包含(甲基)丙烯酰基侧基的粘合剂、制品和方法_4

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ea))、丙稀酸2-(联苯)乙醋(日 本东亚合成株式会社(Toagosei, Japan)),以及它们的组合。
[0089] 可用的极性单体通常包含羟基和/或羧酸官能团,然而其它官能团诸如氨基甲酸 酯、脲或酰胺官能团也可能是有用的。通常将极性单体中的至少一些选择为具有能够与不 饱和试剂化合物反应以引入(甲基)丙烯酰基侧基的基团。
[0090] 可用的酸官能单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸,以及它们的组合。还可以使 用酸酐,例如马来酸酐和甲基丙烯酸酐。可用的羟基官能化单体通常具有小于400的羟基 当量。羟基当量分子量定义为单体化合物的分子量除以单体化合物中的羟基基团的数量。 可用的这种类型单体包括丙烯酸2-羟乙酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸3-羟丙酯和甲 基丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸2-羟丙酯和甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸4-羟丁酯和甲基丙 烯酸4-羟丁酯、2-羟乙基丙烯酰胺以及3-羟丙基丙烯酰胺。另外,还可以使用基于衍生自 环氧乙烷或环氧丙烷的二醇的羟基官能化单体。此类单体的例子包括羟基封端的丙烯酸聚 丙二醇醋,其可以商品名BISOMERPPA 6得自德国科宁公司(Cognis,Germany)。如果需要, 可以使用此类单体的各种组合。
[0091] 其它可选的单体包括在形成均聚物时具有高玻璃化转变温度(Tg)的单体。此类 单体包括(例如)(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙 烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-吗啉基 丙烯酸酯、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、乙烯基酯(例如醋酸乙烯酯)、苯乙 烯、以及高Tg大分子单体,例如基于聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯的那些。
[0092] 在某些实施例中,(甲基)丙烯酸酯单体选自(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲 基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲 基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、 (甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯、(甲基)丙烯 酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基丁酯,以及它们的组合。
[0093] 在某些实施例中,极性单体是选自丙烯酸2-羟乙酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯 酸3-羟丙酯和甲基丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸2-羟丙酯和甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸 4_羟丁酯和甲基丙烯酸4-羟丁酯、2-羟乙基丙烯酰胺、3-羟丙基丙烯酰胺以及它们的组合 的羟基官能化单体。
[0094] 在某些实施例中,可选的单体选自(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰 胺、N-辛基丙烯酰胺、N-吗啉基丙烯酸酯、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、苯乙烯, 以及它们的组合。
[0095] 不含(甲基)丙烯酰基侧基的前体(甲基)丙烯酸酯共聚物可通过任何常规的 聚合方法(例如溶液聚合法或乳液聚合法),包括如美国专利No. 5, 637, 646 (Ellis)和 No. 5, 986, Oil (Ellis等人)公开的那样在绝热条件下进行热本体聚合来制备。
[0096] 间接但优选的将(甲基)丙烯酰基侧基掺入到前体(甲基)丙烯酸酯共聚物中的 方法是将包含上述反应性侧官能团的一些极性单体包括在共聚物的单体单元中。这些反应 性侧官能团与包含可与该反应性侧官能团共反应的官能团的不饱和试剂化合物反应。当所 述两个官能团反应时,获得了具有侧不饱和基团的分子,即,所得的共聚物将具有(甲基) 丙烯酰基侧基。一般来讲,反应发生在通过开环、加成或缩合机理进行反应的亲核官能团和 亲电官能团之间。
[0097] 在使用这种掺入(甲基)丙烯酰基侧基的"间接方法"时,前体(甲基)丙烯酸酯 共聚物上的优选的反应性官能团包括羟基和酸根。当前体的反应性侧官能团包括羟基时, 不饱和试剂化合物的共反应性官能团优选地包括羧酸、异氰酸根、环氧基或酸酐基团。当前 体的反应性侧官能团包括羧酸基团时,共反应性官能团优选地包括羟基、氨基、环氧基、异 氰酸酯、氮杂环丙烷、氮杂环丁烷、或噁唑啉基团。当前体的侧基包括酸酐时,共反应性基团 可以是羟基或胺基。
[0098] 在某些实施例中,(甲基)丙烯酰基侧基可通过前体(甲基)丙烯酸酯共聚物中 的羟基与丙烯酸异氰酸基乙酯或甲基丙烯酸异氰酸基乙酯之间的反应来形成。在某些实施 例中,(甲基)丙烯酰基侧基可通过前体(甲基)丙烯酸酯共聚物中的羧酸与丙烯酸缩水 甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯之间的反应来形成。
[0099] 在另一个实施例中,(甲基)丙烯酰基侧基可在前体(甲基)丙烯酸酯共聚物中的 酸酐基团与羟基官能化单体(例如丙烯酸2-羟乙酯或甲基丙烯酸2-羟乙酯)之间形成。
[0100] 虽然某些类型的能量(例如电子束、y射线和过剩的热)可使本公开的(甲基) 丙烯酸酯共聚物固化,但通常需要将本发明的(甲基)丙烯酸酯共聚物与引发剂配混,以便 使用(例如)紫外线辐射或热来固化。因此,在某些实施例中,包含本公开的(甲基)丙烯 酸酯共聚物的粘合剂还包含引发剂。合适的引发剂是自由基引发剂(即,生成自由基的引 发剂),例如热引发剂或光引发剂。本公开的粘合剂可包含引发剂的各种组合。
[0101] 热引发剂的例子包括各种过氧化物,例如过氧化苯甲酰、过氧化环己烷、过氧 化月桂酰、二叔戊基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯,以及可以商品名 LUPERS0L(例如 LUPERS0L 101,其为 2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5_ 二甲基己烷;LUPERS0L 130,其为2, 5-二甲基-2, 5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔)从美国宾夕法尼亚州费城的 阿托菲纳化学品有限公司(Atofina Chemical, Inc.,Philadelphia, PA)商购获得的过氧 化物;各种氢过氧化物,例如叔戊基氢过氧化物和叔丁基氢过氧化物;以及偶氮化合物,例 如可以商品名VAZ0从美国特拉华州威尔明顿的杜邦公司(E.I.duPont de Nemours and (:〇.,1111^叩如11,0£)获得的那些,包括¥420 67,其为2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈);¥八20 64,其为2,2'-偶氮双(异丁腈)以六20 52,其为2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)以及¥八20 88,其为1,1'-偶氮双(环己烷甲腈);和以商品名V-601从美国弗吉尼亚州里士满和光纯 药精细化工公司(Wako Specialty Chemicals, Richmond, VA)获得的物质,其为2, 2'-偶氮 二异丁酸二甲酯。
[0102] 光引发剂的例子包括可以商品名IRGA⑶RE651从美国纽约州塔里敦的巴斯 夫公司(BASF(:〇印.,了&1'巧如财1,附)(其为2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯)、以商品名 LUCERIN-TP0-L从巴斯夫公司(BASFCorp.)、和以商品名IRGACURE184从巴斯夫公司 (BASFCorp.)(其为1-羟基环己基苯基酮)获得的那些。
[0103] (甲基)丙烯酸酯共聚物可能固有地具有粘性。如果需要,可将增粘剂添加到共聚 物(或在形成共聚物之前,单体的混合物)中。可用的增粘剂包括(例如)松香酯树脂、芳 香烃树脂、脂肪烃树脂和萜烯树脂。通常,选自氢化松香酯、萜烯或芳香烃树脂的浅色增粘 剂是优选的。
[0104] 可将衍生自(甲基)丙烯酸酯的低分子量(例如,通过GPC测得分子量为 100, 000道尔顿或更小)和高Tg(例如,高于30°C)聚合物与(甲基)丙烯酸酯共聚 物混合。合适的低分子量聚合物在(例如)美国专利此.6,783,850〇^1^似《 &等人)、 No. 6, 448, 339 (Tomita)、No. 4, 912, 169 (Whitmire 等人)和 No. 6, 939, 911 (Tosaki 等人)中 有所描述。这些聚合物可起到增粘剂的作用。
[0105] 还可使用增塑剂来调节粘合剂组合物的流变性。增塑剂可以是非反应性化合物, 例如磷酸酯、己二酸酯和酞酸酯。还可将由与上述丙烯酸类增粘剂类似的方式制备的各种 低Tg(例如,低于0°C )和较低分子量(例如通过GPC测得分子量为100, 000道尔顿或更 小)的丙烯酸类聚合物用作增塑剂。
[0106] 此外,还可将多官能(甲基)丙烯酸酯聚合物(例如二(甲基)丙烯酸聚乙二醇 酯)、衍生自聚醚的多官能(甲基)丙烯酸酯等与具有(甲基)丙烯酰基侧基的(甲基)丙 烯酸酯共聚物配混,以调节所述组合物的交联密度和顺应性。
[0107] 可出于特殊目的将其它材料添加至本公开的粘合剂(或用于制备(甲基)丙烯酸 酯共聚物的单体混合物)中,这些材料包括(例如)油、抗氧化剂、紫外线稳定剂、颜料、固 化剂、链转移剂、聚合物添加剂、以及其它添加剂。在某些实施例中,期望的是此类添加剂不 会显著地降低粘合剂的光学清晰度。此类可选组分的特性和相对量是本领域的技术人员熟 知的。
[0108] 例如,可将抗氧化剂和/或稳定剂(例如氢醌单甲醚(对甲氧基苯酚,MeHQ),和可 以商品名IRGAN0X 1010 (四(亚甲基(3, 5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸))甲烷)得自 巴斯夫公司(BASF Corp.)的化合物)混入(甲基)丙烯酸酯共聚物以增大其温度稳定性。 如果使用了抗氧化剂和/或稳定剂,则通常以基于共聚物的总重量计在〇. 01重量% (重量 百分比)至1.0重量%范围内的量使用。
[0109] 还可包含聚合反应领域中熟知的链转移剂来控制分子量或其它聚合物性质。合 适的链转移剂包括(但不限于)选自以下物质的那些:四溴化碳、六溴乙烷、溴三氯甲烷、 2-巯基乙醇、叔十二烷基硫醇、巯基乙酸异辛酯、3-巯基-1,2-丙二醇、异丙基苯、季戊四醇 四(3-疏基丁酸醋)(可以商品名Karenz MT PE1得自昭和电工株式会社(Showa Denko))、 二巯基乙酸乙二醇酯,以及它们的混合物。根据具体链转移剂的反应性和所需的链转移量, 按单体的总重量计,可以使用0重量%至5重量%的链转移剂。
[0110] 在许多情况下,用于制备本公开的(甲基)丙烯酸酯共聚物的单体的自由基聚合 反应可在无溶剂的情况下发生,即真正的本体聚合反应,其中生成的共聚物以及单体本身 都是可混溶的。然而,在一些情况下,单体可能需要溶剂。可用的溶剂是在所述混合物中可 混溶的那些,包括(但不限于)有机溶剂,例如甲苯、己烷、戊烷、异丙醇和乙酸乙酯。溶剂 还可降低聚合反应结束时的聚合物粘度,以有利于排出或后续处理。如果使用了这类溶剂, 则它们以基于反应混合物的总重量计不到10重量%的量、通常不到5重量%的量存在。所 述溶剂通常在使用共聚物之前被移除。
[0111]方法与用涂
[0112] 通常,为了形成本公开的制品(例如转移带或层合物),可将含有(甲基)丙烯酸 酯共聚物和其它可选的添加剂的粘合剂用溶剂涂布或在熔融后涂布。此类方法为本领域技 术人员所熟知。如果用包含溶剂的涂料组合物处理,合适的溶剂是可与涂料组合物的其它 组分混溶的一种溶剂。也就是说,所述涂料组合物在稀释形式下和干燥期间均保持均匀,使 得没有组分从溶剂中过早地分离出来。另外,合适的溶剂(如果使用)是在涂布工艺期间 足够快地干燥以使涂层能够立即固化的一种溶剂。再者,合适的溶剂是不会损坏涂料组合 物施加于其上的基材的一种溶剂(例如,该溶剂不会导致聚合物膜开裂)。示例性溶剂包括 甲基乙基酮、甲基异丁基酮、1-甲氧基-2-丙醇、异丙醇、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮等 等,以及它们的混合物。
[0113] 在某些实施例中,粘合剂在使用之前是部分固化的。在某些实施例中,需要用极低 的紫外线辐射剂量(例如,不到l〇〇〇mJ/Cm2、通常不到500mJ/cm2的长波紫外线辐射)来固 化生成内聚性粘合剂,由此降低能量消耗。因此,加工时间缩短可能是连续(网上)涂布工 艺的线速度提升的结果,其进一步有助于降低基本上不含残余单体的高度内聚粘合剂的制 造成本。
[0114] 在使用期间,可采用多种方式将本公开的粘合剂施加到基材(例如,图案化基材、 透镜、背衬或显示模块)。其可如(例如)图2展示的那样使用包含本公开的粘合剂的层合 物来施加。或者,其可如上文所述那样用包含本公开的粘合剂且可选地包含溶剂的涂料组 合物来施加、或在熔融后涂布。
[0115] 本文提供了制备粘合剂制品的一种方法,所述方法包括:提供基材;邻近基材施 加粘合剂层,所述粘合剂层包含具有(甲基)丙烯酰基侧基和任选地羟基侧基的(甲基) 丙烯酸酯共聚物,其中所述(甲基)丙烯酸酯共聚物具有50, 000至600, 000道尔顿的重均
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