一种光学透明胶组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学透明胶组合物，具体涉及一种低硬度、低收缩率的液态光学透明 胶组合物及其应用。
【背景技术】
[0002] 触摸屏技术已广泛应用于智能手机、平板电脑和智能电视等消费电子领域。触控 面板也从中小尺寸向大尺寸屏幕发展，而大尺寸屏幕对胶水贴合过程中的气泡、贴合厚度 的一致性和贴合的形变性的要求也更高。同时，由于触摸终端的轻薄化要求，单片玻璃工 艺使得触摸屏粘接直接与液晶显示器（LCD)的易变形偏光片接触，粘接层的收缩性要求更 尚。
[0003] 光学透明胶带可以做到很低粘接收缩性，例如CN203065389U公开的光学透明胶 带，因此在单片玻璃直接粘接IXD显示屏上应用广泛。但是，由于其对贴合工艺要求比较苛 亥IJ，特别是大屏触摸面板，无法解决工艺中气泡和异型材的贴合问题。
[0004] 聚丁二烯橡胶体系的液态光学透明胶，例如CN102732183A公开的光学透明胶，可 以满足大屏粘接的要求，并且在组分设计中降低收缩率还能满足单片玻璃贴合工艺的要 求。然而，对于单层玻璃贴合工艺，仍然存在返修困难，返修良率偏低的问题，从而大大浪费 了LCD模组。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的问题，提供一种光学透明胶组合物，包括以下 重量百分比的组分：
[0006]A)硫醇改性聚氨酯丙烯酸酯，30-60%;
[0007]B)低玻璃化温度的柔性组分，30-60%;
[0008]C)活性稀释剂，10-30%;
[0009]D)光引发剂，1-5 %;
[0010]E)偶联剂，1-5 %;和
[0011] F)抗氧剂，0· 01-0. 5% ;
[0012] 其中组分A)至F)每个的重量百分比均基于组分A)至F)的总重计，且组分A)至 F)的重量百分比的总和为100%。
[0013] 本发明还提供所述光学透明胶组合物在电气领域和电子领域中的应用。
[0014] 本发明的光学透明胶组合物具有低硬度、低收缩率的特点，用于相应的产品中具 有柔软性、可剥离性、小收缩率、高可靠性、耐湿热性等优异特点，可广泛应用于电气领域和 电子领域。
【具体实施方式】
[0015] 在本发明中，如无特别说明，则所有操作均在室温、常压条件下实施；所有份数为 重量份数，百分比为重量百分比，比例为重量比。
[0016] 本发明的光学透明胶组合物，包括以下重量百分比的组分：
[0017]A)硫醇改性聚氨酯丙烯酸酯，30-60%;
[0018]B)低玻璃化温度的柔性组分，30-60%;
[0019]C)活性稀释剂，10-30%;
[0020] D)光引发剂，1-5 %;
[0021]E)偶联剂，1-5 %;和
[0022] F)抗氧剂，0· 01-0. 5% ;
[0023] 其中组分A)至F)每个的重量百分比均基于组分A)至F)的总重计，且组分A)至 F)的重量百分比的总和为100%。
[0024] 本发明的光学透明胶组合物具有低硬度、低收缩率的特点，用于相应的产品中具 有柔软性、可剥离性、小收缩率、高可靠性、耐湿热性等优异特点。
[0025] 其中所述组分A)的硫醇改性聚氨酯丙烯酸酯，硫醇的光学特性和柔性使得对应 的低聚物A)具有优良的光学特性，同时硫醇的可剥性能优异也使其胶组合物的返修效果 优异。
[0026] 在一个实施方案中，所述组分A)的数均分子量为2, 000-8, 000。
[0027] 在一个具体的实施方案中，所述组分A)是由硫醇与末端含有异氰酸酯基团的直 链分子扩链反应制备。
[0028] 在一个优选的实施方案中，所述末端含有异氰酸酯基团的直链分子为二元醇与环 状二异氰酸酯反应获得的产物。在优选的实施方案中，所述二元醇与环状二异氰酸酯以摩 尔比1:1. 5-2. 5反应，特别地，摩尔比优选1:2。
[0029] 其中采用的异氰酸酯可为：异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)、4, 4-二环己基甲烷二异 氰酸酯（HMDI)、甲苯二异氰酸酯（TDI)、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)、六亚甲基二异 氰酸酯（HDI)等。为提高组合物的耐黄变性能，优选脂肪族异氰酸酯IPDI、HDI和HMDI。 其中所述二元醇可为：聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇等。为 提升耐湿热性能和降低粘度等性能，优选聚酯二元醇和聚己内酯二元醇，更优选聚己内酯 二元醇。所述二元醇的数均分子量可为1，000-6, 000,例如为1，000、2, 000、3, 000、4, 000、 6, 000,优选数均分子量为低分子量1，000的二元醇以降低粘度。硫醇可选用二官能硫醇 (例如1，6-己二硫醇）、三官能硫醇（例如三羟甲基丙烷缩三（3-巯基丙酸酯））和四官 能硫醇（例如季戊四醇缩四（3-巯基丙酸酯）），优选低官能和低气味的三羟甲基丙烷缩三 (3-巯基丙酸酯）。
[0030] 上述的扩链反应发生后，新生成的分子链两端的异氰酸酯基团用（甲基）丙烯酸 羟基酯封端。其中采用的（甲基）丙烯酸羟基酯例如为：（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基） 丙烯酸羟丙酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸、季戊四醇三丙烯酸酯等。
[0031] 在一个具体的实施方案中，所述组分A)的合成包括以下步骤：采用适合于生产具 有优异光稳定性的聚氨酯材料的异氰酸酯，例如脂环族异氰酸酯，具体例如异佛尔酮二异 氰酸酯（iroi)和4,4_二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI)，与扩链剂例如环状三官能团的硫 醇进行扩链后形成聚氨酯预聚体。实例获得的产物经测试折射率达到1.505。
[0032] 在一个优选的实施方案中，所述组分A)的合成包括以下步骤：异佛尔酮二异氰酸 酯（iroi)和/或4, 4-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI)、数均分子量为1000-6000的聚己 内酯二元醇与扩链剂环状三官能团的硫醇进行扩链后形成作为组分A)的低聚物。
[0033] 例如，合成具体过程如下：分子量为4, 000、2, 000、1，000的聚己内酯二元醇分别 与HMDI按摩尔比2. 1:1，在85°C在有机锡催化剂下反应1. 5h;然后降温至室温25°C，添加 ΙΗΠ，其与所述二元醇的摩尔比为2. 5:2. 1，在85°C下反应1. 5h;再添加巯基化合物（例如 1，2-苯二硫醇、1，8-辛二硫醇、2, 5-二巯基-1，3, 4噻二唑、1，6-己二硫醇等），其与所述二 元醇的摩尔比为1:2. 5,在100°C下反应12h;然后冷却到50°C添加甲基丙烯酸-2-羟基乙 酯（HEMA)，其与所述二元醇的摩尔比为1. 25:2,升温到85°C反应4h后，冷却出料，获得组分 A)的低聚物Al、A2和A3,分子量分别为8, 000、4, 000、2, 000。
[0034] 其中所述组分B)低玻璃化温度的柔性组分为软化成分，基于塑料增塑改性原理， 使用低玻璃化温度（Tg)树脂取代限制使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂改进柔软性。其使用 惰性材料来降低固化体系的Tg，从而改善柔顺性，同时解决了产品在体系中防析出的问题。
[0035] 在一个优选的实施方案中，所述组分B)为惰性石油树脂、萜烯树脂和丁二烯树脂 中的一种或多种。例如可选用屬烯树脂、C5 (美国Escorez1102)、C9 (兰州石化FST-120)、 氢化C5 (兰州石化LH110-1)、氢化C9 (启明化工QM-100AS)、惰性树脂6043 (瑞士RAHN)、 6083 (瑞士RAHN)、聚丁二烯衍生物和聚异戊二烯的衍生物等不饱和或饱和树脂作为柔性 链段。优选聚丁二烯衍生物。
[0036] 其中所述组分C)活性稀释剂不仅能降低体系粘度还能参与固化反应，保持了固 化产物的性能。在一个实施方案中，所述组分C)为环状高折射率的丙烯酸酯单体（优选其 折射率为1. 3-1. 7,更优选为1. 4-1. 6)或取代或未取代的环状丙烯酸酯单体（优选其环碳 原子数为3-8个，更优选为5~7个）。在一个优选的实施方案中，所述环状高折射率的丙 烯酸酯单体或长链的环状丙烯酸酯单体为单官能和二官能的单体。
[0037] 所述组分C)例如可为：乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯（Ε0Ε0ΕΑ)、丙烯酸异冰片 酯（ΙΒ0Α)、甲基丙烯酸羟丙酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（PEG#200)、琥珀酸单[2-(2-甲 基-丙烯酰基）氧丁乙基]酯、（10)丙氧化双酚A二丙烯酸酯等中的一种或几种。高折射 率产品以其环状结构而使硬度偏高，而本组合物要求固化硬度极低。这个过程中选择合适 的搭配考虑的因素有：固化速度一致性、与体系的相容性、耐湿热优异性、无气味无刺激性。 本发明在确保产品固化后折射率的条件下，还要考虑产品的柔韧性，因此选择高折射率与 低折射率材料搭配使用的活性单体。特别优选搭配的活性单体为：（10)丙氧化双酚A二丙 稀酸酯（n= 1. 5112)和高透明度材料甲基丙稀酸轻丙酯（HPMA)(n= 1. 4489)。
[0038] 其中所述组分D)光引发剂为本领域技术人员已知的那些能达到相应功能的任何 光引发剂，优选为紫外光引发剂。在一个实施方案中，所述组分D)为自由基型光引发剂。在 一个优选的实施方案中，所述自由基型光引发剂为裂解性光引发剂。
[0039] 所述组分D)光引发剂例如可为：184(1-羟基环己基苯基甲酮）、819(1_羟基环己 基苯基甲酮）、1173(2_羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）、BP(二苯甲酮）、379(2-(4_甲基苄 基）-2-(二甲基氨基）-1- (4-吗啉苯基）-1- 丁酮）、369 (2-苄基-2-二甲基氨基-1- (4-吗 啉苯基）丁酮）、907 (2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-吗啉基-1-丙酮）、ITX(2-异丙基硫 杂蒽酮）、1108 (2, 4, 6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦）、651 (安息香双甲醚）等，其中优 选裂解型的184、1108、1173和651。
[0040] 其中所述组分E)偶联剂为本领域技术人员已知的那些能达到相应功能的任何偶 联剂。优选硅烷偶联剂，其可提升体系的耐湿热性能。
[0041] 所述组分E)偶联剂例如可为：KH-550(3-氨丙基三乙氧基硅烷）、ΚΗ-560(γ- (2, 3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷）、ΚΗ-570 (γ-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷）、 Ζ-6032 (道康宁）、Ζ-6300 (道康宁）、Ζ-6076 (道康宁）等，其中优选相容性好的ΚΗ-560或 ΚΗ-570〇
[0042] 其中所述组分F)抗氧剂为本领域技术人员已知的那些能达到相应功能的任何抗 氧剂。
[0043] 所述组分F)例如可为：四[β_(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇 酯、2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三 (2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、Ν，Ν-双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己 二胺、2, 2-亚甲基双（