TWI506110B - 黏合劑組合物、光學元件和黏合劑片 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種黏合劑組合物、光學元件和黏合劑片。更具體地,本發明涉及一種具有長儲存期的黏合劑組合物以在黏合處理後的短老化時間內提供優異的可加工性並呈現實用的黏合性能。進一步,本發明涉及包含所述黏合劑組合物的光學元件和黏合劑片。
近來,平板顯示器(FPD),如液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器(PDP)和有機電致發光(EL)顯示器已得到日益增多的應用。因此,需要改善用於FPD的黏合劑的可加工性和生產率。
JP2010-65102A公開了一種用於光學膜的黏合劑組合物,該黏合劑組合物包括丙烯酸聚合物、鈦類偶合劑和/或鋯類偶合劑。具有該特徵,用於光學膜的黏合劑組合物在高溫和高濕的條件下呈現出優異的耐久性而無漏光。
此外,JP2010-217227A公開了一種用於光學元件的表面保護膜的黏合劑組合物,包括丙烯酸聚合物、異氰酸酯化合物和有機鈦氧化物化合物。根據該公開,所述黏合劑組合物具有與使用有機錫化合物作為異氰酸酯化合物的固化催化劑的情形相同的固化週期和性質。
但是,JP2010-65102A和JP2010-217227A中公開的黏合
劑組合物形成的黏合劑層需要1天或更長的老化期直至交聯後獲得實用的黏合劑性能,從而提供低產率。
本發明的一個方面提供了一種黏合劑組合物,該黏合劑組合物包括:100重量份的具有約100,000至約2,000,000 g/mol重均分子量的(甲基)丙烯酸共聚物(A);約0.05至約5重量份的碳二醯亞胺交聯劑(B);和約0.01至約0.3重量份的有機化合物(C),其係包含選自由鈦、鋯和鉿組成的群組中至少一種。該黏合劑組合物具有長儲存期(pot life)以在黏合處理後0.5天的短老化時間內提供優異的可加工性並呈現實用的黏合性能,因而提供優異的生產率。
在一個實施方式中,所述(甲基)丙烯酸共聚物(A)具有約100,000 g/mol至約2,000,000 g/mol的重均分子量,並且包含:約0.1至約9重量份的含羧基的單體(a-1)、約0至約1重量份的含羥基的(甲基)丙烯酸單體(a-2),和約90至約99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體(a-3)。(此處,應注意所述含羧基的單體、所述含羥基的(甲基)丙烯酸單體和所述(甲基)丙烯酸酯單體的總量為100重量份。)
基於100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物,所述黏合劑組合物可進一步包括約0.05至約5重量份的異氰酸酯交聯劑(D)。
所述黏合劑組合物可進一步包括矽烷偶合劑。
所述黏合劑組合物可進一步包括通式1表示的咪唑化
合物:
其中R1
、R2
和R3
各自獨立地表示氫原子、鹵素原子或取代或未取代的C1至C10直鏈或支鏈烷基。
基於100重量份的所述(甲基)丙烯酸共聚物,所述咪唑化合物含量可為約0.008至約0.2重量份。
在另一個實施方式中,黏合劑層可具有凝膠率(G7)其等於凝膠率(G0.5)±約5%,優選±約3%。所述凝膠率(G7)係經由在約23℃和約50% RH的條件下儲存約7天所得者,且所述凝膠率(G0.5)係經由在約23℃和約50% RH的條件下儲存約0.5天所得者。
黏合劑組合物可包含100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物(A);約0.05至約5重量份的碳二醯亞胺交聯劑(B);和約0.01至約0.3重量份的有機化合物(C),其包含選自由鈦、鋯和鉿組成的群組中的至少一種。
所述黏合劑組合物可具有與製備後的黏度(v0)相比增加10%或更少的製備後12小時的黏度(v1)。
本發明的另一個方面提供了包含含有所述黏合劑組合物的黏合劑層的光學元件。
在所述的光學元件中,所述黏合劑組合物的所述(甲基)丙烯酸共聚物可具有約1,000,000至約1,800,000 g/mol的重
均分子量,並且所述黏合劑層可具有根據JIS Z0237約0.5至約9 N/25mm的黏結強度。
本發明的另一個方面提供了包含含有所述黏合劑組合物的黏合劑層的黏合劑片。
在所述黏合劑片中,所述黏合劑組合物的所述(甲基)丙烯酸共聚物可具有約100,000至約1,000,000 g/mol的重均分子量,並且所述黏合劑層可具有根據JIS Z0237約0.05至約20 N/25mm的黏結強度。
根據本發明,黏合劑組合物包含:100重量份的具有約100,000 g/mol至約2,000,000 g/mol重均分子量的(甲基)丙烯酸共聚物(A);約0.05至約5重量份的碳二醯亞胺交聯劑(B);和約0.01至約0.3重量份的有機化合物(C),其包含選自由鈦、鋯和鉿組成的群組中的至少一種。
在一個實施方式中,(甲基)丙烯酸共聚物(A)具有約100,000 g/mol至約2,000,000 g/mol重均分子量,並且包含:約0.1至約9重量份的含羧基的單體(a-1)、約0至約1重量份的含羥基的(甲基)丙烯酸單體(a-2)和約90至約99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體(a-3)。(此處,應注意上述含羧基的單體、含羥基的(甲基)丙烯酸單體和(甲基)丙烯酸酯單體的總量為100重量份。)
根據本發明,黏合劑組合物採用特定的(甲基)丙烯酸共聚物並包含碳二醯亞胺交聯劑作為交聯劑和一包含選自由
鈦、鋯和鉿組成的群組中的至少一者的有機化合物。
當碳二醯亞胺交聯劑和一包含選自由鈦、鋯和鉿組成的群組中的至少一者的有機化合物與特定的(甲基)丙烯酸共聚物一同使用時,該黏合劑組合物可具有長儲存期,並且可使黏合劑層在黏合處理後在短老化時間內交聯(固化)而不影響黏結性能,從而大幅改善可加工性和生產率。
進一步,由根據本發明的黏合劑組合物形成的黏合劑層可用作用於光學元件的一種具有合適的黏結強度和對基板的黏附性、優異的金屬腐蝕抑制和防止的性能、防漏光性、耐久性、抗被黏附物污染性、低溫穩定性和可再加工性的黏合劑。
此外,由根據本發明的黏合劑組合物形成的黏合劑層可用作用於黏合劑片的一種具有合適的黏結強度或對基板的黏附性、並呈現出優異的控制和防止金屬腐蝕的性能、抗被黏附物污染性、低溫穩定性、透明性、耐熱性和耐熱/濕性的黏合劑。
以下將更詳細地說明根據本發明的組合物的各組分。
如文中使用,術語“(甲基)丙烯酸酯”整體是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。此外,(甲基)化合物整體是指化合物和含(甲基)的化合物,如(甲基)丙烯酸。例如,“(甲基)丙烯醯基”包括丙烯醯基和甲基丙烯醯基,“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,且“(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和甲基丙烯酸。
(A)(甲基)丙烯酸共聚物
根據本發明,(甲基)丙烯酸共聚物(以下也被稱為“組分A”)包含由(a-1)約0.1至約9重量份的含羧基的單體、(a-2)約0至約1重量份的含羥基的(甲基)丙烯酸單體和(a-3)約90至約99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體組成的單體。此處應注意的是上述含羧基的單體、含羥基的(甲基)丙烯酸單體和(甲基)丙烯酸酯單體的總量為100重量份。(甲基)丙烯酸共聚物具有約100,000 g/mol至約2,000,000 g/mol的重均分子量。
(a-1)含羧基的單體
含羧基的單體(以下也稱為“組分(a-1)”)為在其分子結構中具有至少一個羧基的不飽和單體。含羧基的單體的實例可包括但不限於(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、富馬酸酐、巴豆酸、衣康酸、衣康酸酐、十四酸、棕櫚酸、油酸等。這些單體可單獨使用或以其兩種或更多種組合使用。
具體地,優選(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、富馬酸酐、巴豆酸、衣康酸、衣康酸酐;更優選(甲基)丙烯酸。
上述含羧基的單體的用量可為約0.1至約9重量份。在此範圍內,通過羧基與碳二醯亞胺交聯劑(B)的反應形成合適的交聯點,從而在黏合劑組合物的柔性和黏合劑層的抗漏光性和耐久性方面提供優異的性質。
(a-2)含羥基的(甲基)丙烯酸單體
含羥基的(甲基)丙烯酸單體(以下也稱為“組分(a-2)”)為
在其分子結構中具有羥基的丙烯酸單體。含羥基的(甲基)丙烯酸單體的實例可包括,但不限於(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-4-羥丁酯、1,6-己二醇單(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇單(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丁酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基環己基(甲基)丙烯酸酯、N-2-羥乙基(甲基)丙烯醯胺和環己烷二甲醇單丙烯酸酯。此外,含羥基的(甲基)丙烯酸單體可包括通過含縮水甘油基的化合物如烷基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯,與(甲基)丙烯酸的加成反應得到的化合物。這些單體可單獨使用或以其兩種或更多種組合使用。
具體地,優選(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-4-羥丁酯、N-2-羥乙酯(甲基)丙烯醯胺和環己烷二甲醇單甲基丙烯酸酯;更優選(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-4-羥丁酯和N-2-羥乙基(甲基)丙烯醯胺。
上述含羥基的(甲基)丙烯酸單體的用量可為約0至約1重量份。在此範圍內,通過羥基與碳二醯亞胺交聯劑(B)的反應形成合適的交聯點,從而在黏合劑組合物的柔性方面提供優異的性能而不會使黏合劑層的抗漏光性和耐久性變差。
(a-3)(甲基)丙烯酸酯單體
(甲基)丙烯酸酯單體(以下也稱作“組分(a-3)”)為在其分
子結構中不具有羥基的(甲基)丙烯酸的酯。(甲基)丙烯酸酯單體的實例可包括,但不限於(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十三酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸異十八酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸十二酯、四氫呋喃基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、4-正丁基環己基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己二醇(甲基)丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、丁氧基甲基(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(2-丁氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、4-丁苯基(甲基)丙烯酸酯、2,4,5-三甲基苯基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基甲基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、聚環氧乙烷單烷基醚(甲基)丙烯酸酯、聚環氧丙烷單烷基醚(甲基)丙烯酸酯、三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、十五氟氧乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-2-氯乙酯、2,3-二溴丙基(甲基)丙烯酸酯和三溴苯基(甲基)丙烯酸酯。這些(甲基)丙烯酸酯單體可單獨使用或以其兩種或更多種組合使用。
具體地,優選(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯和(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯;更優選
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯和(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯。
(甲基)丙烯酸酯單體(a-3)的用量可為約90至約99.9重量份。在該範圍內,通過與碳二醯亞胺交聯劑(B)的反應形成合適的交聯點,從而在耐熱性和黏性方面提供優異的性能。
(甲基)丙烯酸共聚物(A)可通過任何已知的方法製備,而不限於,例如使用聚合引發劑的溶液聚合、乳液聚合、懸浮聚合、反相懸浮聚合、薄膜聚合和噴霧聚合。聚合可通過絕熱聚合、控溫聚合和等溫聚合進行。除了使用聚合引發劑引發聚合的方法之外,還可使用照射、電磁輻射和UV輻射。具體地,因為引發劑能實現分子量的易於調節而不會增加雜質,可使用採用聚合引發劑的溶液聚合。例如,可通過向約100重量份總量的單體添加約0.01至約0.50重量份的聚合引發劑,使用乙酸乙酯、甲苯或甲基乙基酮作為溶劑,隨後在約60至約90℃在氮氣氛下反應約3至約10小時製備(甲基)丙烯酸共聚物。聚合引發劑的實例可包括:偶氮化合物,如偶氮二異丁腈(AIBN)、2-2'
-偶氮雙(2-甲基丁腈)和偶氮雙氰基戊酸;有機過氧化物,如叔丁基過氧新戊酸酯、叔丁基過氧苯甲酸酯、叔丁基過氧-2-乙基己酸酯、二叔丁基過氧化物、異丙基苯氫過氧化物、過氧化苯甲醯和叔丁基氫過氧化物;和無機過氧化物,如過氧化氫,過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫酸鈉。這些引發劑可單獨使用或以其兩種或更多種的組合。
根據需要,上述共聚物可進一步包括可與單體(a-1)至(a-3)共聚的其它單體。上述其它單體的實例可包括,但不限於:含環氧基的丙烯酸單體,如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯和(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯;含氨基的丙烯酸單體,如二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N-叔丁基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯和甲基丙烯醯氧基乙基三甲基氯化銨(甲基)丙烯酸酯;含醯胺基的丙烯酸單體,如(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺和N,N-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺;含磷酸酯基的丙烯酸單體,如2-甲基丙烯醯氧基乙基二苯基磷酸酯(甲基)丙烯酸酯、三甲基丙烯醯氧基乙基磷酸酯(甲基)丙烯酸酯和三丙烯醯氧基乙基磷酸酯(甲基)丙烯酸酯;含磺酸基的丙烯酸單體,如鈉磺醯基丙基(甲基)丙烯酸酯、鈉-2-磺醯基乙基(甲基)丙烯酸酯和鈉-2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸酯;含氨基甲酸酯基的丙烯酸單體,如氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯;含苯基的丙烯酸乙烯基單體,如對叔丁基苯基(甲基)丙烯酸酯和鄰二苯基(甲基)丙烯酸酯;含矽烷基的乙烯基單體,如2-乙醯乙醯氧基乙基甲基)丙烯酸酯、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙基)矽烷、乙烯基三乙醯基矽烷和甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷;以及苯乙烯、氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丙烯腈和乙烯基吡啶。這些單體可單獨使用或以其兩種或更多種的組合使用。
具體地,優選(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙醯乙醯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯和乙酸乙烯酯;更優選(甲基)丙烯醯胺和乙酸乙烯酯。
基於約100重量份的單體(a-1)至(a-3)的總量,其它單體用量為約0.1至約10重量份,優選約0.2至約7重量份,更優選約0.3至約6重量份。
由以上單體共聚合製備的(甲基)丙烯酸共聚物(A)可具有約100,000至約2,000,000 g/mol的重均分子量。如果其重均分子量小於約100,000 g/mol,則耐熱性可能不足。如果其重均分子量超過約2,000,000 g/mol,可能得到低黏附性並且黏性可能降低。文中,重均分子量為用以下實施例中所述的方法測定的基於聚苯乙烯標準。
此處,應注意單體(a-1)、單體(a-2)和(a-3)的總量為約100重量份。
上述(甲基)丙烯酸共聚物(A)可單獨使用或以至少兩種聚合物的組合使用。
(B)碳二醯亞胺交聯劑
除共聚物(A)以外,黏合劑組合物還包含碳二醯亞胺交聯劑(以下也稱作“組分(B)”)。該碳二醯亞胺交聯劑與(甲基)丙烯酸共聚物(A)的羥基和/或羧基反應並與其連接,從而形成交聯結構。
碳二醯亞胺交聯劑可包括本領域已知的任何碳二醯亞胺交聯劑,沒有特別限制。例如,可使用具有至少兩個碳
二醯亞胺基(-N=C=N-)的化合物,且可使用本領域已知的任何聚碳二醯亞胺。
此外,碳二醯亞胺化合物可包括通過在碳二醯亞胺催化劑的存在下的二異氰酸酯的脫碳縮合反應製備的高分子量聚碳二醯亞胺。
上述化合物的實例可包括通過以下二異氰酸酯的脫碳縮合反應獲得的化合物。
上述二異氰酸酯包括4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3'-二甲氧基-4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二苯基醚二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基醚二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1-甲氧基苯基-2,4-二異氰酸酯、異弗爾酮二異氰酸酯、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯和四甲基二甲苯二異氰酸酯,其可單獨使用或以其兩種或多種的組合使用。
碳二醯亞胺催化劑可包括環磷烯氧化物,如1-苯基-2-環磷烯-1-氧化物、3-甲基-2-環磷烯-1-氧化物、1-乙基-3-甲基-2-環磷烯-1-氧化物、1-乙基-2-環磷烯-1-氧化物與它們的3-環磷烯異構體。
這些高分子量聚碳二醯亞胺可通過合成或由可商購的產品獲得。
組分(B)的可商購的產品可包括與有機溶劑具有優異相容性的CARBODILITE®
(Nisshinbo Chemical Inc.),特別是CARBODILITE®
V-01、V-03、V-05、V-07和V09。
基於100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物(A),碳二醯亞胺交聯劑(B)的含量可為約0.05至約5重量份。在此範圍內,形成合適的交聯結構,從而實現優異的耐熱性。如果碳二醯亞胺交聯劑(B)的量小於約0.05重量份,則不能形成充分交聯的結構,從而降低耐熱性。如果碳二醯亞胺交聯劑(B)的量超過約5重量份,則交聯反應過度進行而降低黏性,致使黏合劑組合物無法應付偏光板隨時間的收縮,因此降低了抗漏光性和耐久性。
上述碳二醯亞胺交聯劑(B)可單獨使用或以兩種或更多種的組合使用。
(C)包含選自由鈦、鋯和鉿組成的群組中的至少一者的有機化合物
黏合劑組合物包括一有機化合物,其係包含選自由鈦、鋯和鉿組成的群組中的至少一者(以下也稱作“組分(C)”)。具有該組分(C),黏合劑組合物改善了促進固化反應的效果而不會降低黏合性,從而提高生產率。根據本發明,由於有機化合物包含至少選自由鈦、鋯和鉿組成的群組中的一種(以下也稱作“本發明的含金屬的有機化合物”或“含IV族的有機化合物”)可包括任何含有鈦、鋯或鉿原子的化合物,並且參考本領域中已知的出版物製備,或者通過和其它材料組合製備,只要這些化合物可提高促進固化反應的效果。例如,日本專利公開2003-519631、日本專利公開2005-108499和日本未審查的專利公開2009-292731公開的偶合劑可被合適地選作上述有機化合物。或者,任何可商
購的產品可用作有機化合物。
本發明的發明人發現,當黏合劑組合物包括由Azinomoto Fine-Techno有限公司獲得並且由下面結構式表示的含金屬的有機化合物時,所述有機化合物有效增強促進與黏合劑組合物相關的固化反應的效果:
當黏合劑組合物包括由Kenrich Petrochemicals有限公
司獲得的並且由下面結構式表示的含金屬的有機化合物時:
此外,雖然通過向黏合劑組合物提供包含鈦、鋯和鉿中的至少一種的有機化合物以提供這種效果的機制不清楚,但認為鈦、鋯或鉿促進由羧基分離氫,推動羧基和碳二醯亞胺交聯劑間的交聯反應。此外,人們認為由於鈦、鋯和鉿的配位元體的數目和分子結構(平衡(balance)例如大小或分子量)促進由羧基中氫的脫離,含金屬的有機化合物更優於其它金屬偶合劑。這裡,考慮到氫脫離的效果,經常優選所述化合物不包含硫或胺。顯然,本發明的範圍不受限於上述機制。
基於100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物(A),組分(C)的含量可為約0.01至約0.3重量份。在此範圍內,有機化合物提供增大的交聯率而不會使黏合劑組合物的黏結性能降低。這樣,將含IV族的有機化合物(the IV group-containing organic compound),即包含鈦、鋯和鉿中的至少一種的有機化合物,作為碳二醯亞胺交聯劑的固化促進劑添加到黏合劑,從而提供顯著的效果。如果組分(C)的量小於0.01重量份,則不能獲得充足的固化促進,並且在黏合處理後需
要長的老化時間。如果組分(C)的量超過0.3重量份,黏合劑組合物可在抗漏光性、耐久性、對被黏物的黏附性、低溫穩定性和可再加工性方面變差。此外,黏合劑組合物的抗被黏附物污染性也可變差。
上述組分(C)可單獨使用或以其兩種或更多種的組合使用。
(D)異氰酸酯交聯劑
黏合劑組合物還可包含異氰酸酯交聯劑(以下也稱作“組分(D)”)。當添加異氰酸酯交聯劑(D)時,包含該黏合劑組合物的黏合劑層具有改善的耐久性。此外,黏合劑組合物可具有顯著提高的耐光性。
對於異氰酸酯交聯劑,可使用本領域中已知的任何異氰酸酯交聯劑,無具體地限定。異氰酸酯交聯劑(D)的具體例子包括芳族二異氰酸酯,如三烯丙基異氰酸酯、二聚酸二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI)、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(4,4'-MDI)、2,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(2,4'-MDI)、1,4-亞苯基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯(XDI)、四甲基二甲苯二異氰酸酯(TMXDI)、甲苯胺二異氰酸酯(TODI)和1,5-亞萘基二異氰酸酯(NDI);脂族二異氰酸酯,如六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMHDI)、賴氨酸二異氰酸酯和降莰烷二異氰酸酯(NBDI);脂環族二異氰酸酯,如反-環己烷-1,4-二異氰酸酯、異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)、H6-XDI(加氫XDI)和H12-MDI(加氫MDI);前述二異氰酸酯
的碳二醯亞胺改性的二異氰酸酯;其異氰脲酸酯改性的二異氰酸酯等。
此外,可適當使用前述異氰酸酯化合物與多元醇的加合物,如三羥甲基丙烷,或上述異氰酸酯化合物的縮二脲與異氰酸脲酯。
異氰酸酯交聯劑(D)可通過合成或由可商購的產品獲得。異氰酸酯交聯劑(D)的可商購產品可包括Coronate®
L、Coronate®
HL、Coronate®
2030、Coronate®
2031(都可由Nippon Polyurethane Industry有限公司獲得);Takenate®
D-102、Takenate®
D-110N、Takenate®
D-200、Takenate®
D-202(都可由Mitsui Chemicals Inc.獲得);DuranateTM
24A-100、DuranateTM
TPA-100、DuranateTM
TKA-100、DuranateTM
P301-75E、DuranateTM
E402-90T、DuranateTM
E405-80T、DuranateTM
TSE-100、DuranateTM
D-101和DuranateTM
D-201(都可由Asahi Kasei公司獲得);和DuranateTM
D-201(都可由Asahi Kasei Chemical公司獲得);Smidule®
N75,N3200 and N3300(都可由Urethane有限公司獲得)等。
具體地,優選Coronate®
L、Coronate®
HL、Coronate®
HX、Takenate®
D-110N、Duranate 24A-100和DuranateTM
TPA-100;更優選Coronate®
L、Coronate®
HX和DuranateTM
24A-100。
所述異氰酸酯交聯劑(D)可單獨使用或以其兩種或更多種的組合使用。
使用時,基於100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物(A),異氰酸酯交聯劑(D)的含量可為約0.05至約5重量份。在此範圍內,黏合劑組合物能具有合適的耐久性。具體地,異氰酸酯交聯劑的含量可為約0.08至約4重量份,優選0.1至約3重量份。
(E)矽烷偶合劑
除了以上組分,黏合劑組合物還可包含矽烷偶合劑(以下也稱作“組分(E)”)。當添加矽烷偶合劑時,可改善反應性並可增強交聯產物的機械強度和黏結強度。可使用本領域中已知的任何矽烷偶合劑。矽烷偶合劑的具體實例可包括甲基三甲氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、正辛基三甲氧基矽烷、戊基三甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、環己基甲基二甲氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基矽
烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、雙[3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基]四硫化物和γ-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷。此外,可使用具有可水解的甲矽烷基的化合物,該化合物通過具有如環氧基(縮水甘油醚氧基)、氨基、巰基和(甲基)丙烯醯基等官能團的矽烷偶合劑與具有能與前述官能團反應的官能團的矽烷偶合劑、其它偶合劑和多元異氰酸酯以相對於各官能團一定比例反應獲得。
可將低聚矽烷偶合劑用作上述矽烷偶合劑(E)。上述低聚矽烷偶合劑具有由各自具有至少一個烷氧基的兩種或更多種各自都具有至少一個烷氧基的矽烷化合物的縮合形成的-Si-O-Si-結構。形成-Si-O-Si-結構,其中至少一個烷氧基與矽原子中的一個成鍵。上述低聚矽烷偶合劑具有有機官能團。
上述有機官能團的實例包括乙烯基、環氧基、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯基、甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、氨基、醯脲基、氯丙基、巰基和多硫化物基。具體地,優選環氧基、巰基和(甲基)丙烯醯基;為了同時獲得待形成的黏合劑層的改善的耐久性和低黏性,特別優選環氧基和巰基。
低聚矽烷偶合劑可為一個分子中具有兩個矽原子(即二聚體)至約100個矽原子的低聚物,也就是說,約2至約100的平均聚合度。低聚矽烷偶合劑隨著平均聚合度增大而變
黏。因此,低聚矽烷偶合劑可為漿料或固體形式,這使得其難以處理。因此,低聚矽烷偶合劑的平均聚合度為約2至約80,優選約3至約50。
低聚矽烷偶合劑中包含的有機官能團通常通過適宜的連接體與矽原子接合。這種連接體的實例包括:亞烷基,如亞甲基、亞乙基、三亞甲基、六亞甲基和十亞甲基;被芳環打斷的二價烴基,如甲基苯基乙基;和被氧原子打斷的二價脂族基團,如甲氧基甲基、甲氧基乙基和甲氧基丙基。當有機官能團為環氧基時,可在成環的兩個相鄰碳原子之間形成官能團。
上述低聚矽烷偶合劑可為通過四烷氧基矽烷與由通式2表示的矽烷化合物的部分共水解和縮聚獲得共低聚物:
其中R4
和R5
各自獨立地表示烷基或苯基,X表示具有巰基、環氧基或(甲基)丙烯醯氧基的有機基團,且Y表示烷基、烷氧基、苯基、苯氧基、芳烷基或芳烷氧基。
在通式2中,R4
和R5
彼此獨立,例如為C1至C10烷基。具體地,R4
和R5
可各自獨立地為甲基或乙基。
由X表示的有機官能團的實例可包括巰基甲基、3-巰基丙基、6-巰基己基、10-巰基癸基、2-(4-巰基甲基苯基)乙基、縮水甘油醚氧基甲基、3-縮水甘油醚氧基丙基、2-(3,4-環氧
基環己基)乙基、丙烯醯氧基甲基、3-丙烯醯氧基丙基、甲基丙烯醯氧基甲基和3-甲基丙烯醯氧基丙基。
Y可表示C1至C10烷基或烷氧基或C7至C10芳烷基或芳烷氧基。
由通式2表示的含官能團的矽烷化合物的具體實例可包括巰基甲基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、2-(4-巰基甲基苯基)乙基三甲氧基矽烷、6-巰基己基三甲氧基矽烷、10-巰基癸基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二乙氧基矽烷、縮水甘油醚氧基甲基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、丙烯醯氧基甲基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基甲基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三丁氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷和3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷。
由通式2表示的含官能團的矽烷化合物部分共水解和縮聚製得的四烷氧基矽烷具有與各矽原子接合的4個烷氧基。各個烷氧基優選具有1至10個碳原子。與矽原子接合的四個烷氧基可相同或不同。在容易製造和購買方面,可使用具有相同的與矽原子接合的烷氧基的化合物,例如四甲
氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷和四丁氧基矽烷。
低聚矽烷偶合劑可通過由通式2表示的含官能團的矽烷化合物與四烷氧基矽烷的部分共水解和縮聚製備。在此情況下,作為-OR4
或-OR5
與矽原子接合的烷氧基甲矽烷基或苯氧基甲矽烷基部分水解以形成矽醇基,和四烷氧基矽烷的烷氧基甲矽烷基部分水解以形成矽醇基。兩種矽醇基縮合產生低聚矽烷偶合劑。由於其防止黏合劑組合物在塗布和乾燥期間被分散的趨勢而優選使用該低聚物。
單體低聚矽烷偶合劑的實例如下。
對於含巰基甲基的共低聚物,可舉例為巰基甲基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、巰基甲基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、巰基甲基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷和巰基甲基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共低聚物。
對於含巰基丙基的共低聚物,可舉例為3-巰基丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷和3-巰基丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共低聚物。
對於含縮水甘油醚氧基甲基的共低聚物,可舉例為縮水甘油醚氧基甲基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、縮水甘油醚氧基甲基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、縮水甘油醚氧基甲基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷和縮水甘油醚氧基甲基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共低聚物。
對於含縮水甘油醚氧基丙基的共低聚物,可舉例為3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-縮水
甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共低聚物。
對於含(甲基)丙烯醯氧基丙基的共低聚物,可舉例為含丙烯醯氧基丙基的共低聚物,如3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷和3-丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共低聚物,3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷-四乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四甲氧基矽烷和3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷-四乙氧基矽烷共低聚物。
矽烷偶合劑可通過合成或由可商購的產品獲得。可用作上述矽烷偶合劑的可商購產品包括KBM-303、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBE-502、KBE-503、KBM-5103、KBM-573、KBM-802、KBM-803、KBE-846、
KBE-9007(都可由Shin-Etsu Chemical有限公司得到);X-41-1805、X-41-1810、X-41-1053和X-41-1058(商品名,都可由Shin-Etsu Chemical有限公司得到)。X-41-1805為具有巰基、甲氧基和乙氧基的低聚矽烷偶合劑,X-41-1810為具有巰基、甲基和甲氧基的低聚矽烷偶合劑,X-41-1053為具有環氧基、甲氧基和乙氧基的低聚矽烷偶合劑,且X-41-1058為具有環氧基、甲基和甲氧基的低聚矽烷偶合劑。
具體地,優選KBM-303、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-5103、KBM-573、KBM-802、KBM-803、KBE-846、KBE-9007、X-41-1805和X-41-1810;且更優選KBM-403和X-41-1810。矽烷偶合劑可單獨使用或以其組合使用。
矽烷偶合劑的量沒有特別限制。具體地,使用時,基於約100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物(A),矽烷偶合劑(E)的含量可為約0.03至約1重量份,優選約0.05至約0.5重量份,且更優選約0.1至約0.3重量份。在此範圍內,可獲得優異的耐熱性和黏附性。
(F)添加劑
黏合劑組合物包含作為添加劑的咪唑化合物。咪唑化合物被認為是起到碳二醯亞胺交聯劑的交聯(固化)促進劑的功能。包括碳二醯亞胺交聯劑和咪唑化合物的黏合劑組合物在短的老化時間內獲得實用的黏合性能,從而提供優異的生產率。
本發明中所用的咪唑化合物由通式1表示:
其中R1
、R2
和R3
各自獨立地表示氫原子、鹵素原子或取代或未取代的C1至C10的直鏈或支鏈烷基。
鹵素原子的實例可包括氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。
C1至C10的直鏈或支鏈烷基的實例可包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、叔戊基、新戊基、正己基、3-甲基戊烷-2-基、3-甲基戊烷-3-基、4-甲基戊基、4-甲基戊烷-2-基、1,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁烷-2-基、正庚基、1-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、1-乙基戊基、1-(正丙基)丁基、1,1-二甲基戊基、1,4-二甲基戊基、1,1-二乙基丙基、1,3,3-三甲基丁基、1-乙基-2,2-二甲基丙基、正辛基、2-乙基己基、2-甲基己烷-2-基、2,4-二甲基戊烷-3-基、1,1-二甲基戊烷-1-基、2,2-二甲基己烷-3-基、2,3-二甲基己烷-2-基、2,5-二甲基己烷-2-基、3,4-二甲基己烷-3-基、3,5-二甲基己烷-3-基、1-甲基庚基、2-甲基庚基、5-甲基庚基、2-甲基庚烷-2-基、3-甲基庚烷-3-基、4-甲基庚烷-3-基、4-甲基庚烷-4-基、1-乙基己基、2-乙基己
基、1-丙基戊基、2-丙基戊基、1,1-二甲基己基、1,4-二甲基己基、1,5-二甲基己基、1-乙基-1-甲基戊基、1-乙基-4-甲基戊基、1,1,4-三甲基戊基、2,4,4-三甲基戊基、1-異丙基-1,2-二甲基丙基、1,1,3,3-四甲基丁基、正壬基、1-甲基辛基、6-甲基辛基、1-乙基庚基、1-(正丙基)戊基、4-甲基-1-(正丙基)戊基、1,5,5-三甲基己基、1,1,5-三甲基庚基、2-甲基辛烷-3-基、正癸基、1-甲基壬基、1-乙基辛基、1-(正丙基)己基、1,1-二甲基辛基、3,7-二甲基辛基等。
以上烷基可被取代基取代。
取代基的實例可包括鹵素原子,如氟原子、氯原子、溴原子和碘原子;烷基,如甲基、乙基、叔丁基和十二基;芳基,如苯基、對甲苯基、二甲苯基、異丙苯基、萘基、蒽基和菲基;烷氧基,如甲氧基、乙氧基和叔丁氧基;芳氧基,如苯氧基和對甲苯氧基;烷氧基羰基,如甲氧基羰基、丁氧基羰基,辛氧基羰基,和苯氧基羰基;醯氧基,如乙醯氧基、丙醯氧基、甲基丙烯醯氧基和苯甲醯氧基;醯基,如乙醯基、苯甲醯基、異丁醯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、甲氧基醯基;烷氨基,如甲氨基和環己氨基;二烷氨基,如二甲氨基、二乙氨基、嗎啉基和哌啶基;芳氨基,如苯氨基和對甲苯氨基;羥基、羧基、甲酸基、氨基、硝基、氰基、三氟甲基、三氯甲基等。
具體的咪唑化合物的例子可包括咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、1-乙基咪唑、2-乙基咪唑、4-乙基咪唑、1-丙基咪唑、2-丙基咪唑、4-丙基咪唑、1-丁基咪
唑、2-丁基咪唑、4-丁基咪唑、1-戊基咪唑、2-戊基咪唑、4-戊基咪唑、1-己基咪唑、2-己基咪唑、4-己基咪唑、1-庚基咪唑、2-庚基咪唑、4-庚基咪唑、1-辛基咪唑、2-辛基咪唑、4-辛基咪唑、1-壬基咪唑、2-壬基咪唑、4-壬基咪唑、1-癸基咪唑、2-癸基咪唑、4-癸基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1,2-二乙基咪唑、1-乙基-2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,4-二甲基咪唑、1,5-二甲基咪唑、1,2,4-三甲基咪唑、1,4-二甲基-2-乙基咪唑、2-氟咪唑、4-氟咪唑、2-溴咪唑、4-溴咪唑、2-碘咪唑、4-碘咪唑等。
具體地,優選其中R1
、R2
和R3
中至少一個為取代或未取代的C1至C10的直鏈或支鏈烷基的化合物;考慮到生產率和價格更優選1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丙基咪唑、1-丁基咪唑、1,2-二甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑。
基於100重量份的組分(A),咪唑化合物的含量可為約0.008至約0.2重量份。在此範圍內,在黏結處理後可獲得充分的固化促進效應,並且減少老化時間。更優選,咪唑化合物的含量可為約0.009至約0.18重量份,更更優選約0.01至約0.15重量份。
咪唑化合物可單獨使用或以兩種或更多種的組合使用。
此外,咪唑化合物(C)可通過合成或由可商購的產品獲得。
黏合劑組合物可進一步包含添加劑。添加劑的實例包括固化促進劑、離子液體、鋰鹽、無機填料、軟化劑、抗
氧化劑、抗老化劑、穩定劑、增黏劑樹脂、再成型樹脂(多元醇樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、環氧樹脂、環氧化的聚丁二烯樹脂等)、流平劑、消泡劑、增塑劑、染料、顏料(著色和補充劑顏料)、處理劑、UV阻擋劑、螢光增白劑、分散劑、熱穩定劑、光穩定劑、UV吸收劑、抗靜電劑、潤滑劑和溶劑。具體地,固化促進劑的實例可包括二月桂酸二丁錫、JCS-50(Johoku Chemical Company有限公司)和Formate TK-1(Mitsui Chemicals有限公司)。離子液體的實例可包括具有陽離子的材料,如鏻、吡啶鎓、吡咯烷鎓、咪唑鎓、胍鎓、銨、異脲鎓、硫脲鎓、哌啶鎓、吡唑鎓和鋶離子,以及具有陰離子的材料,如鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、高氯酸鹽、硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、甲酸鹽、草酸鹽、乙酸鹽、三氟乙酸鹽和烷基磺酸鹽離子。抗氧化劑的實例可包括二丁基羥基甲苯(BHT)、Irganox®
1010、Irganox®
1035FF和Irganox®
565(均來自BASF日本有限公司)。增黏劑樹脂的實例可包括松香,如松香酸、聚合的松香酸和松香酸酯、萜樹脂、萜酚醛樹脂、芳烴樹脂、脂族飽和烴樹脂和石油樹脂。如果黏合劑組合物包括這些添加劑,添加劑的量沒有特別限制,但基於約100重量份的組分(A)至(C)的總量,可為約0.1至約20重量份。
根據本發明的黏合劑組合物可通過將以上組分一次性或依次混合,或先混合多種隨機組分並隨後加入剩餘組分,並攪拌各組分至均一混合物來製備。具體地,黏合劑
組合物可通過根據需要加熱各組分至約20℃至約40℃,並用攪拌器攪拌約5分鐘至約5小時,直至該混合物變得均勻來製備。
黏合劑組合物的黏度沒有特別限制。然而,黏合劑組合物在製備後不久(以預定時間混合各組分後的約10分鐘內)可具有在約25℃下的約300至約7000 mPa.s的黏度,以助於由黏合劑組合物形成的黏合劑層的塗布和厚度控制。例如,當用於光學元件的黏合劑時,黏合劑組合物在製備後不久(以預定時間混合各組分後的約10分鐘內)可具有在約25℃下的約2000至約6000 mPa.s的黏度,優選約2500至約5000 mPa.s的黏度。當用作黏合劑片的黏合劑時,黏合劑組合物在製備後不久(以預定時間混合各組分後的約10分鐘內)可具有在約25℃下的約350至約6800 mPa.s的黏度,優選約400至約6500 mPa.s的黏度。由於製備後黏合劑組合物的黏度過度增大或凝膠化得到抑制,根據本發明的黏合劑組合物可具有優異的儲存期。
儲存期可通過比較黏合劑組合物製備後不久的組合物黏度和製備後約12小時的組合物黏度來評價。即,優選組合物在製備後約12小時不膠凝化。更優選製備後約12小時的黏合劑組合物的黏度比製備後不久的組合物黏度增加約30%或更低,優選約10%或更低。在此範圍內,黏合劑組合物能具有優異的可加工性。
在本文中,表述“在......後不久”是指“在約10分鐘內”。即,“在組合物製備後不久的黏合劑組合物黏度”是指在黏
合劑組合物的製備完成後(在以預定時間混合各組分後)的約10分鐘內測量的黏合劑組合物黏度。
根據本發明的黏合劑組合物的黏合劑層通過交聯黏合劑組合物獲得。此處,雖然黏合劑組合物的交聯通常在將黏合劑組合物塗布到目標基板後進行,但是通過使交聯的黏合劑組合物交聯形成的黏合劑層可轉移至基板。黏合劑組合物通常可在約70至約140℃下交聯約1至約5分鐘。
由黏合劑組合物形成的黏合劑層在黏合處理(交聯)後約0.5天的短老化時間內呈現出實用的黏合性能。黏合劑層的實用的黏合性能可通過將黏合處理(交聯)後在約23℃和約50% RH下儲存約0.5天的黏合劑層的凝膠率(G0.5)和黏合處理(交聯)後在約23℃和約50% RH下儲存約7天的黏合劑層的凝膠率(G7)比較來評價。即,儲存約7天後的凝膠率(G7)可在儲存約0.5天後的凝膠率(G0.5)的±5%內,優選在儲存約0.5天後的凝膠率的±3%內。在此範圍內,黏合劑組合物能具有顯著改善的生產率。上述凝膠率可用以下實施例中說明的方法測量。
黏合劑組合物可用於接合各種材料,如玻璃、塑膠膜、紙、金屬箔等。
玻璃可包括常規無機玻璃。塑膠膜的塑膠的實例可包括聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯、纖維素樹脂、丙烯酸樹脂、環烯烴樹脂、無定形聚烯烴樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和氯化的聚丙烯。無定
形聚烯烴樹脂包括環狀聚烯烴的聚合物單元,如降冰片烯或多環降冰片烯單體,且可為環狀烯烴和鏈狀-環狀烯烴的共聚物。
可商購的無定形聚烯烴樹脂可包括ATONTM
(JSR有限公司)、ZEONEX®
和ZEONR®
(Nihon Zeon公司)、APO®
和APEL®
(Mitsui Chemicals有限公司)等。無定形聚烯烴樹脂可通過本領域已知的合適方法如溶劑澆鑄和熔融擠出等形成為膜。此外,紙的實例可包括羊皮紙、無原料木紙、牛皮紙、美術塗布紙、鑄塗紙、砑光輥用紙、仿羊皮紙、防水紙、玻璃紙和掛面紙板。金屬箔的一個實例可包括鋁箔。
本發明還提供了包含由根據本發明的黏合劑組合物形成的黏合劑層的光學元件和黏合劑片。
根據本發明的黏合劑組合物能有效接合多種被黏物,且由本發明的所述黏合劑組合物形成的黏合劑層可適宜用作例如光學元件或黏合劑片的黏合劑層。
下文中,將如下詳細說明根據本發明的黏合劑組合物的應用,但不限於此。
<光學元件>
根據本發明的黏合劑組合物可直接塗布到光學元件的一面或相對的兩面以形成黏合劑層。或者,可將預先在離型膜上沉積黏合劑組合物而製備的黏合劑層轉移至光學元件的一面或相對的兩面上。即,本發明提供了一種包含由根據本發明的黏合劑組合物所形成的黏合劑層的光學元件。
光學元件的實例可包括偏光板、相位差板、用於PDP的光學膜、用於觸控式螢幕的導電膜等。具體地,本發明的黏合劑組合物對偏光板和玻璃呈現出優異的黏附性。然而,本發明不限於此,且上述黏合劑組合物還可用於接合其它材料。
當黏合劑組合物用於光學元件的黏合劑層時,組合物的組分(A)可包含(a-1)約0.1至約9重量份的含羧基的單體、(a-2)約0至約1重量份的含羥基的(甲基)丙烯酸單體和(a-3)約90至約99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體,並且組分(A)可具有約1,000,000 g/mol至約2,000,000 g/mol的重均分子量。此處,組分(a-1)、(a-2)和(a-3)總量為100重量份。
用於光學元件的組分(A)中,組分(a-1)的量為約0.1至約9重量份,優選約0.3至約5重量份,更優選約0.5至約3重量份。
用於光學元件的組分(A)中,組分(a-2)的量為約0至約1重量份,優選約0至約0.5重量份,更優選約0至約0.3重量份。
此外,用於光學元件的組分(A)中,組分(a-3)的量為約90至約99.9重量份,優選約94.5至約99.7重量份,更優選約96.7至約99.5重量份。
用於光學元件的組分(A)的組分(a-1)和組分(a-2)的總量為約0.1至約10重量份,優選約0.3至約5.5重量份,更優選約0.5至約3.3重量份。
用於光學元件的組分(A)具有約1,000,000 g/mol至約1,800,000 g/mol,更優選約1,100,000 g/mol至約1,700,000
g/mol的重均分子量。
此外,基於100重量份的組分(A),用於光學元件的黏合劑組合物的組分(B)的含量為約0.05至約5重量份,優選約0.1至約5重量份。
基於100重量份的組分(A),用於光學元件的黏合劑組合物的組分(C)的含量為約0.01至約0.3重量份,優選約0.02至約0.2重量份。在此範圍內,用於光學元件的黏合劑組合物具有長儲存期以提供優異的加工性,並在黏合處理後約0.5天的短老化時間內呈現出實用的黏合性能,從而顯著改善生產率。
此外,使用時,基於100重量份的組分(A),組分(D)的含量為約0.08至約4重量份,優選約0.1至約1重量份。上文中描述了咪唑化合物的具體實例和含量,因而在此不再重複。
對於光學元件,黏合劑組合物可進一步包含矽烷偶合劑(E)。上文中描述了矽烷偶合劑(E)的具體實例和含量,因而在此不再重複。
用於光學元件的黏合劑組合物可通過本領域已知的任何方法塗布,例如使用普通塗布機、刮刀塗布機、浮刀、輥式刮刀塗布、帶刀氈層塗布、噴塗、浸漬、濕潤輥塗布、壓輥塗布、反轉輥塗布、氣刀、幕流塗布機、刮漿刀、金屬棒、口模式塗布機、逗號塗布機、貝克塗膜器和凹印塗布機等多種方法。儘管可基於材料和目的進行調節,但用於光學元件的塗布的黏合劑組合物的厚度(乾燥後的厚度)
為約5至約35 μm,優選約15至約30μm。
當上述黏合劑組合物用於光學元件時,黏合劑層在黏合處理後在約23℃和約50% RH下儲存約0.5天後具有約50至約95%的凝膠率,優選約60至約92%,更優選約70至約90%。在此範圍內,具有所述黏合劑層的光學元件可便於穿孔或裁切。為了使得凝膠率在上述範圍內,可適當選擇條件,例如可在前述範圍內調節各組分的量。
光學元件中,在光學元件上的黏合劑層具有約0.5(N/25mm)至約9(N/25mm)的黏結強度,優選約1(N/25mm)至約6(N/25mm)。在此黏結強度範圍內,能獲得有利的可再加工性。文中,黏結強度可根據JIS Z0237(2000)中公開的壓敏黏合劑膠帶和片的測試方法測量,尤其是使用以下實施例中說明的方法測量。
用於光學元件的黏合劑組合物具有長儲存期以提供優異的可加工性,並在黏合處理後在約0.5天的短老化時間內獲得可用的黏合性能,從而顯著改善生產率。此外,由用於光學元件的黏合劑組合物獲得的黏合劑層可具有合適的黏結強度或對基板的合適的黏附性、優異的抑制和防止金屬腐蝕的性能、抗漏光性、耐久性、耐被黏附物污染性、低溫穩定性和可再加工性。
<黏合劑片>
根據本發明的黏合劑組合物可通過塗布至基板或隔板並乾燥(交聯)而形成黏合劑層,從而製造片狀或帶狀的黏合劑片。即,本發明提供了一種包含由根據本發明的黏合劑
組合物形成的黏合劑層的黏合劑片。
用於黏合劑片的基板實例可包括塑膠膜,如包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚丙烯膜和玻璃紙膜的聚酯膜;塑膠,如聚氨酯和乙烯-丙烯三元共聚物等;和本領域已知的多種薄材料,如橡膠泡沫、紙和鋁箔。取決於材料,這些基板可承受表面處理,如電暈處理、電漿處理並形成易接合的層,或者在其表面上具有抗靜電層。此外,隔板的實例可包括用矽、氟和長鏈烷基剝離處理劑進行表面處理的用於基板的塑膠膜、或進行未表面處理的聚丙烯膜。
當在基板上形成黏合劑層時,黏合劑層可形成在基板的一個表面上形成以製備單面黏合劑片,或可在兩個表面的每一個面上形成以製備雙面黏合劑片。在雙面黏合劑片中,黏合劑組合物可僅在基板的一個表面上形成,由此製備在相反兩面具有不同黏合劑的膠帶。當黏合劑層形成在隔板上時,可用作雙面黏合劑片。
當黏合劑組合物用於黏合劑片的黏合劑層時,組合物的組分(A)可包含(a-1)約0.1至約9重量份的含羧基的單體、(a-2)約0至約1重量份的含羥基的(甲基)丙烯酸單體和(a-3)約90至約99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體,並且組分(A)可具有約100,000 g/mol至約1,000,000 g/mol的重均分子量,此時,組分(a-1)、(a-2)和(a-3)的總量為100重量份。
用於黏合劑片的組分(A)中,組分(a-1)的量為約0.1至約9重量份,優選約0.3至約9重量份,更優選約0.5至約8.5重量份。
用於黏合劑片的組分(A)中,組分(a-2)的量為約0至約1重量份,優選約0至約0.8重量份,更優選約0至約0.7重量份。
用於黏合劑片的組分(A)中,組分(a-3)的量為約90至約99.9重量份,優選約90.2至約99.7重量份,更優選約90.5至約99.5重量份。
用於黏合劑片的組分(A)的組分(a-1)和組分(a-2)的總量為約0.1至約10重量份,優選約0.3至約9.8重量份,更優選約0.5至約9.2重量份。
用於黏合劑片的組分(A)優選具有約100,000 g/mol至小於約1,000,000 g/mol,更優選約200,000 g/mol至900,000 g/mol的重均分子量。
此外,基於100重量份的組分(A),用於黏合劑片的黏合劑組合物的組分(B)含量可為約0.05至約5重量份,優選約0.1至約4重量份。
基於100重量份的組分(A),用於黏合劑片的黏合劑組合物的組分(C)的含量可為約0.01至約0.3重量份,優選約0.02至約0.3重量份。在該範圍內,用於黏合劑片的黏合劑組合物具有具有長儲存期以在黏合處理後提供優異的可加工性並在約0.5天的短老化時間內呈現實用的黏合性能,從而顯著地提高生產率。
此外,使用時,基於100重量份的組分(A),組分(D)的含量為約0.05至約5重量份,優選約0.1至約3重量份。咪唑化合物的具體實例和含量係如前所述,因此這裡不再重複。
此外,對於黏合劑片,黏合劑組合物可不包含矽烷偶
合劑(E)。
用於黏合劑片的黏合劑組合物可通過本領域的任何已知方法塗布,例如,使用普通塗布機、刮刀塗布機、浮刀、氣刀塗布機、輥式刮刀塗布、帶刀氈層塗布、噴塗、浸漬、濕潤輥塗布、壓輥塗布、反轉輥塗布、氣刀、幕流塗布機、刮漿刀、金屬棒、口模式塗布機、逗號塗布機、貝克塗膜器和凹印塗布機等多種塗布方法。具體地,可使用輥塗、凹版塗布、反向塗布、輥刷、噴塗、氣刀塗布和口模式塗布。儘管可根據材料和目的進行調節,但在黏合劑片上形成的黏合劑組合物的塗布後的厚度(黏合劑層的厚度:乾燥後的厚度)為約3 μm至約200 μm,優選約5 μm至約100 μm。
當黏合劑組合物用於黏合劑片時,所述黏合劑層在黏合處理後在約23℃和約50% RH下儲存約0.5天可具有約70%至約100%,優選約80%至約99%,更優選約85%至98%的凝膠率。在該範圍內,具有該黏合劑層的黏合劑片可促進穿孔或裂片。為了使得凝膠率在上述範圍內,可適宜地選擇各條件,例如,如通過在上述範圍內調節各組分的量。
在黏合劑片中,黏合劑片中形成的黏合劑層優選具有約0.05(N/25mm)至約20(N/25mm)的黏結強度,更優選約0.1(N/25mm)至約20(N/25mm)。在該範圍內,黏合劑片可應用於各類需要黏結強度的片狀或帶狀的黏合劑片。
用作黏合劑片的黏合劑組合物具有長儲存期以在黏合處理後約0.5天的短老化時間內提供優異的可加工性並呈現實用的黏合性能,從而顯著地改善生產率。此外,由該
黏合劑組合物獲得的黏合劑層可具有合適的黏結強度或對基板的黏附性、優異的抑制和防止金屬腐蝕的性能、抗被黏附物污染性、低溫穩定性、透明性、耐熱性和耐濕/熱性。
將參照以下實施例和比較例來說明本發明。然而,應理解本發明不限於所說明的實施例且可以各種不同方式實施。在以下實施例中,聚合物溶液的固含量和黏度、黏合劑組合物的黏度和聚合物(A)的重均分子量用以下方法測定。
<固含量>
在精確稱重的玻璃板上精確稱量約1 g聚合物溶液。將該溶液在105℃下乾燥1小時並冷卻至室溫,隨後精確稱量玻璃板和剩餘固含量的總重量。將玻璃板的重量定義為X,乾燥前玻璃板和聚合物溶液的總重量定義為Y,玻璃板和剩餘固含量的總重量定義為Z,固含量通過方程式1計算:
[方程式1]固含量(%)={(Z-X)/(Y-X)}×100
<黏度>
將玻璃瓶中聚合物溶液的溫度調節至約25℃,隨後用B型黏度計測定黏度。黏合劑組合物的黏度在黏合劑組合物製備後不久和製備後12小時測定兩次。
<重均分子量>
在表1所示的以下條件下通過以下方法測量重均分子量。
將89.4重量份的丙烯酸正丁酯(Nihon Shokubai有限公司)、10重量份的丙烯酸甲酯(Nihon Shokubai有限公司)、0.1重量份的丙烯酸-4-羥丁酯(Nippon Kasei有限公司),0.5重量份的丙烯酸(Nihon Shokubai有限公司)和120重量份的乙酸乙酯放入裝有回流冷凝管和攪拌器的燒瓶中,並在氮氣氣氛下加熱至65℃。然後加入0.04重量份的偶氮二異丁腈(AIBN),隨後在將混合物保持65℃的同時聚合6小時。聚合後,將混合物用280重量份的乙酸乙酯稀釋,從而獲得聚合物(A-1)的溶液。聚合物(A-1)的溶液具有20%的固含量和5,000 mPa.s的黏度。此外,獲得的聚合物(A-1)具有1,600,000g/mol的重均分子量。
用與製備例1相同的方法製備聚合物(A-2)至(A-21)的溶液,區別在於根據表2和表3所列的組成混合各單體。隨後,測定聚合物(A-2)至(A-21)的溶液的固含量和黏度,以及聚合物(A-2)至(A-21)的重均分子量,結果示於表2和表3中。在表2和表3中,“BA”是指丙烯酸丁酯,“MA”是指丙烯酸甲酯,“HEA”是指丙烯酸-2-羥乙酯,“4HBA”是指丙烯酸-4-羥丁酯,“HEAA”是指N-2-羥乙基丙烯醯胺和“AA”是指丙烯酸。
將500重量份的製備例1中得到的聚合物的溶液(就固含量而言為100重量份的聚合物)、1重量份的作為碳二醯亞胺交聯劑(B)的CARBODILITE®
V-09(B-2,Nisshinbo Chemical有限公司)、0.02重量份的作為含IV族的有機化合物(C)的PLENACT KR 55(C-2,Azinomoto Fine-Techno有限
公司)、1重量份的作為異氰酸酯交聯劑(D)的Colonate L®
(D-1,三羥甲基丙烷/甲苯三異氰酸酯三聚體加合物,Nippon Polyurethane Industry有限公司)和0.1重量份的作為矽烷偶合劑的KBM-403(E-2,Shin-Etsu Chemical有限公司)在室溫(25℃)下混合10分鐘,從而製得黏合劑組合物溶液。
將上述溶液塗布到PET離型膜上(MRF38,厚度:38μm,Mitsubishi Polyester Film有限公司)至25 μm的乾厚度,並在90℃下乾燥3分鐘,從而形成黏合劑層(黏合處理)。隨後,將該黏合劑層黏附到偏光板上,從而製備黏合劑層黏附的偏光板。
用與實施例1相同的方法製備黏合劑組合物溶液和黏合劑層黏附的偏光板,區別在於根據表6和表7所列組成使用聚合物、碳二醯亞胺交聯劑、含IV族的有機化合物、異氰酸酯交聯劑、矽烷偶合劑和其它添加劑。碳二醯亞胺交聯劑B-1、B-2和B-3,含IV族的有機化合物C-1、C-2、C-3、C-4、C-5和C-6,異氰酸酯交聯劑D-1、D-2、D-3和D-4,矽烷偶合劑E-1和E-2,和其它添加劑F-1、F-2、F-3、F-4和F-5的詳述在表5中說明。
對根據實施例1至8和比較例1至13得到的黏合劑層黏附的偏光板的物理性能進行評價如下。
1.凝膠率
與實施例和比較例中製得的黏合劑層黏附的偏光板不同,將各黏合劑層附著在帶狀聚酯膜上並進行黏合處理,隨後在23℃和50% RH下儲存0.5天以及在23℃和50% RH下儲存7天後測定凝膠率。即,稱重約0.1 g在23℃和50% RH下放置的黏合劑組合物並定義為W1
(g)。將該組合物至於樣品瓶中,並對其添加約30 g乙酸乙酯,並放置24小時。在預定時間後,通過200目不銹鋼網(重量:W2
(g))過濾瓶內
物。在90℃下乾燥網和剩下的材料1小時,並測定總重量W3
(g)。使用測得的數值用方程式2計算凝膠率:
[方程式2]
凝膠率(%)={(W3
-W2
)/W1
}×100
2.抑制和防止金屬腐蝕的性能
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑層黏附的偏光板的黏合劑層黏附於鋁箔並在60℃和90% RH下放置2天,隨後觀察腐蝕。在表6和表7中,無變化表示為“○”,變白表示為“×”。
3.抗漏光性
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑層黏附的偏光板切成120 mm(偏光板的軸向(MD)方向)×60 mm的片和120 mm(偏光板的橫向(TD)方向)×60 mm的片。將每個片黏附至玻璃基板的相反兩面上,彼此重疊,並在50℃和0.49 MPa(5 kg/cm2
)下經高壓處理20分鐘。然後,將玻璃基板在80℃下放置120小時和500小時,隨後觀察外表。在表6和表7中,在120小時和500小時後沒有漏光表示為“◎”,在120小時後沒有漏光表示為“○”,漏光表示為“×”。
4.耐久性
將在23℃和50% RH下放置7天的各黏合劑層黏附的偏光板切成120 mm(偏光板的MD方向)×60 mm的片和120 mm(偏光板的TD方向)×60 mm的片。將各片黏附至玻璃基板上,並在50℃和0.49 MPa(5 kg/cm2
)下經高壓處理20分鐘。然後,將玻璃基板在100℃下以及80℃和90% RH下放置120
小時,隨後觀察外表。在表6和表7中,未產生氣泡、損傷或剝離表示為“○”,而產生氣泡、損傷或剝離表示為“×”。
5.黏結強度
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑層黏附的偏光板切成25 mm寬的片。將片黏附至玻璃基板上,並在50℃和0.49 MPa(5 kg/cm2
)下經高壓處理20分鐘。根據JIS Z0237(2000)公開的壓敏黏合劑膠帶和片的測試方法,使用拉力試驗機以90°的剝離角和0.3 m/min的剝離速率在23℃/50% RH條件下測量黏合劑層的黏接強度。
6.對基板的黏附性
在測量黏結強度的同時,評價黏附性。在表6和表7中,黏合劑層不與基板分離表示為“○”,而黏合劑層與基板分離表示為“×”。
7.抗被黏附物污染性
在黏接強度測量之前和之後測量玻璃基板的接觸角。根據JIS R3257(1999)中公開的玻璃基板的潤濕性的測試方法來測量接觸角。在表6和表7中,當黏接強度測量之前和之後的玻璃基板的接觸角變化為3°或更低時,表示為“○”,當黏接強度測量之前和之後的與玻璃基板的接觸角變化大於3°時,表示為“×”。
8.低溫穩定性
將在23℃和50%RH下放置0.5天的各黏合劑層黏附的偏光板切成120 mm(偏光板的MD方向)×60 mm片。將片黏附至玻璃基板上,並在50℃和0.49 MPa(5kg/cm2
)下高壓處
理20分鐘。然後,將該玻璃基板在-40℃下放置120小時,隨後觀察外表。在表6和表7中,未產生氣泡、分離、剝離或重結晶材料表示為“○”,而產生氣泡、分離、剝離或重結晶材料表示為“×”。
9.可再加工性
在測定黏接強度的同時,觀察分離狀態。在表6和表7中,出現介面破裂(failure)表示為“○”,和出現黏合劑對玻璃基板(被黏附物)的黏附和/或附著失效表示為“×”。
評價結果示於表6和表7中。
如表6和表7所示,與不滿足本發明範圍的黏合劑組合物(比較例1至13)相比,本發明的黏合劑組合物(實施例1至8)具有優異的儲存期和固化促進效應。因此,認為本發明的黏合劑組合物顯著地改善了加工性和生產率。而且,可從表6和表7清楚地看出,與不滿足本發明範圍的偏光板(比較例1至13)相比,使用本發明的黏合劑組合物(實施例1至8)的偏光板具有優異的抗漏光性、耐久性、對基板的黏附性、抗被黏附物污染性、低溫穩定性和可再加工性。此外,表中,標記“-”是指由於製備後10分鐘內黏合劑組合物的凝膠化,製備後不久的黏合劑組合物的黏性不能被測量,黏合劑組合物不能經受性能測試。
將60重量份的丙烯酸正丁酯(Nihon Shokubai有限公司)、30.5重量份的丙烯酸-2-乙基己酯(Nihon Shokubai有限公司)、2.5重量份的2-乙酸乙烯酯(Denki Kagaku Kogyo有限公司),7重量份的丙烯酸(Nihon Shokubai,有限公司)和150重量份的乙酸乙酯放入裝有回流冷凝管和攪拌器的燒瓶中,並在氮氣氣氛下加熱至65℃。加入0.1重量份的偶氮二異丁腈(AIBN),並在1小時後進一步加入0.05重量份的AIBN,隨後在將混合物保持65℃的同時聚合6小時。聚合後,將混合物用36重量份的乙酸乙酯稀釋,並冷卻至室溫,從而獲得聚合物(A-22)的溶液。該聚合物(A-22)的溶液具有35%的固含量和4,000 mPa.s的黏度。此外,聚合物(A-22)具有750,000 g/mol的重均分子量。
用與製備例22相同的方法製備聚合物(A-23)至(A-43)的溶液,區別在於根據表8和表9所列的組合物混合各單體。隨後,測定聚合物(A-23)至(A-43)的溶液的固含量和黏度,以及聚合物(A-23)至(A-43)的重均分子量,結果示於表8和表9中。在表8和表9中,“BA”、“2EHA”、“MA”、“VAc”、“HEA”、“4HBA”、“HEAA”、“AA”和“AM”分別是指丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-4-羥丁酯、N-2-羥乙基丙烯醯胺、丙烯酸和丙烯醯胺。
將286重量份的製備例22中得到的聚合物的溶液(在固含量方面100重量份的聚合物)、0.4重量份的作為碳二醯亞胺交聯劑(B)的CARBODILITE®
V-05(B-1,Nisshinbo
Chemical有限公司)、0.05重量份的作為含IV族的有機化合物(C)的PLENACT KR TTS(C-1,Azinomoto Fine-Techno有限公司)和0.2重量份的作為異氰酸酯交聯劑(D)的DuranateTM
24A-100(D-2,六亞甲基二異氰酸酯縮二脲,Asahi Kasei公司)在室溫(25℃)下混合10分鐘,從而製得黏合劑組合物溶液。
將上述溶液塗布到PET離型膜上(MRF38,厚度:38 μm,Mitsubishi Polyester Film有限公司)至25 μm的乾厚度,並在90℃下乾燥3分鐘,從而形成黏合劑層。隨後,將黏合劑層黏附於PET膜(Lumirror®
S10#25,厚度:23 μm,Toray Industries有限公司),從而製備表面保護膜(1)。
根據與實施例9相同的方法製備黏合劑組合物溶液和黏合劑片,區別在於根據表12和表13所列組合使用製備例23至43中得到的各聚合物、碳二醯亞胺交聯劑、含IV族有機化合物、異氰酸酯交聯劑和其它添加劑。因此,獲得黏合劑片(2)至(8)和對比黏合劑片。碳二醯亞胺交聯劑B-1、B-2和B-3,IV類偶合劑C-1、C-2、C-3、C-4、C-5和C-6,異氰酸酯交聯劑D-1、D-2、D-3、D-4和D-5,以及其它添加劑F-1、F-2、F-3、F4和F5的詳述在表11中說明。
根據實施例9~16和比較例14~27獲得的表面保護膜物理特性評價如下。
1.凝膠率
與包含根據實施例9至16和比較例14至27的各黏合劑層的PET膜不同,將各黏合劑層在剝離後的聚酯膜沉積至25 μm的乾厚度,並進行黏合處理(交聯),隨後在23℃和50% RH下儲存0.5天和7天後測量凝膠率。即,稱重約0.1 g的在23℃和50% RH下放置後的黏合劑組合物並定義為W1
(g)。將此組合物放入樣品瓶中,向其加入約30 g的乙酸乙酯並放置24小時。在預定時間後,將瓶的內容物通過200目不銹鋼網過濾(重量:W2
(g))。將網和剩餘材料在90℃下乾燥1小
時,並測定總重量W3
(g)。使用測定的數值由方程式2計算凝膠率(%):[方程式2]凝膠率(%)={(W3
-W2
)/W1
}×100。
2.控制和防止金屬腐蝕性能
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑片的黏合劑層黏附至鋁箔並在60℃和90% RH下放置2天,隨後觀察腐蝕。在表12和表13中,無變化表示為“○”,變白表示為“×”。
3.黏結強度
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑片切成25 mm寬的片。通過在其上用2 kg的輥往復一次壓到不銹鋼板上,並在23℃和50% RH下放置20分鐘。然後,根據JIS Z0237(2000)公開的壓敏黏合劑膠帶和片的測試方法,使用拉力試驗機以180°的剝離角和0.3 m/min的剝離速率在23℃/50% RH條件下測量黏接強度。
4.對基板的黏附性
在測定黏接強度時,評價對各黏合劑片(基板)的黏附性。在表12和表13中,黏合劑層不與基板分離表示為“○”,而黏合劑層與基板分離表示為“×”。
5.抗被黏附物污染性
在黏接強度測量之前和之後測量不銹鋼板的接觸角。接觸角根據JIS R3257(1999)中公開的玻璃基板的潤濕性的測試方法來測量。在表12和表13中,當黏接強度測量之前
和之後不銹鋼板的接觸角變化為3°或更低時,表示為“○”,當黏接強度測量之前和之後不銹鋼板的接觸角變化大於3°時,表示為“×”。
6.低溫穩定性
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑片通過在其上用2 kg的輥往復一次壓到不銹鋼板上,並在23℃和50% RH下放置1小時。隨後,將不銹鋼板在-40℃下放置120小時,隨後觀察外表。在表12和表13中,未產生氣泡、分離、剝離或重結晶的材料表示為“○”,而產生氣泡、分離、剝離或重結晶的材料表示為“×”。
7.黏合劑層的透明性
用肉眼觀察在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑片以確認黏合劑膜的透明性。在表12和表13中,合適的透明性表示為“○”,黏合劑層的混濁表示為“×”。
8.耐熱性
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑片通過在其上用2 kg的輥往復一次壓到不銹鋼板上,並在23℃和50% RH下放置1小時。隨後,將不銹鋼板在80℃下放置500小時,隨後觀察外表。在表12和表13中,未出現氣泡、分離或剝離表示為“○”,而出現氣泡、分離或剝離表示為“×”。
9.耐濕/熱性
將在23℃和50% RH下放置0.5天的各黏合劑片通過在其上用2 kg的輥往復一次壓到不銹鋼板上,並在23℃和50% RH下放置1小時。隨後,將不銹鋼板在60℃和90% RH條件
下放置500小時,隨後觀察外表。在表12和表13中,未出現氣泡、分離或剝離表示為“○”,而出現氣泡、分離或剝離表示為“×”。
評價結果示於表12和表13中。
如圖12和圖13所示,與不滿足本發明範圍的黏合劑組合物(比較例14~27)相比,本發明的黏合劑組合物(實施例9~16)具有優異的儲存期和固化促進效應。因此,本發明的黏合劑組合物被認為顯著地改善可加工性和生產率。而且,與比較例14~27的黏合劑片相比,根據本發明實施例9~16的黏合劑片具有優異的基板黏附性、抗被黏附物污染性、低溫穩定性、黏合劑層的透明度、耐熱性和耐濕/熱性。
儘管文中已公開了一些實施方式,但是應理解這些實施方式僅以例示的方式提供,並能不背離本發明的精神和範圍而進行各種修改、變更和替換。因此,本發明的範圍僅由所附申請專利範圍和其等效形式所限定。
Claims (13)
- 一種黏合劑組合物,包含:100重量份的具有100,000 g/mol至2,000,000 g/mol重均分子量的(甲基)丙烯酸共聚物(A);0.05至5重量份的碳二醯亞胺交聯劑(B);和0.01至0.3重量份的有機化合物(C),其係包含選自於由鈦、鋯和鉿組成的群組中的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述的黏合劑組合物,其中,所述(甲基)丙烯酸共聚物(A)包含0.1至9重量份的含羧基的單體(a-1),0至1重量份的含羥基的(甲基)丙烯酸單體(a-2),和90至99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯單體(a-3),所述含羧基的單體、所述含羥基的(甲基)丙烯酸單體和所述(甲基)丙烯酸酯單體的總量為100重量份。
- 如申請專利範圍第1項所述的黏合劑組合物,基於100重量份進一步包含所述(甲基)丙烯酸共聚物(A),0.05至5重量份的異氰酸酯交聯劑(D)。
- 如申請專利範圍第1項所述的黏合劑組合物,所述黏合劑組合物進一步包含矽烷偶合劑。
- 如申請專利範圍第1項所述的黏合劑組合物,進一步包含由通式1表示的咪唑化合物:
- 如申請專利範圍第5項所述的黏合劑組合物,其中,基於100重量份的所述(甲基)丙烯酸共聚物(A),所述咪唑化合物的含量為0.008至0.2重量份。
- 一種黏合劑層,具有等於凝膠率G0.5±5%的凝膠率G7,所述凝膠率G7係經由在23℃和50% RH的條件下儲存7天所得者,所述凝膠率G0.5係經由在23℃和50% RH的條件下儲存0.5天所得者。
- 如申請專利範圍第7項所述的黏合劑層,包含:100重量份的(甲基)丙烯酸共聚物(A);0.05至5重量份的碳二醯亞胺交聯劑(B);和0.01至0.3重量份的有機化合物(C),其係包含選自於由鈦、鋯和鉿所組成的群組中的至少一者。
- 如申請專利範圍第7項所述的黏合劑層,其中,所述黏合劑組合物具有一製備後12小時的黏度v1,其相對於製備後即時的黏度v0係增加10%或更少。
- 一種光學元件,包含一由申請專利範圍第1至6項中任一項所述的黏合劑組合物所形成的黏合劑層。
- 如申請專利範圍第10項所述的光學元件,其中,所述(甲基)丙烯酸共聚物(A)具有1,000,000至1,800,000 g/mol的重均分子量,並且所述黏合劑層具有根據JIS Z0237 0.5至9 N/25mm的黏結強度。
- 一種黏合劑片,包含一由申請專利範圍第1至6項中任一 項所述的黏合劑組合物所形成的黏合劑層。
- 如申請專利範圍第12項所述的黏合劑片,其中所述(甲基)丙烯酸共聚物(A)具有100,000至1,000,000 g/mol的重均分子量,並且所述黏合劑層具有根據JIS Z0237 0.5至9 N/25mm的黏結強度。
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