一种有机硅胶黏剂、有机硅OCA及其制备方法和应用与流程

一种有机硅胶黏剂、有机硅oca及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明属于胶黏剂领域，具体涉及一种有机硅胶黏剂、有机硅oca及其制备方法和应用。


背景技术：

2.oca光学胶带的光学胶黏剂是用于粘接透明光学元件的特种胶黏剂，特点是无色、透明、光透过率在90份以上、胶结强度良好、可在室温或中温下固化、且有固化收缩小等特点，主要用于ito膜、电子纸、透明器件、投影屏组装、显示器组装、镜头组装、电阻式触摸屏、电容式触摸屏、面板及其他相关电子光学器械的粘接等。随着应用场景的不断拓展，对贴合材料耐候性要求也越来越高；随着应用数量的增加，效率需求也越来越高。现阶段采用的液态胶贴合工艺，包括点胶工艺、涂布工艺、印刷工艺、刮胶工艺等均需要投入大量的人力以及设备成本，生产效率也相对较低，无法满足后续越来越大的市场需求。
3.cn104004460a公开了一种有机硅凝胶光学胶膜及其生产工艺，此类型采用双组份热固型有机硅胶黏剂，在制成oca胶膜中，由于需要混合双组份，设备投入较大，且热固型胶水有一定的使用寿命限制，无法大规模投入生产，易造成胶液凝胶报废，大大影响生产效率。
4.cn111154430a公开了一种紫外固化型oca压敏胶膜及其制备方法，此类型采用丙烯酸酯类胶黏剂制成，丙烯酸类胶黏剂由于c
‑
c键能相对于有机硅的si
‑
o键键能低，在很多场景使用过程中，易降解断裂，老化后黄变。无法满足现在多元化的应用。
5.目前的液态胶贴合工艺需要投入大量的人力以及设备成本，生产效率相对较低，且耐候性差。因此，如何提供一种耐候性好，使用方便的有机硅oca，成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有机硅胶黏剂、有机硅oca及其制备方法和应用，所述有机硅胶黏剂有效提高oca胶体的整体模量，胶体能保持良好的粘接力。
7.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供一种有机硅胶黏剂，所述有机硅胶黏剂的制备原料按重量份数计包括如下组分：
[0009][0010]
其中，所述大分子改性硅烷偶联剂的重均分子量在8000
‑
150000，例如可以是8000、9000、10000、20000、30000、40000、50000、60000、70000、80000、90000、100000、110000、120000、130000、140000、150000等。
[0011]
在本发明中，加入大分子改性硅烷偶联剂，相较于小分子硅烷偶联剂，使分子之间具备更高的键合强度，提高oca胶体的整体模量；由于在大分子中引进烷氧基官能团，使胶体能保持良好的粘接力，有效的降低因oca胶体模量低，在生产/模切以及使用过程中出现胶膜受损，形变，皱褶等因素导致的浪费，也能解决普通oca因模量上升导致粘接力下降的问题。
[0012]
所述乙烯基硅油的添加量为20
‑
80份，例如可以是20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份等。
[0013]
所述乙烯基硅树脂的添加量为1
‑
20份，例如可以是1份、2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份等。
[0014]
所述含氢硅油的添加量为15
‑
60份，例如可以是15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份等。
[0015]
所述含氢硅树脂的添加量为0.1
‑
10份，例如可以是0.1份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等。
[0016]
所述大分子改性硅烷偶联剂的添加量为0.1
‑
20份，例如可以是0.1份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、14份、16份、18份、20份等。
[0017]
优选地，所述乙烯基硅油的结构如式i所示：
[0018][0019]
其中，a、b各自独立地为≥1的整数(例如可以是1、2、4、6、8、10、15、20、30、40、50)，r1、r2各自独立地选自c1
‑
c4的烷基，r3、r4各自独立地选自甲基或乙烯基。
[0020]
式i所示的乙烯基硅油能与含氢硅油反应交联，呈现优秀的粘性，同时结构中si
‑
o键键能高，耐候性优异，具有独特的空间排布，能适应更广泛的温度变化，满足不同领域的应用需求。
[0021]
其中，c1
‑
c4分别指结构中包含一个碳原子、两个碳原子、三个碳原子或四个碳原
子，c1
‑
c4的烷基可以是甲基、乙基、丙基、异丙基或正丁基中任意一种，但不限于以上所列举的数值或选择，上述数值或选择范围内其他未列举的数值或选择同样适用。
[0022]
优选地，所述r1、r2各自独立地为甲基或乙基。
[0023]
优选地，所述乙烯基硅油的重均分子量为1000
‑
200000，例如可以是1000、2000、4000、6000、8000、10000、20000、40000、60000、80000、100000、200000等。
[0024]
优选地，所述乙烯基硅树脂选自mq乙烯基硅树脂、mt乙烯基硅树脂、mdt乙烯基硅树脂或mtq乙烯基硅树脂中任意一种或至少两种的组合。
[0025]
优选地，所述乙烯基硅树脂的粘度为6000
‑
7000mpa
·
s，例如可以是6000mpa
·
s、6100mpa
·
s、6200mpa
·
s、6300mpa
·
s、6400mpa
·
s、6500mpa
·
s、6600mpa
·
s、6700mpa
·
s、6800mpa
·
s、6900mpa
·
s、7000mpa
·
s等，所述乙烯基硅树脂的乙烯基含量为0.3
‑
0.5mmol/g，例如可以是0.3mmol/g、0.32mmol/g、0.34mmol/g、0.36mmol/g、0.38mmol/g、0.4mmol/g、0.42mmol/g、0.44mmol/g、0.46mmol/g、0.48mmol/g、0.5mmol/g等。
[0026]
优选地，所述含氢硅油的结构如式ii所示：
[0027][0028]
其中，a'、b'各自独立地为≥1的整数(例如可以是1、2、4、6、8、10、15、20、30、40、50)，r1'、r2'各自独立地选自c1
‑
c4的烷基，r3'、r4'各自独立地选自甲基或h。
[0029]
式ii所示的含氢硅油结构中si
‑
o键键能高，耐候性优异，具有独特的空间排布，能适应更广泛的温度变化，满足不同领域的应用需求。
[0030]
其中，c1
‑
c4分别指结构中包含一个碳原子、两个碳原子、三个碳原子或四个碳原子，c1
‑
c4的烷基可以是甲基、乙基、丙基、异丙基或正丁基中任意一种，但不限于以上所列举的数值或选择，上述数值或选择范围内其他未列举的数值或选择同样适用。
[0031]
优选地，所述r1、r2各自独立地为甲基或乙基。
[0032]
优选地，所述含氢硅油的重均分子量为1000
‑
200000，例如可以是1000、2000、4000、6000、8000、10000、20000、40000、60000、80000、100000、200000等。
[0033]
优选地，所述含氢硅树脂选自mq含氢硅树脂、mt含氢硅树脂、mdt含氢硅树脂或mtq含氢硅树脂中任意一种或至少两种的组合。
[0034]
优选地，所述含氢硅树脂的硅氢键含量为0.4
‑
0.8mmol/g，例如可以是0.4mmol/g、0.5mmol/g、0.6mmol/g、0.7mmol/g、0.8mmol/g等，所述含氢硅树脂的粘度为30000
‑
40000mpa
·
s，例如可以是30000mpa
·
s、31000mpa
·
s、32000mpa
·
s、33000mpa
·
s、34000mpa
·
s、35000mpa
·
s、36000mpa
·
s、37000mpa
·
s、38000mpa
·
s、39000mpa
·
s、40000mpa
·
s等。
[0035]
优选地，所述大分子改性硅烷偶联剂选自下式iii
‑
vi中的任意一种或至少两种的组合：
[0036][0037]
式iii中，c、d各自独立地为0～500之间的整数(例如可是0、2、4、6、8、10、20、40、60、80、100、200、300、400、500等)，优选为1～200；r、r5、r6、r7各自独立地选自c1
‑
c4的烷基，优选为甲基或乙基；其中c:d＝(1～100):(1～100)[例如可以是1:1、1:10、1:20、1:40、1:60、1:80、1:100、100:1、80:1、60:1、40:1、20:1、10:1、1:1等]。
[0038][0039]
式iv中，m、c、d各自独立地为0～500之间的整数(例如可是0、2、4、6、8、10、20、40、60、80、100、200、300、400、500等)，优选为1～200；r'选自c1
‑
c4的烷基，优选为甲基或乙基；其中c:d＝(1～100):(1～100)[例如可以是1:1、1:10、1:20、1:40、1:60、1:80、1:100、100:1、80:1、60:1、40:1、20:1、10:1、1:1等]。
[0040][0041]
式v中，x、y各自独立地为0～500之间的整数(例如可是0、2、4、6、8、10、20、40、60、80、100、200、300、400、500等)，优选为1～200；r5'、r6'、r7'各自独立地选自c1
‑
c4的烷基，优选甲基或乙基；其中x:y＝(1～100):(1～100)[例如可以是1:1、1:10、1:20、1:40、1:60、1:80、1:100、100:1、80:1、60:1、40:1、20:1、10:1、1:1等]。
[0042][0043]
式vi中，n、m各自独立地为1～500之间的整数(例如可是1、2、4、6、8、10、20、40、60、80、100、200、300、400、500等)，优选为1～200；r”'选自c1
‑
c4的烷基，优选为甲基或乙基；r
1”'
‑
r
13”'各自独立地选自乙烯基或si(or
””
)3，其中，r
””
选自c1
‑
c4的烷基，优选为甲基或乙基；其中乙烯基和si(or
””
)3的个数比为(1～100):(1～100)[例如可以是1:1、1:10、1:20、1:40、1:60、1:80、1:100、100:1、80:1、60:1、40:1、20:1、10:1、1:1等]。
[0044]
优选地，所述有机硅胶黏剂的制备原料中还包括催化剂。
[0045]
优选地，所述催化剂的添加量为2
‑
1000ppm，例如可以是2ppm、4ppm、6ppm、8ppm、10ppm、20ppm、40ppm、60ppm、80ppm、100ppm、200ppm、400ppm、600ppm、800ppm、1000ppm等。
[0046]
优选地，所述催化剂包括
中任意一种或至少两种的组合。
[0047]
其中，r9‑
r
31
各自独立地选自c1
‑
c4烷基，优选甲基或乙基；x选自c1
‑
c10烷基、中任意一种；e选自1
‑
10的整数(例如可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)，f选自0
‑
5的整数(例如可以是0、1、2、3、4、5)，g选自1
‑
5的整数(例如可以是1、2、3、4、5)；r
32
选自相同或不同的、环状或支链的、饱和或不饱和的、取代或未取代的c1
‑
c30烃基，且一个或至少两个不相连的碳原子可选地被o、n、s或p原子替代；r
33
选自相同或不同的以下基团：
‑
o
‑
c(o)r
34
、
‑
o
‑
n＝c(r
34
)2、
‑
or
34
、
‑
o
‑
r
35
、
‑
nr
34
‑
c(o)r
36
、
‑
nr
34
r
36
或
‑
o
‑
nr
34
r
35
中任意一种，其中r
34
选自相同或不同的以下基团：氢、c1
‑
c6烷基、c6
‑
c12芳基、c1
‑
c6杂烷基或c7
‑
c18烷芳基中任意一种；r
35
选自直链或支链的c1
‑
c6烷基、c2
‑
c6烯基或c2
‑
c6炔基中任意一种；r
36
选自c1
‑
c6烷基、c6
‑
c12芳基或c7
‑
c18烷芳基中任意一种。
[0048]
优选地，所述有机硅胶黏剂的制备原料还包括助剂。
[0049]
优选地，所述助剂的添加量占所述有机硅胶黏剂的制备原料总质量的1
‑
20份，例如可以是1份、2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份等。
[0050]
优选地，所述助剂选自甲基硅油、端羟基硅油、端侧羟基硅油、侧羟基硅油、mq羟基树脂、mt羟基树脂、mdt羟基硅树脂或mtq羟基树脂中任意一种或至少两种的组合。
[0051]
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的有机硅胶黏剂的制备方法，所述有机硅胶黏剂的制备方法包括以下步骤：将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂、大分子改性硅烷偶联剂、任选的催化剂和任选的助剂混合搅拌，过滤、脱泡，得到所述的有机硅胶黏剂。
[0052]
优选地，所述搅拌的速率为500
‑
700rpm，例如可以是500rpm、520rpm、540rpm、560rpm、580rpm、600rpm、620rpm、640rpm、660rpm、680rpm、700rpm等，所述搅拌的时间为30
‑
300min，例如可以是30min、50min、70min、90min、110min、130min、150min、170min、190min、210min、230min、250min、270min或300min等。
[0053]
优选地，所述脱泡的方法为静置或真空脱泡。
[0054]
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的所述的有机硅胶黏剂在制备有机硅oca中的应用。
[0055]
第四方面，本发明提供一种有机硅oca，所述有机硅oca包括依次层叠设置的第一离型膜、有机硅胶黏剂层和第二离型膜；其中，所述有机硅胶黏剂层由如第一方面所述的有机硅胶黏剂固化形成。
[0056]
优选地，所述有机硅oca的厚度为5
‑
2000μm，例如可以是5μm、10μm、20μm、30μm、50μ
m、100μm、200μm、400μm、600μm、800μm、1000μm、1200μm、1400μm、1600μm、1800μm、2000μm等。
[0057]
优选地，所述第一离型膜、第二离型膜独立地选自非硅类离型膜或氟素离型膜。
[0058]
优选地，所述第一离型膜、第二离型膜的厚度独立地为25
‑
125μm，例如可以是25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm等。
[0059]
优选地，所述第一离型膜与第二离型膜的离型力相差5
‑
60g，例如可以是5g、10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g、55g、60g等，优选10
‑
50g。
[0060]
第五方面，本发明提供一种如第四方面所述的有机硅oca的制备方法，所述有机硅oca的制备方法选自下述方法a或方法b中的任意一种：
[0061]
方法a：在第一离型膜一侧涂覆如第一方面所述的有机硅胶黏剂，经uv固化，再在所述uv型有机硅胶黏剂远离第一离型膜一侧贴覆第二离型膜，收卷、熟化，得到所述有机硅oca；
[0062]
方法b：在第一离型膜一侧涂覆如第一方面所述的有机硅胶黏剂，再在所述有机硅胶黏剂远离第一离型膜一侧贴覆第二离型膜，经uv固化，收卷、熟化，得到所述有机硅oca。
[0063]
优选地，所述在第一离型膜一侧涂上如上所述的胶黏剂的方式包括狭缝涂布、逗号刮刀涂布、网纹涂布、微凹涂布、转印涂布或喷涂中任意一种。
[0064]
第六方面，本发明提供一种如第四方面所述的有机硅oca在贴合工艺中的应用。
[0065]
基团定义
[0066]
在本文中定义的某些化学基团前面通过简化符号来表示该基团中存在的碳原子总数。例如，c1
‑
c4烷基是指具有总共1至4个碳原子的如下文所定义的完全饱和的直链或支链的烃链基。例如包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基。
[0067]
术语“芳基”意指具有6至18个碳原子(优选具有6至10个碳原子)的共轭烃环体系基团。就本发明的目的而言，芳基可以为单环、双环、三环或更多环的环体系，还可以与上文所定义的环烷基或杂环基稠合，条件是芳基经由芳香环上的原子通过单键与分子的其余部分连接。芳基的实例包括但不限于苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基等。
[0068]
术语“杂烷基”意指被杂原子取代的烷基，例如可以是氮、氧或硫原子。
[0069]
术语“烷芳基”意指被烷基取代的芳基。
[0070]
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0071]
(1)本发明在有机硅胶黏剂配方中加入特定结构的改性大分子偶联剂，相较于小分子硅烷偶联剂，使分子之间具备更高的键合强度，提高oca胶体的整体模量；由于在大分子中引进烷氧基官能团，使胶体能保持良好的粘接力，有效的降低因oca胶体模量低，在生产/模切以及使用过程中出现胶膜受损，形变，皱褶等因素导致的浪费，也能解决普通oca因模量上升导致粘接力下降的问题；
[0072]
(2)本发明所述有机硅胶黏剂的初粘为10
‑
32，剪切强度为0.08
‑
0.3mpa，拉拔强度为0.15
‑
0.5mpa，剥离力为5
‑
25n/25mm，持粘力为50
‑
600h，断裂伸长率为1000
‑
2000％，模量为0.05
‑
0.3mpa。
具体实施方式
[0073]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0074]
以下实施例和对比例的原料以及所使用设备的来源如下：
[0075]
(a)乙烯基硅油：
[0076]
代号制造商牌号乙烯基含量(mmol/g)粘度(mpa
·
s)侧基a
‑
1gelest,inc.vmm
‑
0103.28
‑
12甲氧基a
‑
2gelest,inc.dms
‑
v310.11000甲基
[0077]
(b)乙烯基硅树脂：
[0078]
代号供应商型号粘度(mpa
·
s)乙烯基含量(mmol/g)b
‑
1得尔塔有机硅dt
‑
275070000.49b
‑
2gelest,inc.vqm
‑
13560000.32
[0079]
(c)含氢硅油：
[0080][0081]
(d)含氢树脂
[0082]
结构通式为：(hme2sio
1/2
)
x
(hmesio
2/2
)
y
(mesio
3/2
)
z
，其中，me为甲基。
[0083][0084]
(e)催化剂
[0085]
代号供应商型号e
‑
1得尔塔有机硅yf100515e
‑
2alfa aesara00020
[0086]
(f)助剂
[0087]
[0088][0089]
(g)大分子改性硅烷偶联剂
[0090][0091]
涂布设备
[0092]
代号制造商牌号上胶方式涂布机上望印刷机械有限公司thvg
‑
1100微凹涂布
[0093]
实施例1
[0094]
本实施例提供一种有机硅胶黏剂，所述有机硅胶黏剂的制备原料按重量份数计包括如下组分：
[0095][0096][0097]
所述有机硅胶黏剂制备方法为：将上述配方将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂、大分子改性硅烷偶联剂、催化剂和助剂混合，之后以600rpm搅拌240min，过
滤，静置脱泡，得到所述有机硅胶黏剂。
[0098]
实施例2
[0099]
本实施例提供一种有机硅胶黏剂，所述有机硅胶黏剂的制备原料按重量份数计包括如下组分：
[0100][0101]
所述有机硅胶黏剂制备方法为：将上述配方将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂、大分子改性硅烷偶联剂、催化剂和助剂混合，之后以600rpm搅拌240min，过滤，静置脱泡，得到所述有机硅胶黏剂。
[0102]
实施例3
[0103]
本实施例提供一种有机硅胶黏剂，所述有机硅胶黏剂的制备原料按重量份数计包括如下组分：
[0104]
[0105][0106]
所述有机硅胶黏剂制备方法为：将上述配方将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂、大分子改性硅烷偶联剂、催化剂和助剂混合，之后以600rpm搅拌240min，过滤，静置脱泡，得到所述有机硅胶黏剂。
[0107]
实施例4
[0108]
本实施例提供一种有机硅胶黏剂，与实施例1的区别仅在于，将大分子改性硅烷偶联剂g1替换为等质量的大分子改性硅烷偶联剂g2，其他组分含量及制备方法同实施例1。
[0109]
实施例5
[0110]
本实施例提供一种有机硅胶黏剂，与实施例1的区别仅在于，将大分子改性硅烷偶联剂g1替换为等质量的大分子改性硅烷偶联剂g3，其他组分含量及制备方法同实施例1。
[0111]
实施例6
[0112]
本实施例提供一种有机硅胶黏剂，与实施例1的区别仅在于，将大分子改性硅烷偶联剂g1替换为等质量的大分子改性硅烷偶联剂g4，其他组分含量及制备方法同实施例1。
[0113]
实施例7
[0114]
本实施例提供一种有机硅胶黏剂，与实施例1的区别仅在于，将大分子改性硅烷偶联剂g1替换为等质量的非本申请给出的四种结构的大分子改性硅烷偶联剂，其结构具体为：(深圳市宝安区穗博贸易商行z
‑
6040)，其他组分含量及制备方法同实施例1。
[0115]
对比例1～5
[0116]
以下为各对比例具体组分(重量份数计)如下所示，其中
“‑”
代表不添加该组分：
[0117][0118]
对比例1～5提供的有机硅胶黏剂制备方法同实施例1。
[0119]
性能测试
[0120]
分别对上述实施例1
‑
9和对比例1
‑
5提供的有机硅胶黏剂进行各项形成测试，具体测试标准如表1所示：
[0121]
表1
[0122][0123][0124]
具体测试结果如表2所示：
[0125]
表2
[0126][0127]
由表2测试数据可知，本发明所述有机硅胶黏剂的初粘为10
‑
32，剪切强度为0.08
‑
0.3mpa，拉拔强度为0.15
‑
0.5mpa，剥离力为5
‑
25n/25mm，持粘力为50
‑
600h，断裂伸长率为1000
‑
2000％，模量为0.05
‑
0.3mpa，由此说明本发明在有机硅胶黏剂配方中加入特定结构的改性大分子偶联剂，相较于小分子硅烷偶联剂，使分子之间具备更高的键合强度，提高
oca胶体的整体模量；由于在大分子中引进烷氧基官能团，使胶体能保持良好的粘接力，有效的降低因oca胶体模量低，在生产/模切以及使用过程中出现胶膜受损，形变，皱褶等因素导致的浪费，也能解决普通oca因模量上升导致粘接力下降的问题。
[0128]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明所述有机硅胶黏剂、有机硅oca及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。