一種壓敏膠及其製備方法及應用該壓敏膠的保護膜的製作方法

2023-05-22 12:05:51 1

專利名稱：一種壓敏膠及其製備方法及應用該壓敏膠的保護膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓敏膠的製備及其應用，尤指一種為凝膠結構的透明、45%固含 量、粘度小、不含苯類溶劑的半互穿網絡壓的壓敏膠及其製備方法及應用該壓敏膠的保護膜。
背景技術：
所謂光學薄膜是指在特定的塑料片材或薄膜表面蒸鍍或塗覆上一層化學材料，使 其具備各種光學性能。光學薄膜有很多種，其根據應用領域或要求有所不同，其中以液晶顯 示器為主要應用領域。構成液晶顯示器要件之一的是背光源模組。而背光源模組又主要由 光源和光學薄膜組成，如反射膜(稜鏡片)、增光膜、增透膜、擴散膜、導光板、偏振膜等。因 此，光學薄膜的好壞很大程度上決定了液晶顯示器的內在質量。為確保光學薄膜的質量和 品質，在光學薄膜原片加工過程中需貼附保護膜，以防止劃傷和灰塵的浸蝕；經過蒸鍍或塗 覆使其具光學性能後，為防止劃傷和灰塵浸蝕到光學特性層，又需貼上保護膜；當將該光學 薄膜進行切割、特性加工，組裝成背光源模組後，又需將零件背光源模組進行保護膜纏繞保 護，以防止碰撞損傷、溼氣浸入、灰塵浸蝕等。由此不難看出，一個良好品質的背光源模組與 保護膜有著極大的關係。傳統的保護方法是用普通的塑料薄膜進行包裹或袋式封裝。該方法有諸多不足 一是光學薄膜不能得到有效保護，劃傷和灰塵浸蝕可能性較大；二是使用不方便；三是光 學特性塗層暴露在空氣中，易被氧化和溼氣浸蝕。因此，人們開發了在塑料薄膜上塗覆壓敏 膠，即壓敏型保護膜。該保護膜克服了以上三個不足，即光學薄膜下線後即刻覆蓋上一層壓 敏保護膜；光學特性處理前撕下該保護膜，進行光學特性加工處理，下線後即刻再覆上一層 保護膜；加工組裝成背光源模組後，再進行保護膜纏繞保護。由於有壓敏膠的作用，使得保 護膜與光學薄膜全面貼覆，從而有效防止劃傷和杜絕灰塵、溼氣的浸蝕，也防止了光學特性 層的氧化。因此，該種型式的保護膜自打問世以來一直延續到目前仍是業界的主流。然而隨著技術的不斷進步和終端產品的升級，對光學薄膜的要求也越來越高了。 如光學特性更精、更細；體積更輕、更小；功能要求更多、更簡單等。所有的一切在對光學薄 膜要求的同時，對保護膜也提出了更高的要求。如此，這種傳統的壓敏型保護膜也暴露出了 它的不足一是壓敏膠極性大，通常達到35-38dyne/cm。因此，貼附在光學薄膜表面後，隨著 時間的延長，粘結力增加幅度大，剝下保護膜時顯得困難，特別對於像聚碳酸酯(PC)板，聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板這樣極性大的板材剝下時更困難。剝下保護膜時因粘結力增大 而導致的後果是拆斷光學薄膜或破壞光學特性塗層。二是丙烯酸酯壓敏膠的冷流特性，使壓敏膠與光學薄膜的接觸面積增大，也使得 保護膜剝下時力量會增大。三是壓敏膠極性大，使其對多種光學薄膜材料的覆貼適應性差。因此，經常會發生 保護膜漂浮脫落。
四是壓敏膠分子鏈上的極性基因易與某些光學特性層發生化學或物理反應，致使 光學特性層受到汙染而降低其光學特性。五是保護膜粘附力可調性差，不能做到不同的應用對象或目的應有不同的粘附 力。

發明內容
為了克服現有背景技術下產品的不足，本發明涉及和提供了以下兩方面技術和方 法1.極性低，壓敏膠層顯惰性，內聚力大，對多種材料表面均有良好覆貼性，保護膜 粘附力易調的壓敏膠配方及其生產方法。製得壓敏膠溶液透明，粘性低，不含苯類等有毒溶 劑。2.聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)為基材，在10000級無塵環境條件下，經過塗布機的 在線清潔，利用特種塗布機及逆轉塗布技術，在任一種基材的一面塗覆上該壓敏膠，經加熱 乾燥，即得到光學薄膜用的PE或PP保護膜。本發明所採取的技術方法是一種壓敏膠及其製備方法及應用該壓敏膠的保護膜，壓敏膠配方中包括以下組 份組份一.甲基丙烯酸丁酯20-30份，丙烯酸2-乙基己酯20-30份，丙烯酸乙酯10-15 份的側鏈烷基碳原子數是2-8個的丙烯酸酯化合物，配方中含一種或二種，佔配方中全部 單體的60-80%，其主要作用是提供壓敏膠的粘附力；組份二.甲基丙烯酸甲酯5-10份，醋 酸乙烯酯5-10份，丙烯酸羥丙酯2-5份的剛性單體化合物，配方中含一種或二種，佔配方 中全部單體的20-30%，其主要作用是增加壓敏膠的內聚力；組份三.矽改性丙烯酸酯樹 脂0-15份，含氟丙烯酸酯0-5份的改性化合物，配方中含一種或二種，佔配方中全部單體的 5-15%，其主要作用是提供低的表面張力；組份四.三羥甲基丙烷三丙烯酸酯0-1份或聚 乙二醇二丙烯酸酯0-1份的化合物，配方中含一種，佔配方中全部單體的0. 2-1 %，其主要 作用是實現微凝膠聚合；組份五.酯類溶劑主要是醋酸乙酯、醋酸丁酯、碳酸二甲酯等，配 方中含一種或二種，佔壓敏膠配方的50-60%，其主要作用是稀釋和帶走聚合過程中的熱。 組份六.聚醚改性多異氰酸酯0. 2-5. 0份，聚酯改性多異氰酸酪酯0. 2-5份，金屬螯合物 0. 5-3份，氮丙啶化合物0. 1-1份的交聯劑，配方中含一種，優選脂肪族類異氰酸酯與聚醚 或聚酯改性的化合物，其用量以100份固體丙烯酸酯壓敏膠為基數計。其主要作用是與丙 烯酸酯壓敏膠分子鏈進行反應，達到交聯目的。本發明壓敏膠配方組份一中優選甲基丙烯 酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯；組份二中優選甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羥丙酯；組份三中優 選矽改性丙烯酸酯和含氟丙烯酸酯；組份四中優選三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；組份五中優 選醋酸乙酯和碳酸二甲酯；組份六中優選脂肪族異氰酸酯改性的聚醚化合物。製得的該壓敏膠為45%固含量，不含苯類溶劑，膠液無凝膠塊，極性低，由其製得 的保護膜180°剝離力在2-10g/25mm之間可調、潤溼性極佳、對各種光學薄膜均有很好的 貼附性。一種壓敏膠製備方法步驟如下①.按上述配方稱取各種原材料②.在反應鍋內按順序加入除三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和聚醚改性多異氰酸酯以外的原材料，攪拌加熱90°C至95°C，最好是92°C，冷凝、回流反應10個小時。期間，將原 材料三羥甲基丙烷三丙烯酸酯0. 5份以極慢的速度，約費時8個小時滴加入反應鍋內，實現 微凝膠聚合，以製備部分交聯的壓敏膠，反應結束後，停止加熱，降溫，過濾，出料，包裝即可 得到所述的壓敏膠溶液。並將該壓敏膠塗布於PE或PP保護膜基材以製作可用於光學薄膜的保護膜。該保 護膜可以直接用於光學薄膜原膜的加工，功能性光學薄膜的加工，背光源模組的加工以及 所有液晶顯示器的加工，不僅能夠防止光學薄膜被灰塵汙染和被劃傷，而且也不損傷光學 薄膜固有的光學特性。


圖1為光學薄膜展開斷面示意圖
具體實施例方式為了使本發明所採用的技術、手段及其優點，現舉優選實施例並配合附圖詳述如 後，此僅供說明之用，在專利申請上並不受此種結構的限制。一種壓敏膠，配方中包括以下組份組份一.甲基丙烯酸丁酯20-30份，丙烯酸 2-乙基己酯20-30份，丙烯酸乙酯10-15份的側鏈烷基碳原子數是2-8個的丙烯酸酯化合 物，配方中含一種或二種，佔配方中全部單體的60-80%，其主要作用是提供壓敏膠的粘附 力；組份二.甲基丙烯酸甲酯5-10份，醋酸乙烯酯5-10份，丙烯酸羥丙酯2-5份的剛性單體 化合物，配方中含一種或二種，佔配方中全部單體的20-30%，其主要作用是增加壓敏膠的 內聚力；組份三.矽改性丙烯酸酯樹脂0-15份，含氟丙烯酸酯0-5份的改性化合物，配方中 含一種或二種，佔配方中全部單體的5-15%，其主要作用是提供低的表面張力；組份四.三 羥甲基丙烷三丙烯酸酯0-1份或聚乙二醇二丙烯酸酯0-1份的化合物，配方中含一種，佔配 方中全部單體的0. 2-1%，其主要作用是實現微凝膠聚合；組份五.酯類溶劑主要是醋酸乙 酯、醋酸丁酯、碳酸二甲酯等，配方中含一種或二種，佔壓敏膠配方的50-60%，其主要作用 是稀釋和帶走聚合過程中的熱。組份六.聚醚改性多異氰酸酯0.2-5.0份，聚酯改性多異 氰酸酪酯0. 2-5份，金屬螯合物0. 5-3份，氮丙啶化合物0. 1-1份的交聯劑，配方中含一種， 優選脂肪族類異氰酸酯與聚醚或聚酯改性的化合物，其用量以100份固體丙烯酸酯壓敏膠 為基數計。其主要作用是與丙烯酸酯壓敏膠分子鏈進行反應，達到交聯目的。本發明壓敏 膠配方組份一中優選甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯；組份二中優選甲基丙烯酸甲 酯和丙烯酸羥丙酯；組份三中優選矽改性丙烯酸酯和含氟丙烯酸酯；組份四中優選三羥甲 基丙烷三丙烯酸酯；組份五中優選醋酸乙酯和碳酸二甲酯；組份六中優選脂肪族異氰酸酯 改性的聚醚化合物。製得的該壓敏膠為45%固含量，不含苯類溶劑，膠液無凝膠塊，極性低，由其製得 的保護膜180°剝離力在2-10g/25mm之間可調、潤溼性極佳、對各種光學薄膜均有很好的 貼附性。製備實施例按重量組成份取甲基丙烯酸丁酯為30份，丙烯酸2-乙基己酯為30份，甲基丙烯 酸甲酯為10份，丙烯酸羥丙酯為5份，矽改性丙烯酸酯為11. 5份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯為0. 5份，醋酸乙酯為70份、碳酸二甲酯為52份。首先，在反應鍋內按順序加入甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸 甲酯、丙烯酸羥丙酯、含氟丙烯酸酯、醋酸乙酯、碳酸二甲酯；然後，攪拌，加熱至90°C至95°C，最好是92°C，冷凝、回流反應10個小時，期間，將 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯0.5份以用時8小時的速度滴入反應鍋內，實現微凝膠聚合，以制 備部分交聯的壓敏膠。反應結束後，停止加熱，降溫，過濾，出料製得壓敏膠溶液；隨後對每100份固體份 丙烯酸酯壓敏膠，添加5份聚醚改性多異氰酸酯進行二次交聯，最終製得該壓敏膠。通過本配方及工藝製作的壓敏膠透明，45%固含量，粘度小，不含苯類溶劑，膠液 無凝膠塊。將其與聚醚改性的多異氰酸酯，金屬螯合物或氮丙啶類等交聯劑配合，經過加熱 乾燥固化，即形成透明，內聚力大，極性低，180°剝離力為2-10g/25mm的微粘附力的壓敏 膠層。該壓敏膠在配方中添加了含氟丙烯酸酯單體、含矽丙烯酸酯單體等極性低的單 體，因此壓敏膠層表面極性低；配方中添加了兩個雙鍵或三個雙鍵的單體，通過微凝膠聚合 實行了分子的半互穿；塗覆前再加入交聯劑，通過加熱乾燥，交聯劑與高分子鏈側鏈的活性 基團反應，進而實現了分子級的全互穿。通過以上三個技術關鍵點，確保了壓敏膠表面極性 低，確保了壓敏膠的內聚力，確保了保護膜的微粘附力。另外，本發明還提出一種以上述壓敏膠製成的保護膜，光學薄膜展開斷面示意圖 如圖1。保護膜基材2是聚烯烴塑料薄膜，如聚乙烯薄膜(PE)、聚丙烯薄膜(PP)、聚氯乙烯 薄膜(PVC)、聚酯薄膜(PET)等，本實例中該保護膜基材是厚度為50μπι聚乙烯薄膜或厚度 為40 μ m的聚丙烯薄膜，將上述壓敏膠1塗布於該保護膜基材2。本實施中用安裝有在線雙 面清潔滾筒的特種塗布機及逆轉塗布技術，將該壓敏膠以5克/平方米，厚度5 μ m塗布在 該保護膜基材。然後，再經過100°C *3min的加熱乾燥、收卷、切割，即成為高度平滑性、透明性、耐 熱性、耐候性、耐溼性、耐酸鹼性的微粘附力的電子材料用的保護膜。由本發明製造的光學薄膜用的保護膜由於壓敏膠粘層界面極性極低(24-26dyne/ cm)，壓敏膠呈惰性，因此對多種光學薄膜材料表面具有良好的貼覆性；由於呈惰性和低的 界面張力，因此貼覆於光學薄膜材料表面後即時剝離力增長緩慢或不增長，所以易剝離；由 於呈惰性或低的界面張力，因此貼覆於光學薄膜材料表面後不與表面發生化學或強的物理 反應，所以剝下保護膜後，被保護的材料表面不被汙染，不影響其光學特性；由於本發明的 壓敏膠粘劑採取的是微凝膠聚合技術。因此保證了壓敏膠的內聚力，有效克服了傳統丙烯 酸壓敏膠冷流變缺陷，所以徹底克服了普通丙烯酸酯壓敏膠易殘膠的問題。由本發明製得的PE或PP保護膜，可以直接用於光學薄膜原膜的加工，功能性光學 薄膜的加工，背光源模組的加工以及所有液晶顯示器的加工，不僅有防止灰塵的汙染和劃 傷，而且不損傷光學薄膜固有的光學特性。
權利要求
一種壓敏膠，其特徵在於其壓敏膠溶液按重量組成份數主要包含以下成份組份一.甲基丙烯酸丁酯20 30份、丙烯酸2 乙基己酯20 30份、丙烯酸乙酯10 15份的側鏈烷基碳原子數是2 8個的丙烯酸酯化合物，配方中含上述一種或二種，佔配方中全部單體的60 80％，其作用是提供壓敏膠的粘附力；組份二.甲基丙烯酸甲酯5 10份，醋酸乙烯酯5 10份，丙烯酸羥丙酯2 5份的剛性單體化合物，配方中含上述一種或二種，佔配方中全部單體的20 30％，其作用是增加壓敏膠的內聚力；組份三.矽改性丙烯酸酯樹脂0 15份，含氟丙烯酸酯0 5份的改性化合物，配方中含上述一種或二種，佔配方中全部單體的5 15％，其作用是提供低的表面張力；依上述壓敏膠溶液製得的該壓敏膠為45％固含量，不含苯類溶劑，膠液無凝膠塊，極性低，由其製得的保護膜180°剝離力在2 10g/25mm之間可調、潤溼性極佳，對各種光學薄膜表面均有很好的貼附性。
2.如權利要求1所述的壓敏膠，其特徵在於，上述壓敏膠溶液還加入以下組份 組份四.三羥甲基丙烷三丙烯酸酯0-1份或聚乙二醇二丙烯酸酯0-1份的化合物，配方中含上述一種，佔配方中全部單體的0. 2-1%，其作用是實現微凝膠聚合；組份五.酯類溶劑主要是醋酸乙酯、醋酸丁酯、碳酸二甲酯等，配方中含一種或二種， 佔壓敏膠配方的50-60%，其作用是稀釋和帶走聚合過程中的熱；組份六.聚醚改性多異氰酸酯0. 2-5. 0份，聚酯改性多異氰酸酪酯0. 2-5份，金屬螯合 物0. 5-3份，氮丙啶化合物0. 1-1份的交聯劑，配方中含一種，其作用是與丙烯酸酯壓敏膠 分子鏈進行反應，達到交聯目的。
3.如權利要求2所述的壓敏膠，其特徵在於，組份一中選為甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸 2-乙基己酯；組份二中選為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸羥丙酯；組份三中選為矽改性丙烯酸 酯和含氟丙烯酸酯；組份四中選為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；組份五中選為醋酸乙酯和碳 酸二甲酯；組份六中選為脂肪族異氰酸酯改性的聚醚化合物。
4.一種製備如權利要求1-3任一項所述的壓敏膠的製備方法，其特徵在於，首先，在反 應鍋內按順序加入組份一、組份二、組份三、組份五；然後，攪拌，加熱至90°C至95°C，冷凝、回流反應10個小時，期間，將組份四以用時8小 時的速度滴入反應鍋內，實現微凝膠聚合，以製備部分交聯的壓敏膠； 反應結束後，停止加熱，降溫，過濾，出料製得壓敏膠溶液；隨後對每100份固體份上述壓敏膠，添加組份六進行二次交聯，最終製得該壓敏膠。
5.如權利要求4所述的壓敏膠的製備方法，其特徵在於，該反應鍋回流反應的加熱溫 度為92°C。
6.一種使用權利要求1-5任一項中所述的壓敏膠製成的保護膜，其特徵在於，保護膜 基材是聚烯烴塑料薄膜，將上述壓敏膠塗布於該保護膜基材。
7.如權利要求6所述的保護膜，其特徵在於，將該壓敏膠以5克/平方米，厚度5μ m塗 布在該保護膜基材。
8.如權利要求6或7所述的保護膜，其特徵在於，該保護膜基材是厚度為50μ m聚乙烯 薄膜或厚度為40 μ m的聚丙烯薄膜。
9.如權利要求6-8任一項所述的保護膜的生產方法，其特徵在於，在10000級無塵環2境條件下，用安裝有在線雙面清潔滾筒的恃種塗布機的逆轉塗布技術，將該壓敏膠以5克/ 平方米，厚度5 μ m塗布在PE或PP膜上，經過100°C *3min的加熱乾燥、收卷、切割，即成為 高度平滑性、透明性、耐熱性、耐候性、耐溼性、耐酸鹼性的微粘附力的光學薄膜等電子材料 用的保護膜。
全文摘要
一種壓敏膠及其製備方法及應用該壓敏膠的保護膜，壓敏膠配方包括甲基丙烯酸丁酯20-30份，丙烯酸2-乙基己酯20-30份，甲基丙烯酸甲酯5-10份，丙烯酸羥丙酯2-5份，矽改性丙烯酸酯樹脂0-15份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯0-1份或聚乙二醇二丙烯酸酯0-1份，聚醚改性多異氰酸酯0.2-5.0份，酯類溶劑50-60份。並將該壓敏膠塗布於PE或PP保護膜基材以製作可用於光學薄膜的保護膜。該保護膜可以直接用於光學薄膜原膜的加工，功能性光學薄膜的加工，背光源模組的加工以及所有液晶顯示器的加工，不僅能夠防止光學薄朠被灰塵汙染和被劃傷，而且也不損傷光學薄膜固有的光學特性。
文檔編號B05C1/08GK101962525SQ20101029772
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者喻四海, 施法寬 申請人:崑山博益鑫成高分子材料有限公司