包含(甲基)丙烯酰基侧基的粘合剂、制品和方法_5

文档序号:8476343阅读:来源:国知局
分子量和等于至少6, 000道尔顿的介于(甲基)丙烯酰基之间的平均分子量;随后任选地 将粘合剂层暴露于能量源(例如,使用剂量不到l〇〇〇mJ/ Cm2、通常不到500mJ/cm2的长波紫 外线辐射)以形成至少部分固化的共聚物,其中在部分固化后,所述粘合剂层具有如在比 粘合剂的Tg高的固定温度(优选60°C )下且以1弧度/秒的角频率测量的至少0. 5的损 耗角(S)正切值。
[0116] 固化可在室温下或升高的温度下进行。在一些实施例中,将固化温度选择为比 (甲基)丙烯酸酯共聚物的玻璃化转变温度高至少20°C。升高的温度可以提高材料的移动 性和固化效率。
[0117] 在某些实施例中,共聚物是部分固化的。在某些实施例中,所述方法包括邻近粘合 剂层施加第二基材,使得粘合剂定位在两个基材之间;随后将粘合剂层暴露于能量源(例 如,使用热或剂量不到lOOOmJ/cm 2、通常不到500mJ/cm2的长波紫外线辐射),以进一步使 (甲基)丙烯酸酯共聚物固化并使粘合剂的损耗角正切值降低至低于粘合剂在该暴露步骤 之前的损耗角正切值的值,所述损耗角正切值如在固定温度(优选60°C)下测量的。
[0118] 如果需要,所述方法还可包括邻近至少一个基材形成第二粘合剂层。该第二粘合 剂层可能与第一粘合剂层组成相同、或组成不同,所述组成包括常规粘合剂。
[0119] 在某些实施例中,本公开的含有(甲基)丙烯酸酯共聚物的粘合剂是光学透明的。 因此,某些制品可以是这样的层合物,所述层合物包括光学透明的基材(例如,膜)和与所 述光学膜或基材的至少一个主表面相邻的本公开的光学透明粘合剂层。所述制品还可以包 括另一个基材(例如,永久性地或暂时地附接到本公开的粘合剂)、另一个粘合剂层、或它 们的组合。
[0120] 在其中光学透明粘合剂层定位在两个基材之间的层合物实施例中,所述基材中的 至少一个是光学膜、显示单元、触摸传感器、或透镜。光学膜意在增强、调控、控制、保持、透 射、反射、折射、吸收、延迟或以其它方式改变入射在膜表面上的光。层合物中包括的膜包 括具有光学功能的材料类型,诸如偏光器、干涉型偏光器、反射型偏光器、漫射器、有色光学 膜、反射镜、百叶窗式光学膜、光控制膜、透明片、增亮膜、抗炫光和抗反射膜,等等。用于提 供的层合物的膜还可包括延迟板,诸如四分之一波长和半波长相位延迟光学元件。其它光 学透明膜包括抗裂膜和电磁干扰滤波器。所述膜还可用作IT0涂层或图案化的基材,例如 使用用于制造触摸传感器的那些膜。
[0121] 在一些实施例中,包括含有本公开的(甲基)丙烯酸酯共聚物的粘合剂的层合物 可以是光学元件,或者可用于制备光学元件。如本文所用,术语"光学元件"是指具有光学 效应或光学应用的制品。光学元件可用于例如电子显示器、建筑应用、传输应用、投影应用、 光子学应用和图形应用。合适的光学元件包括但不限于窗用玻璃(例如,窗和挡风玻璃)、 屏幕或显示器、偏振光分束器、阴极射线管、涂布IT0的触摸传感器(例如使用玻璃或透明 塑料基材的那些)和反射器。
[0122] 在某些实施例中,含有本公开的(甲基)丙烯酸酯共聚物的粘合剂可与常规的光 学透明粘合剂(例如,交联的溶液聚合型和溶剂浇注型光学透明粘合剂)相邻。在某些实 施例中,常规的光学透明粘合剂可夹在包含本公开的(甲基)丙烯酸酯共聚物的粘合剂的 两个层之间。在另一个实施例中,本公开的(甲基)丙烯酸酯共聚物的两个或更多个层可 彼此相邻。这些层中的每一个可能具有不同的组成(包含选择的不同引发剂)、不同的分子 量、不同的(甲基)丙烯酰基侧基之间的平均分子量、或上述全部。例如通过此举,即便所 有层可同时固化,但一个层可具有与相邻层不同的交联密度。类似地,一个层可用一种机制 固化,而另一个层可用不同的机制固化。
[0123] 当粘合剂层合在印刷透镜和第二显示器基材之间时,避免光学缺陷甚至可能更具 挑战性,因为粘合剂可能必须符合有时较大的油墨梯级(即,50-70 ym)并且显示器中可接 受的总粘合剂厚度可能仅为150-250 ym(或更小)。在初始组装期间就将该较大的油墨梯 级完全润湿是非常重要的,因为要在后续的显示器组装步骤中移除任何夹带的气泡可能变 得极其困难。因此,合适的粘合剂应当具有足够的顺应性(例如,当以1Hz频率测量时,在 层合温度(通常25°C)下的低剪切储能模量G'小于10 5帕斯卡(Pa)),使得能够具有良好 的油墨润湿性、以及快速变形且顺应油墨梯级轮廓的锋利边缘。合适的粘合剂还应当具有 充分的流动性,以便不仅顺应油墨梯级,还更彻底地润湿油墨表面。本公开的粘合剂的流动 性可在较宽温度范围内(在粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)(通过DMTA测得)和60°C或稍 高的温度之间)以材料的高损耗角正切值(例如,tan S为至少0.5)反映出来。
[0124] 由粘合剂通过油墨梯级产生的快速变形形成的应力需要粘合剂的响应速度比由 热膨胀失配系数形成的常规应力快得多,例如,在应力可于数小时而非数秒或更短时间内 解除的偏振器附接应用中。然而,甚至那些能够实现该初始油墨梯级润湿的粘合剂可能仍 然具有太大的由本体流变性产生的弹性影响,并且这可能引起粘合的部件变形(这是不可 接受的)。即使这些显示器部件在尺寸上是稳定的,但所存储的弹性能量(由于粘合剂在油 墨梯级中快速变形产生)可能通过连续地对粘合剂施加应力而找到解除本身的方式,从而 最终导致失效。因此,正如在液态粘接显示器部件的情况下,要将粘合剂设计为能够成功地 粘接显示器部件,需要粘附性、光学性质、落下试验耐受性以及对高油墨梯级的顺应性和甚 至当油墨梯级推入高达其厚度的30%之多或更多的粘合剂层中时的良好流动性具有微妙 的平衡。在某些实施例中,本公开的粘合剂展示出特性的这种平衡。
[0125] 本发明提供了各种实施例,包括粘合剂、粘合剂制品和制备粘合剂制品的方法。
[0126] 实施例1是包含具有(甲基)丙烯酰基侧基和任选的羟基侧基的(甲基)丙烯酸 酯共聚物的粘合剂,其中所述(甲基)丙烯酸酯共聚物具有50, 000道尔顿至600, 000道尔 顿的重均分子量和等于至少6, 000道尔顿的介于(甲基)丙烯酰基之间的平均分子量。通 常,(甲基)丙烯酰基侧基的〇%至5%已反应。
[0127] 实施例2是包含具有(甲基)丙烯酰基侧基和任选的具有羟基侧基的至少部分固 化的(甲基)丙烯酸酯共聚物的粘合剂,其中所述(甲基)丙烯酸酯共聚物在固化前具有 50, 000道尔顿至600, 000道尔顿的重均分子量和至少6, 000道尔顿的介于(甲基)丙烯 酰基之间的平均分子量。换句话说,实施例2是包含至少部分固化的(甲基)丙烯酸酯共 聚物的粘合剂,所述(甲基)丙烯酸酯共聚物具有(甲基)丙烯酰基侧基和任选的羟基侧 基,其中所述(甲基)丙烯酸酯共聚物在固化前具有50, 000道尔顿至600, 000道尔顿的重 均分子量和至少6, 000道尔顿的介于(甲基)丙烯酰基之间的平均分子量。在部分固化的 (甲基)丙烯酸酯共聚物中,(甲基)丙烯酰基侧基的多于5%已反应。在一些实施例中, (甲基)丙烯酰基侧基的多于25%、多于50%、或多于75%已反应。
[0128] 实施例3是实施例1或2所述的粘合剂,其中具有(甲基)丙烯酰基侧基的(甲 基)丙烯酸酯共聚物还包含羟基侧基。
[0129] 实施例4是实施例1至3中任一项所述的粘合剂,其是光学透明的。
[0130] 实施例5是实施例1至4中任一项所述的粘合剂,其还包含自由基引发剂。
[0131] 实施例6是实施例5所述的粘合剂,其中所述引发剂是光引发剂。
[0132] 实施例7是实施例1至6中任一项所述的粘合剂,其具有如在高于粘合剂的Tg的 固定温度下(优选地在60°C的温度下)且以1弧度/秒的角频率测量的至少0.5的tanS。
[0133] 实施例8是实施例1至7中任一项所述的粘合剂,其具有基于所述粘合剂的总重 量计0重量%至2重量%的残余单体。
[0134] 实施例9是实施例1至8中任一项所述的粘合剂,其是压敏粘合剂。
[0135] 实施例10是实施例1至8中任一项所述的粘合剂,其是热活化粘合剂。
[0136] 实施例11是包括基材和与所述基材相邻的粘合剂层的制品,所述粘合剂层包含 实施例1至10中任一项所述的粘合剂。
[0137] 实施例12是包括基材和与所述基材相邻的粘合剂层的制品,所述粘合剂层包含 具有(甲基)丙烯酰基侧基的(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道尔顿的重均分子量和等于至少6, 000道尔顿的介于(甲基) 丙烯酰基之间的平均分子量。通常,(甲基)丙烯酰基侧基的0%至5%已反应。
[0138] 实施例13是包括基材和与所述基材相邻的粘合剂层的制品,所述粘合剂层包含 具有(甲基)丙烯酰基侧基的部分固化的(甲基)丙烯酸酯共聚物,其中所述(甲基)丙 烯酸酯共聚物在固化前具有50, 000至600, 000道尔顿的重均分子量和等于至少6, 000道 尔顿的介于(甲基)丙烯酰基之间的平均分子量。在部分固化的(甲基)丙烯酸酯共聚物 中,(甲基)丙烯酰基侧基的多于5%已反应。在一些实施例中,(甲基)丙烯酰基侧基的 多于25%、多于50%、或多于75%已反应。
[0139] 实施例14是实施例12或13所述的制品,其中具有(甲基)丙烯酰基侧基的(甲 基)丙烯酸酯共聚物还包含羟基侧基。
[0140] 实施例15是实施例12至14中任一项所述的制品,其中具有(甲基)丙烯酰基侧 基和任选地羟基侧基的(甲基)丙烯酸酯共聚物是由包括一个或多个(甲基)丙烯酸酯单 体和一个或多个可共聚极性单体的单体制备的。
[0141] 实施例16是实施例12至15中任一项所述的制品,其中具有(甲基)丙烯酰基侧 基和任选地羟基侧基的(甲基)丙烯酸酯共聚物是(a)具有羟基侧基、羧酸侧基或它们的 组合的前体(甲基)丙烯酸酯共聚物与(b)具有(甲基)丙烯酰基和可与所述前体(甲 基)丙烯酸酯共聚物中的羟基侧基、羧酸侧基或它们的组合反应的基团的不饱和试剂化合 物的反应产物。
[0142] 实施例17是实施例15或16所述的制品,其中所述具有(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(或所述前体(甲基)丙烯酸酯共聚物)是由 包括(甲基)丙烯酸酯单体、极性单体和任选的单体的单体制备的。所述(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。所述极性单体选自丙烯酸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、丙烯酸、甲基丙 烯酸、衣康酸、马来酸酐、甲基丙烯酸酐,以及它们的组合。所述任选的单体选自(甲基)丙 烯酰胺、N-异丙基(甲基)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。
[0143] 实施例18是实施例12至17中任一项所述的制品,其是光学透明的。
[0144] 实施例19是实施例12至18中任一项所述的制品,其还包含自由基引发剂。
[0145] 实施例20是实施例19所述的制品,其中所述引发剂是光引发剂。
[0146] 实施例21是实施例12至20中任一项所述的制品,其中所述(甲基)丙烯酸酯共 聚物是完全固化的。
[0147] 实施例22是实施例12至21中任一项所述的制品,其中所述粘合剂具有如在高于 粘合剂的Tg的固定温度下(优选地在60°C的温度下)且以1弧度/秒的角频率测量的至 少 0? 5 的 tan 8。
[0148] 实施例23是实施例12至22中任一项所述的制品,其为片材的形式。
[0149] 实施例24是制备粘合剂制品的方法,所述方法包括提供基材、邻近基材施加粘合 剂层,随后任选地将粘合剂层暴露于能量源以形成至少部分固化的共聚物。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道尔顿的重均分子量和等于至少6, 000道 尔顿的介于(甲基)丙烯酰基之间的平均分子量。在至少部分固化后,
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