一種uv濕氣雙固化型丙烯酸酯壓敏膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造涉及丙烯酸酯壓敏膠的合成制備領(lǐng)域，具體涉及一種適用于電子產(chǎn)品 粘接、尤其是手機(jī)、平板電腦等便攜設(shè)備觸摸屏（TP)與邊框粘接的UV濕氣雙固化型丙烯酸 酯壓敏膠。
【背景技術(shù)】
[0002] 在手機(jī)、平板電腦等便攜電子設(shè)備組裝過(guò)程中，TP與外殼支架的粘接效果是直接 影響手機(jī)運(yùn)行使用以及維修效率的關(guān)鍵因素之一。目前大部分TP與外殼支架的粘接是采 用泡棉膠和熱熔膠。隨著電子設(shè)備日益向大屏幕窄邊框的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)有膠黏劑產(chǎn)品也越 來(lái)越暴露出其在電子設(shè)備粘接應(yīng)用上的局限性。泡棉膠需要的粘接邊框較寬，一般不小于 1mm，且維修過(guò)程殘膠難于清理；熱熔膠制程工藝需要加熱、保壓等過(guò)程，需要專用設(shè)備，殘 膠同樣較難清理。
[0003] 壓敏膠（PSA)是指運(yùn)用很小的壓力就能很容易地將其粘到被粘物表面的膠黏劑。 UV固化壓敏膠是丙烯酸酯體系壓敏膠黏劑中研宄和應(yīng)用最廣的類型之一，由于其高效、綠 色、節(jié)能燈優(yōu)點(diǎn)使之得到了高速的發(fā)展。在TP與外殼支架的粘接方面，壓敏膠的應(yīng)用較少， 新發(fā)展的粘接技術(shù)提出一種將帶緩沖層壓敏膠帶應(yīng)用于手機(jī)的TP外殼粘接，具有易切膜、 窄邊框可達(dá)0. 5_、緩沖抗震、易于組裝和維修等特點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，壓敏膠在窄邊 框的粘接力、維修過(guò)程的剝離能力、應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的耐老化能力等均需要進(jìn)一步提升。
[0004] 丙烯酸酯壓敏膠一般由軟單體、硬單體、官能單體以及一些功能助劑制成，這些構(gòu) 成成分對(duì)最終壓敏膠的性能均有不同程度的影響。在壓敏膠的性能改進(jìn)過(guò)程中，尤其對(duì)于 TP與外殼支架的粘接來(lái)說(shuō)，同時(shí)獲得具有良好初粘力、粘合力、持粘力等綜合性能指標(biāo)的壓 敏膠制品是生產(chǎn)和研宄的理想目標(biāo)，而這種綜合性能的平衡往往難以達(dá)到，例如初粘力較 好的丙烯酸酯聚合物往往分子量較低，對(duì)基體的浸潤(rùn)性較佳，但其機(jī)械性能不佳、內(nèi)聚力較 弱且持粘性差；提高聚合物分子量能夠獲得較好的持粘力及內(nèi)聚力，增強(qiáng)壓敏膠韌性，但同 時(shí)又會(huì)導(dǎo)致初粘力和剝離強(qiáng)度的降低。如何調(diào)和丙烯酸酯壓敏膠各組成成分及其含量，使 其獲得較好的綜合性能是拓寬其在電子設(shè)備粘接領(lǐng)域應(yīng)用亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明創(chuàng)造為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種綜合性能良好的UV濕氣雙固化 型丙烯酸酯壓敏膠，特別能夠適用于便攜電子設(shè)備中TP與外殼支架的粘接工藝，具有操作 便捷、窄邊化粘接強(qiáng)度高、抗震、耐老化、易于維修等優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明創(chuàng)造提供的UV濕氣雙固化型丙烯酸酯壓敏膠，由包括下述重量份的組分 制得：（甲基）丙烯酸丁酯單體和/或（甲基）丙烯酸己酯單體（a) 30~50份、（甲基）丙烯 酸2-乙基己酯單體（b) 20~40份、（甲基）丙烯酸甲酯單體（c) 5~10份、N-羥甲基丙烯 酰胺單體和/或N-羥甲基甲基丙烯酰胺單體（d) 1~5份、氨基甲酸酯丙烯酸酯（e) 0. 5~ 6份、聚酰胺類熱塑性彈性體（f) 1~20份、松香樹脂（g) 5~10份、環(huán)氧改性聚氨酯共聚物 (h) 10~50份、光引發(fā)劑⑴1~10份。
[0007] 所述UV濕氣雙固化型丙烯酸酯壓敏膠由包括下述的步驟制得：
[0008] Sl :將部分（甲基）丙烯酸2-乙基己酯單體（b)和全部松香樹脂（g)混合并預(yù)聚 合，獲得第一預(yù)聚物；
[0009] S2:將部分（甲基）丙烯酸丁酯單體和/或（甲基）丙烯酸己酯單體（a)、余量 (甲基）丙烯酸2-乙基己酯單體（b)、部分氨基甲酸酯丙烯酸酯（e)混合并預(yù)聚合，獲得第 二預(yù)聚物；
[0010] S3:將余量（甲基）丙烯酸丁酯單體和/或（甲基）丙烯酸己酯單體（a)、全部 (甲基）丙烯酸甲酯單體（c)、全部N-羥甲基丙烯酰胺單體和/或N-羥甲基甲基丙烯酰胺 單體（d)、余量氨基甲酸酯丙烯酸酯（e)、全部聚酰胺類熱塑性彈性體（f)、全部環(huán)氧改性聚 氨酯共聚物（h)、全部光引發(fā)劑（i)混合，得到第一預(yù)混物；
[0011] S4:將上述第一預(yù)聚物、第二預(yù)聚物和第一預(yù)混物混合后制成片狀，進(jìn)行聚合反 應(yīng)。
[0012] 上述S1、S2和S3的步驟無(wú)先后順序之分，在實(shí)際操作中可以順序進(jìn)行、同時(shí)進(jìn)行、 換序進(jìn)行或交叉進(jìn)行。
[0013] 其中，所述氨基甲酸酯丙烯酸酯（e)作為活性稀釋單體加入，一方面能夠?qū)泦?體的預(yù)聚合體系粘度進(jìn)行良好的控制，另一方面能夠與大分子組分環(huán)氧改性聚氨酯共聚 物（h)和聚酰胺類熱塑性彈性體（f)具有更好配伍性，在二者共同存在下發(fā)揮更好的稀釋 效果，且氨基的引入使丙烯酸酯具有較高的反應(yīng)活性，在片狀制品聚合反應(yīng)的過(guò)程中快速 促進(jìn)交聯(lián)聚合反應(yīng)的進(jìn)行，還能夠促進(jìn)聚酰胺類熱塑性彈性體（f)與丙烯酸預(yù)聚物的相容 性。由于活性稀釋單體過(guò)多容易導(dǎo)致體系分子量降低或固化不充分，因此需嚴(yán)格控制其用 量。
[0014] 所述氨基甲酸酯丙烯酸酯（e)優(yōu)選為粘度（25°C )在IOcps以下的氨基甲酸酯丙 條fe醋。
[0015] 其中，所述聚酰胺類熱塑性彈性體（f)與環(huán)氧改性聚氨酯共聚物（h)具有很好的 相容性，加入丙烯酸酯壓敏膠體系中能夠提高拉伸強(qiáng)度、抗沖擊性能以及抗震和耐老化性 能，彌補(bǔ)環(huán)氧改性聚氨酯共聚物（h)柔性鏈條的不足，使壓敏膠的內(nèi)聚強(qiáng)度和機(jī)械性能得 以提高，耐溫性、抗震性能、持粘力以及剝離殘留性能均得以優(yōu)化。所述聚酰胺類熱塑性彈 性體⑴優(yōu)選為聚酰胺6系熱塑性彈性體，更優(yōu)選為由PA6、聚醚交替形成的共聚物。
[0016] 其中，所述松香樹脂作為增粘樹脂加入體系，與萜烯樹脂等其他增粘樹脂相比具 有更好的配伍性，能夠改善壓敏膠制品的浸潤(rùn)性，提高初粘力，優(yōu)選為氫化松香樹脂。
[0017] 其中，所述環(huán)氧改性聚氨酯共聚物（h) -方面能夠使壓敏膠在UV固化引發(fā)后持續(xù) 進(jìn)行濕氣固化，在UV照射不足或固化不充分的時(shí)候，只要空氣中具有濕度就能夠持續(xù)進(jìn)行 交聯(lián)固化，提高固化效果；另一方面，聚氨酯具有柔性鏈段，能夠提高丙烯酸壓敏膠的柔韌 性，對(duì)初粘力和抗震性能都有較好的改善效果。采用環(huán)氧對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性，能夠改善聚氨 酯耐熱性能差的不良影響，同時(shí)對(duì)聚氨酯耐黃變的性能也起到良好改善作用。
[0018] 所述環(huán)氧改性聚氨酯共聚物（h)可市購(gòu)或通過(guò)公開的方法自行制備。優(yōu)選的由包 括下述的原料合成：脂肪族二異氰酸酯、二元醇或多元醇、含羥基的環(huán)氧丙烯酸單酯，三者 的摩爾比優(yōu)選為（1~1. 2) :1 : (0. 5~0. 8)。
[0019] 其中，所述含羥基的環(huán)氧丙烯酸單酯由丙烯酸與縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂的1個(gè)環(huán) 氧基團(tuán)通過(guò)開環(huán)酯化反應(yīng)獲得，在保留了丙烯酸雙鍵的同時(shí)，引入環(huán)氧基團(tuán)并形成羥基。所 述縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂優(yōu)選粘度（25°C )不高于30000mPa *s，折射率不低于1. 3的環(huán)氧 樹脂；優(yōu)選為鄰苯二甲酸二縮水甘油酯。將環(huán)氧基團(tuán)引入聚氨酯，顯著改善了聚氨酯的力 學(xué)性能（包括拉伸強(qiáng)度等）、耐水性即耐溶劑性，提高了聚合物鏈段的韌性，且酯類的環(huán)氧 樹脂能夠比其他類別的環(huán)氧樹脂提供更低的粘度、更高的粘接強(qiáng)度、以及更高的透光率；另 外，由于丙烯酸與環(huán)氧基團(tuán)的開環(huán)酯化反應(yīng)后同時(shí)生成羥基引入丙烯酸，省去了單獨(dú)向丙 烯酸中引入羥基的步驟，簡(jiǎn)化制備工藝。
[0020] 其中，所述脂肪族二異氰酸酯優(yōu)選為異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI)。雖然其反應(yīng)活 性較芳香族二異氰酸酯較弱，但毒性危害小且不易泛黃，能夠與二元醇或多元醇的羥基在 適當(dāng)條件下反應(yīng)完全。
[0021] 所述二元醇或多元醇優(yōu)選為乙二醇、己二醇或平均分子量在420以下的聚乙二 醇，具有較高的羥值，便于和所述脂肪族二異氰酸酯反應(yīng)，以及引入所述縮水甘油酯類環(huán)氧 樹脂。
[0022] 其中，所述光引發(fā)劑⑴為自由基型光引發(fā)劑和陽(yáng)離子型光引發(fā)劑的混合物， 二者優(yōu)選的摩爾比為（1~1.5) :1。所述自由基型光引發(fā)劑可以包括2-羥基-2-甲 基-1-苯基丙酮（1173)、2-甲基-2-(4-嗎啉基）-1-[4-(甲硫基）苯基]-1-丙酮（907)、 2_二甲氨基-2-芐基-1-[4-(4-嗎啉基）苯基]-1-丁酮（IHT-PI 910)、2_羥基-2-甲 基-1-[4-(2-羥基乙氧基）苯基]-1-丙酮（659)中的一種或幾種；所述陽(yáng)離子型光引發(fā)劑 選取為芳烴上帶有羰基的芳茂鐵鹽，如[環(huán)戊二烯-鐵-2, 5-二甲基苯乙酮]鹽，具有更高 的光引發(fā)活性以及光解速率，同時(shí)在膠黏劑中無(wú) UV引發(fā)時(shí)也不會(huì)引發(fā)濕氣的固化。
[0023] 進(jìn)一步，在上述丙烯酸酯壓敏膠組成物體系中，硬單體（C)的用量?jī)?yōu)選為軟單體 (a)和（b)之總量的10%~20%。所述聚酰胺類熱塑性彈性體（f)的用量?jī)?yōu)選