行板夾具直徑為7.9mm。
壓敏粘合劑的粘合力將得到的用于粘合力測試的膠帶樣品切成長150mm、寬20mm的尺寸。通過滾動重為2kg的橡膠輥前后各一次，將切割條施加到丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上。使得到的試樣片在23℃下停留30分鐘，然后用拉力試驗儀在23℃和相對濕度為65％的空氣中測定，剝離角度為180℃，剝離速度為300m/min。
密封材料的粘合力將得到的密封材料切成長150mm、寬20mm的尺寸。通過滾動重為2kg的橡膠輥前后各一次，將切割條施加到丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上。使得到的試樣在23℃下停留30分鐘，然后用拉力試驗儀在23℃和相對濕度為65％的空氣中測定，剝離角度為90℃，剝離速度為300m/min。
灰塵粘附性將得到的密封材料樣品在室溫下保持1周，目視檢測塵粒在粘合劑邊緣的粘附程度。幾乎沒有塵粒粘附的樣品評為“○”，有相當(dāng)多塵粒粘附的樣品評為“×”。
加工性能將得到的密封材料樣品切割成厚為1mm、寬為2mm、邊長為50mm的框緣形樣品。評價樣品是易于固定到指定位置還是難以固定到指定位置。易于操作的樣品評為“○”，加工性能差并難于操作的樣品評為“×”。
表

從上表所示的結(jié)果可明顯看出，因為泡沫結(jié)構(gòu)上形成的壓敏粘合劑組合物層在室溫下沒有粘性，所以本發(fā)明每個實施例中得到的成型密封材料都減少了塵粒的粘附。另外，由于壓敏粘合劑組合物層具有高的粘合力，從而能使密封材料固定。結(jié)果還表明，由于泡沫結(jié)構(gòu)平均泡孔直徑小，因而即使將每種密封材料加工得薄而窄，它仍能保持其形狀，并能易于應(yīng)用。
相反，包括泡沫體結(jié)構(gòu)和在其上形成的性能不同于本發(fā)明壓敏粘合劑層的對比例1的密封材料，則由于壓敏粘合劑層在室溫下具有粘性而經(jīng)受大量灰塵粘附。因此，當(dāng)這種密封材料用作電氣/電子設(shè)備用密封材料時性能差。對比例2中的密封材料由于其平均泡孔直徑大而使泡沫結(jié)構(gòu)硬度差，當(dāng)薄而窄時加工性能差。
權(quán)利要求
1.一種用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，包括平均孔徑為0.1-500μm的泡沫體結(jié)構(gòu)和至少在其一側(cè)形成的含壓敏粘合劑組合物的層，其中，壓敏粘合劑組合物在室溫下測得的儲存模量(G’)為20N/cm2或更高，密封材料的粘合力為5.0N/20mm寬度或更高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，在密封材料的最外表面具有含壓敏粘合劑組合物的層，壓敏粘合劑組合物在室溫下測得的儲存模量(G′)為20N/cm2或更高，在室溫下測得的粘合力為5.0N/20mm寬或更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，含壓敏粘合劑組合物的層的厚度為2-100μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，壓敏粘合劑組合物包含具有重復(fù)的下式所示單元的聚碳酸酯結(jié)構(gòu)的聚合物 其中R為具有2-20個碳原子的直鏈型或支鏈型烴基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，構(gòu)成密封材料的泡沫體結(jié)構(gòu)是通過用高壓惰性氣體浸漬熱塑性聚合物然后再減壓的步驟而形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體為二氧化碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求5要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體在浸漬過程中處于超臨界狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，構(gòu)成密封材料的泡沫結(jié)構(gòu)是通過用高壓惰性氣體浸漬含有熱塑性聚合物的未發(fā)泡模制品然后再減壓的步驟而形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體為二氧化碳。
10.根據(jù)權(quán)利要求8要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體在浸漬過程中處于超臨界狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，構(gòu)成密封材料的泡沫體結(jié)構(gòu)是通過用惰性氣體在壓力下浸漬熔融的熱塑性聚合物然后再在減壓的同時模制浸漬后的聚合物而形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體為二氧化碳。
13.根據(jù)權(quán)利要求11要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體在浸漬過程中處于超臨界狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求5要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，構(gòu)成密封材料的泡沫體是通過減壓然后再加熱而形成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體為二氧化碳。
16.根據(jù)權(quán)利要求14要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，惰性氣體在浸漬過程中處于超臨界狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，它是用于顯示器邊緣的密封。
18.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，泡沫體結(jié)構(gòu)的平均孔徑為0.1-300μm。
19.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，泡沫體結(jié)構(gòu)的平均孔徑為10-300μm。
20.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，泡沫體結(jié)構(gòu)的平均孔徑為10-200μm。
21.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，壓敏粘合劑組合物在室溫下測得的儲存模量(G′)為50N/cm2或更高。
22.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，它具有10N/20mm寬度或更高的粘合力。
23.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，它具有15N/20mm寬度或更高的粘合力。
24.根據(jù)權(quán)利要求1要求的用于電氣/電子設(shè)備的密封材料，其中，壓敏粘合劑組合物在室溫下測得的儲存模量(G′)為50N/cm2或更高和粘合力為10N/20mm寬度或更高。
全文摘要
一種免受塵粒粘附并易于處理的用于電氣/電子設(shè)備的成型密封材料，它為一種通過在泡沫體上形成壓敏粘合劑層而獲得的密封材料。它是通過在微細多孔泡沫體表面上形成含儲存模量為20N/cm
文檔編號C09J175/04GK1604947SQ0281042
公開日2005年4月6日 申請日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月13日
發(fā)明者橘克彥 申請人:日東電工株式會社