专利名称：可辐射或者热固化的氧杂环丁烷防渗密封胶的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电子和光电子器件中的防渗密封胶、粘合剂、密封剂和涂料。(如 在本说明书和权利要求中的应用，粘合剂、密封胶、密封剂和涂料是相似的材料，它们都具 有粘合、密封和涂覆的特性和功能。当提及其中任何一个时，其它的也被认为包括在内。)
背景技术：
在过去的三十年里，作为涂料、粘合剂和密封胶的辐射固化材料的应用增加，这是 因为其具有固化过程中的低能耗，通过自由基或者阳离子机制的快速固化速度，低固化温 度，可固化材料来源广以及得到不含溶剂的产品等优点。这些优点使得此类产品特别适合 于快速粘着和密封的电子和光电子器件，所述电子和光电子器件对温度敏感或者不适宜耐 受拉长的固化时间。光电子器件尤其常常对热敏感，并且经历很短时期的固化后可能需要 进行光学调准和空间固定。许多光电子器件也是湿气敏感或者氧敏感的，在它们起作用的寿命中，必须免于 暴露。一种普通的方法是将器件密封在上面放置有该器件的不渗透的基底与不渗透的玻璃 或金属盖之间，然后用辐射固化粘合剂或密封胶，将盖的周边密封或粘着至底部的基底。此封装体几何学的普通展示示例于
图1，其公开了可辐射固化周边密封胶(1)将 金属盖或玻璃盖(2)粘合到有机发光二极管(OLED)组(3)上的应用，所述有机发光二极管 制造在玻璃基底⑷上。尽管存在多种构造，但典型的器件也含有阳极(5)、阴极(6)和位 于有机发光二极管像素/器件与外部电路(7)之间的一些形式的电互联。为了本发明的目 的，除了并入粘合剂/密封胶材料如周边密封胶(1)的情况之外，对特定的器件几何学没有 规定或要求。在许多构造中，关于图1中的实例，玻璃基底和金属/玻璃盖基本上是不渗透氧气 和湿气的，密封胶是包围该器件的、具有可感知渗透性的唯一材料。对于电子和光电子器件 而言，透湿性通常比氧渗透更关键；因此，对防氧要求的严格性要低些，而周边密封胶的防 湿特性对于成功的器件性能而言则是关键的。好的防渗密封胶将表现出低的体透湿性(bulk moistur印ermeability)、优良的 粘合和坚固的界面粘合剂/基底相互作用。如果基底与密封胶界面的质量差，则该界面可 能发挥不坚固边界的功能，这使得水分快速进入器件中，而不管密封胶的体透湿性如何。如 果该界面至少和体密封胶一样连续，那么典型地，湿气的渗透将由密封胶本身的体透湿性控制。人们必须要检查透湿性(P)作为有效防渗特性的量度，而不仅仅是水蒸气透过速 率(WVTR)，记住这一点很重要，因为后者没有被归一化为定义的渗透路径厚度或路径长度。 一般而言，渗透性定义为WVTR乘以单位渗透路径长度，因此，它就成为评价密封胶是否本 质上是一种优良的防渗材料的优选途径。表达渗透性的最普通的途径是渗透性系数(permeabilitycoefficient)(例如 g·密耳/(IOOin2 ·天.atm))或者渗透系数(permeationcoeff icient)(例如，在特定温度 和相对湿度下的g ·密耳/ (IOOin2 天))，前者可用于任一组实验条件，后者必须在实验条 件下被引用，以便定义存在于防渗材料中的渗透剂的分压/部分浓度。一般而言，渗透剂通 过一些防渗材料的渗透(渗透性，P)可以描述为扩散项(D)与溶度项(S)的乘积P = DS0溶度项反映了防渗材料对渗透剂的亲和力，而且与水蒸气相关，低S项来自疏水 材料。扩散项是渗透剂在防渗基体中的流动性的量度，其与防渗材料的特性，如自由体积和 分子流动性直接相关。低D项常常来自高度交联或者结晶材料(与较少交联或者无定形类 似物相比)。当分子运动增加时(例如当温度增加时，特别是超过聚合物的玻璃化转变温度 Tg时)，渗透性将显著增加。可制造改良的防渗物的逻辑化学方法必须考虑影响水蒸气和氧气渗透性的这两 个基本因子(D和S)。叠加在这些化学因子上的是物理变量长渗透路径和无缝隙的粘合 层(粘合剂在基底上的润湿性好)，这些能改善防渗性能，并且在任何可能的情况下应当被 应用。理想的防渗密封胶将展示低的D和S项，同时对所有的器件基底提供很好的粘附能 力。要获得高性能的防渗材料(barrier material)，仅仅具有低溶度(S)项或者仅仅 具有低扩散系数(D)项是不充分的。可以在普通的硅氧烷高弹体中发现典型的实例。这些 材料疏水性很强(低溶度项，S)，然而由于Si-O键旋转不受阻碍，使得其具有高分子流动性 (这产生了高扩散系数项D)，因此它们是很差的防渗材料。因此，许多仅仅疏水的体系，尽 管它们表现出低的水分溶度这样的事实，然而却不是好的防渗材料。低的水分溶度必须与 低的分子流动性相结合，并因此与低的渗透流动性或者扩散系数相结合。对于可固化为固体密封胶的液体材料，如本发明的组合物，固化基体内低分子流 动性的获得是通过高交联密度、微结晶度或者基体交联部分之间的分子骨架的紧密堆积达 到的。
附图简述图1是一种周边密封的光电子器件。发明概述本发明人发现，通过将氧杂环丁烷树脂和阳离子引发剂掺入到防渗组合物中，某 些树脂和树脂/填料系统可提供出色的防渗性能，特别是针对湿气的防渗性能。所述氧杂
环丁烷树脂一般具有氧杂环丁烷化合物所具有的结构二其中
选自氢，以及烷基、卤代烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、酯、硫酯和硫化物基团。这些防渗材料 (barrier material)可以独立使用或者与其它可固化树脂和各种填料联合使用。获得的组合物表现出商业可接受的固化速率、高交联密度与分子堆砌之间的平衡(低渗透流动性 /扩散系数项，D)、疏水性(低水溶度项，S)和粘合性(坚固的粘合剂/基底界面)，从而使 得它们有效用于在密封和封装电子器件、光电子器件和MEMS(微机械电子系统)器件。发 明详述本发明是阳离子可固化防渗密封胶，其基本是由(a)氧杂环丁烷化合物和(b)阳 离子引发剂组成的。该防渗粘合剂或者密封胶可选地含有(c) 一种或者多种填料以及可选 地含有(d) —种或者多种助粘剂或者一种或多种环氧树脂。当一种或多种环氧树脂存在 时，优选地，它们选自双酚F 二环氧甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、酚醛缩水甘油醚和卤 代缩水甘油醚，尽管也可以使用其它的环氧树脂。阳离子光敏引发剂的使用产生了可辐射 固化配方；然而，能在室温或者升高的温度下引发聚合的阳离子催化剂的应用，可被用于热 固化。得到的组合物适合用于密封和封装电子和光电子器件。在本说明书中，术语辐射用来描述光化电磁辐射。光化辐射被定义为诱导材料中 的化学变化的电磁辐射，就本说明书的目的，其也包括电子束固化。在大多数情况下，波长 在光谱的紫外(UV)和/或可见区域内的电磁辐射最有用。在本说明书中，术语氧杂环丁烷化合物是指任何含有氧杂环丁烷官能度的小分子、低聚物或者聚合物。氧杂环丁烷化合物一般具有结构
其中R1、R2>R3> R4> R5和R6选自氢及烷基、卤代烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、酯、硫酯和硫化物基 团。在一个实施方式中，氧杂环丁烷化合物选自具有下列结构的氧杂环丁烷化合物 在另一个实施方式中，氧杂环丁烷化合物将含有芳香核，在该化合物上， 芳香核彼此在间位发生取代，芳香核被氧杂环丁烷官能度间位取代，以及芳香核 被另外的可聚合官能度间位取代。该实施方式中，氧杂环丁烷化合物具有结构
其中R7、R8、R9、R1Q和R11独立地选自氢、烷基、卤代烷基、
烷氧基、芳氧基、芳基、烷酰基和芳酰基基团；η = 0、1、2、3或4 ；Z是阳离子活性官能度，它 选自如下基团，但不限于此羟基-OH乙烯基醚-O-CH
=CH-R12脂肪族环氧
缩水甘油醚氧杂环丁烷基甲基醚
独立地选自氢、烷基、卤代烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、烷酰基和芳酰基基团；R13是连接基，
选自烷基、卤代烷基、芳基、醚、硫醚、酯、硫酯、硅烷、碳酸酯或者酮。 满足上述描述的示例性氧杂环丁烷化合物包括，但不限于，
R和R’独立地选自直链烷基、支链烧
基、环烷基、芳基、杂芳基、硅烷或者硅氧烷基团；R”独立地选自氢、烷基、卤代烷基、烷氧基、 芳氧基、芳基、烷酰基和芳酰基基团；X是反应基，独立地选自缩水甘油基环氧、脂族环氧和 脂环系环氧；氧杂环丁烷；乙烯基、丙烯基、丁烯基、烯丙基和炔丙基醚以及这些基团的硫
和 在另一个实施方式中，氧杂环丁烷化合物是杂化化合物，其具有氧杂环 丁烷和延伸自脂环族骨架的第二活性官能度。一般而言，这种化合物具有结构
其中L、L’、L”和L”’是连接基，它们独立地选自下列基团
O
Il
——O 一
-N. H
O
Il
-C-
O
Il
——
NH
/
O = C
\
NH
和
H N醚；丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；衣康酸酯；顺丁烯二酰亚胺；顺丁烯二酸酯、延胡索酸酯和 肉桂酸酯；苯乙烯类；丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；查耳酮；硫醇；烯丙基、烯基和环烯基基 团。n、k、l、n，、k，和1’等于0或者1 ;y是1至10。 上述结构中的n、k和1为0并且X为环氧形式时，X可以通过直接键附着至脂环 族骨架上，或者可以是脂环族骨架的一部分。脂环族杂化化合物的示例性实施方式包括但
类有机化合物，其含有连接起来形成的一个或多个环的碳和氢原子，这些化合物可以含有 其它原子，如卤素(如Cl、Br、I)、取代原子(如0、S、N)或者取代基团(如OR、SR、NR2,其 中R是直链或支链烷基，或者环烷基或芳基)。通常，脂环族树脂被定义为在它们的骨架中 含有基于碳环的环状结构的树脂，该碳环骨架可具有位于该骨架内的杂原子或者连接至该 骨架的杂原子。优选地，脂环族树脂骨架主要由碳原子、氢原子和卤素原子构成。对本发明的辐射固化防渗材料中引发剂的选择是辐射固化领域的技术人员所熟 悉的。对光固化来说，固化引发剂为光敏引发剂。对合适的光引发剂的选择高度取决于防 渗密封胶将要被使用的具体应用。合适的光敏引发剂是这样的光敏引发剂其展现的光吸 收光谱不同于该辐射可固化体系中的树脂、填料和其它添加剂。如果密封胶必须透过覆盖 物或基底进行固化，那么光敏引发剂将是一种能够吸收在可透射覆盖物或基底的波长下的 辐射的物质。例如，如果防渗密封胶要经过钙钠玻璃盖板进行固化，在约320nm以上，光敏 引发剂必须具有显著的紫外吸收。低于320nm的紫外辐射将被钙钠玻璃盖板吸收并且不能 到达光敏引发剂。在这个实例中，将光敏引发剂和光敏剂包括在光引发体系中将是有利的， 从而增加能量向光敏引发剂的传递。示例性阳离子光敏引发剂公开在Ionic Polymerizations andRelated processes,45-60,1999, Kluwer Academic Publishers ；Netherlands ；J.Ε.Puskas 中。优 选的阳离子光敏引发剂包括二芳基碘鐺盐和三芳基锍盐。公知的商业可得的实例包括 UV9380C(GE silicones)、PC2506(Polyset)、SR1012(Sartomer)、Rhodorsil 2074(Rhodia) 和UVI-6974(Dow)。二芳基碘鐺盐的优选敏化剂是异丙基噻吨酮(在此称为ITX，经常以 2-和4-异构体的混合物出售)和2-氯-4-丙氧基噻吨酮。对于特定的固化几何学和树脂 系统的有效阳离子光引发体系的选择是阳离子UV固化领域的技术人员已知的，并且不局 限于本发明的范围内。较不常见的引发系统，如热产酸(thermally generated acid)也被考虑，在这些情况下，这些催化剂、引发剂和固化剂也是合适的。示例催化剂包括布朗斯台德酸 (Brc^nsted acids)、路易斯酸(Lewis acids)和潜在热酸生成剂(latent thermal acid generator)。布朗斯台德酸和路易斯酸的代表性实例可以从文献来源如Smith，Μ. B.和 March, J.主编的第五版《March’s Advanced Organic Chemistry,Reactions,Mechanisms, and Structures)) (2001，John ffiley&Sons, Inc.，New York, NY. 327-362)中找到。潜在 热酸生成剂的实例包括但不局限于二芳基碘鐺盐、苄基锍盐、苯酰基锍盐、N-苄基吡啶盐、 N-苄基吡嗪盐、N-苄基铵盐、鳞盐、 井盐、硼酸铵盐等。 常用的填料包括但不限于石英粉、熔凝硅石、无定形二氧化硅、滑石、玻璃珠、石 墨、炭黑、氧化铝、粘土、云母、蛭石、氮化铝和一氮化硼。包括银、铜、金、锡、锡/铅合金和 其它合金在内的金属粉和片也被考虑。也可以使用有机填料粉末如聚四氯乙烯、聚氯三氟 乙烯和聚偏氯乙烯。也可以使用作为干燥剂或者氧清除剂的填料，包括但不限于Ca0、Ba0、 Na2SO4, CaSO4, MgS04、沸石、硅胶、P205、CaCl2 和 A1203。 向备有回流冷凝器、机械搅拌器的250mL三颈圆底烧瓶中，加入12. Og NaOH (0. 3mol)、0· 6g n-Bu4N+Br" (0. 0019mol)、30· Og 3-甲基-3-羟甲基-氧杂环丁烧 (0. 29mol)、25. Oga，α，-二溴间二甲苯(0. 095mol)和 IOOmL 甲苯。使反应达到 110°C，反 应3. 5小时。过滤收集有机相，去除溶剂。将浅黄色的粗产物再次溶于200mL的甲苯中，用去 离子水洗三次。经硫酸镁干燥后，使甲苯溶液通过中性氧化铝短柱，以除去痕量的铵盐相转 移催化剂。最后，用旋转蒸发仪和Kugelrohr去除溶剂，通过蒸馏纯化样品。1H NMR(⑶Cl3) δ ppm 1. 36 (6H)，3. 56 (4H)，4. 38-4. 55 (8H)，4. 60 (4H)，7. 18-7. 38 (4H)。实施例2.合成氧杂环丁烷3，3' -[1，4_亚苯基二(亚甲基氧亚甲基)]二 [3-甲采用实施例1的反应条件，除了用25. Og α , α ’-二溴对二甲苯(0. 095mol)代替 25. Oga，α，-二溴间二甲苯(0. 095mol)之外。1H NMR(CDCl3) δ ppm 1. 36 (6H)，3. 55 (4H)， 4. 37-4. 55 (8H)，4. 59 (4H)，7. 36 (4H)。实施例3.合成氧杂环丁烷3，3' -[1，3_亚苯基二(亚甲基氧亚甲基)]二 [3-乙 采用实施例1的反应条件，除了用34. Ig 3-乙基-3-羟甲基-氧杂环丁 烷(0. 29mol)代替30. Og 3-甲基-3-羟甲基-氧杂环丁烷(0. 29mol)之外。1H NMR(CDCl3) δ ppm 0. 87-0. 91 (6H)，1. 77-1. 83 (4H)，3. 61 (4H)，4. 40-4. 49 (8H)，4. 59 (4H)， 7. 28-7. 38 (4H)。
实施例4.合成氧杂环丁烷3，3' -[1，4_亚苯基二(亚甲基氧亚甲基)]二 [3-乙 采用实施例3的反应条件，除了用25. Oga，a，- 二溴对二甲苯(0. 095mol)代 替 25. Oga，α，-二溴间二甲苯(0. 095mol)之外。1H NMR(CDCl3) δ ppm 0. 89-0. 92 (6H)， 1. 77-1. 83 (4H) 3. 61 (4H)，4. 40-4. 49 (8H)，4. 58 (4H)，7. 34 (4H)。实施例5.氧杂环丁烷基防渗密封胶1将来自实施例3的氧杂环丁烷、光引发体系(阳离子光敏引发剂和ITX)放在塑料 罐中，用涡旋混合器搅拌一小时直至澄清。然后向该罐中加入微米级二氧化硅和纳米二氧 化硅流变改性剂，并用涡旋混合器搅拌另外一小时。形成的糊状物用陶瓷三辊碾磨机进一 步混合，并在真空室中脱气。组分及重量份数公开在表1中。 配方被充分混合后，将l_2g的配方材料放在涂敷TEFLON的铝板上。使用八路 径可变式刮刀制成均勻厚度的膜。然后将样品放置在Dymax固定固化装置内，用中压汞 灯固化 70 秒(3. 3J/cm2UVA)。用 UV Power Puck 高能 UV 辐射计(EIT Inc.，Sterling, VA)测量在样品表面上的辐照度，分别为47 (UVA)、32 (UVB)、3 (UVC)、35 (UVV) mff/cm2。用 Mocon Permeatran 3/33测量上述膜的透湿系数(50°C，100%相对湿度)，其为3. Ig 密耳 /IOOin2 · day ο通过将两片带(约5密耳)应用在在涂敷TEFLON的铝板上，间隔大约0. 25英寸， 测试粘合性能。用刀片，在所述带之间，将配方刮制成膜。将玻璃片和芯片(die)用异丙醇 擦干净，在异丙醇中超声处理10分钟。将玻片和芯片从异丙醇中取出并风干，之后进行5分 钟的紫外臭氧净化。然后将芯片放在配方的膜上，轻轻拍打以使整个芯片润湿。将芯片从配 方涂料中取出并放在玻片上。轻轻拍打芯片，以使配方打湿芯片与玻片之间。在Dymax UV 固化装置中以3. 3J/cm2UVA固化密封胶配方。使用装备有IOOkg压头和300密耳芯片工具 (dietool)的 Royce Instrument 552100K，测量固化样品的剪切粘合力(shearadhesion)。 发现粘合力为44. 7士 1.6kg。在另一个实施方式中，阳离子固化防渗组合物将进一步必要地包括助粘剂，优选为硅烷助粘剂。通过向表1的配方中添加3. 5wt% WSilquest A-186硅烷(基于总配方)， 研究添加硅烷助粘剂的影响。发现固化样品(3. 3J/cm2UVA)的透湿(系数)为3. Ig ·密耳 /IOOin2 ·天，芯片剪切为17.0士4. 0kg，这对一些商业上的应用而言是足够的。实施例6.氧杂环丁烷基防渗密封胶2氧杂环丁烷树脂可以与板填料如滑石结合，以降低透湿性。制备与实施例5相似 的配方。组分及重量份数公布在表2中。以6. 0J/cm2UVA固化后，在50°C，100%的相对湿 度下，渗透系数为4. 2g ·密耳/IOOin2 ·天。
实施例7.芳香族环氧_氧杂环丁烷杂化物的合成及性能 在配有冷凝器和机械搅拌器的IOOOml四颈圆底烧瓶中，组合3_羟基苄醇(24. Sg, 0. 2mol)、3-甲基-3-溴甲基氧杂环丁烷(36. 3g，0. 22mol)、碳酸钾细粉(30. 4g，0. 22mol) 和200mL 丁酮。在油浴中搅拌下将反应加热到65°C，继续加热和搅拌，共反应5天。过滤掉 固体，液体部分用3% NaOH水溶液洗，之后用水冲洗。用旋转蒸发仪去除溶剂，获得低粘度 的液体。在配有冷凝器和机械搅拌器的IOOOml四颈圆底烧瓶中，使该液体(40. 0g， 0. 19mol)与烯丙基溴(36. 3g，0. 3mol)、Na0H(12. 0g，0. 3mol)、溴化四 丁基铵(0. 82g, 0. 0025mol)和IOOmL甲苯结合。搅拌下使反应加热到65°C，10分钟内颜色从褐色转变为橙 色。继续搅拌加热过夜。最后，过滤掉固体，去除甲苯，得到烯丙基化的氧杂环丁烷产物，将 其通过真空蒸馏纯化。在配有机械搅拌器和温度计的500ml四颈圆底烧瓶中，通过结合溶于225mL的二 氯甲烷的17. 5g(0. lmol)的3-氯过苯甲酸，进行烯丙基化氧杂环丁烷的环氧化作用。将该 烧瓶在冰/水浴中冷却到0°C，并在2. 5小时内，滴加溶于50mL CH2Cl2中的20. 5g上述烯 丙基氧杂环丁烷产物。1小时后将烧瓶加热到室温，并连续搅拌3天。过滤掉固体，获得澄 清的橙色液体。用饱和NaHCO3水溶液洗涤CH2Cl2溶液，然后用水洗3次。收集有机层，经硫酸钠干燥。旋转蒸发除去CH2Cl215 155°C /147微米下真空蒸馏， 获得1.5g纯的杂化环氧-氧杂环丁烷产物。该产物为澄清的无色液体。1H NMR(⑶Cl3) δ ppm 1. 45 (3H)，2. 61-2. 82 (2H)，3. 19 (IH)，3. 43-3. 80 (2H)，4. 04 (2H)，4. 45 (2H)，4. 46-4. 58 (2H)，4. 62-4. 64 (2H)，6. 86-6. 95 (3H)，7. 25-7. 29 (IH)。将产物与光引发体系 (2. Owt%的阳离子光敏引发剂SR1012和0. 12% ITX)混合，以3. 3J/cm2UVA固化。固化后 的膜在50°C，100%相对湿度下的渗透为6. 3g ·密耳/IOOin2 ·天。
实施例8.脂环族环氧-氧杂环丁烷杂化物的合成及性能 向配有机械搅拌器和冷凝器的500ml四颈圆底烧瓶中，加入150. Og(0. 2mol)羟 基环戊二烯(TCI America)、165. Og(0. 24mol)3-甲基-3-溴甲基氧杂环丁烷(Chemada)、 9. 6g(0. 24mol)氢氧化钠、0. 64g(l. 0% mol)溴化四丁基铵(TBAB)和IOOmL甲苯。将该反 应混合物在油浴中在80°C下加热2小时，然后升高温度至110°C保持24小时。加入另外 26. 4g(0. 16mol)3-甲基-3-溴甲基氧杂环丁烷、6. 4g(0. 16mol)氢氧化钠和0. 64g TBAB，并 继续搅拌24小时。过滤混合物，旋转蒸发除去甲苯，并通过真空蒸馏分离氧杂环丁烷产物。接下来，在配备有机械搅拌器和温度计的500mL圆底烧瓶中，结合 13. 8g(0. 061mol)77%的间氯过苯甲酸(mCPBA)和200mL 二氯甲烷，以形成0. 4M的溶液，并 在冰/水浴中冷却至0°C。用另外的漏斗，将溶于65mL 二氯甲烷的12. 3g(0. 0525mol)上述 氧杂环丁烷产物在1. 5小时内逐滴加入到mCPBA溶液中。将该混合物加热到室温并使其再 搅拌24小时。反应后，过滤混合物，用70mL饱和NaHCO3溶液洗二氯甲烷溶液，然后用70mL水 洗3次。收集有机层，经硫酸钠干燥，通过旋转蒸发除去二氯甲烷。真空蒸馏产生期望 的无色液体产物，其收率为 10. 5 %。1HNMr(CDCI3) 5ppm 1. 29 (3H)，1. 27-2. 32 (IlH)， 3. 24-3. 41 (2H)，3. 43-3. 50 (2H)，4. 32-4. 34 (2H)，4. 46-4. 50 (2H)。将树脂与光引发体系 (2. Owt %的阳离子光敏引发剂SRlO 12和0. 24wt %的ITX)结合。配方被适当固化，在50°C， 100%相对湿度下，透湿系数为6. 6密耳· g/100in2 ·天。实施例9.芳族取代对渗透系数的影响实施例1-4中的氧杂环丁烷各与光引发体系(2wt%的光敏引发剂GE 9380C)混 合，以6. 0J/cm2UVA固化，之后在175°C退火1小时。测量固化膜的渗透系数，报告在表3中。 如数据表明，实施例1和3中的间位取代的氧杂环丁烷是比实施例2和4中的其对位取代 的相似物更好的防潮材料。将实施例3中的氧杂环丁烷与芳族环氧(ΕΡ0Ν 862)的50 50 (wt/wt)溶液—— 使用2wt%的阳离子光敏引发剂(UV 9380C)——的渗透系数同实施例4中氧杂环丁烷的渗 透系数进行了比较。再次，间位取代的氧杂环丁烷配方产生更低的渗透系数。如表3所示， 通过选择不同的环氧树脂，人们也可以调整固化样品的防潮性能。在下面的配方中，溴化BPADGE是溴化双酚A 二环氧甘油醚，
它具有结构
0 EPON 862 具有
结构
EPON 828 具 有 结 构
实施例10.含不同填料的氧杂环丁烷/环氧掺合物在该实施例中，测试和比较了含不同填料的环氧/氧杂环丁烷配方。结果报告在 表4中，这些结果表明，通常，基于相同的重量，片状的填料(表4中的配方A、B、C)如滑石 在减少湿度渗透方面的性能好于纳米二氧化硅填料(配方D)。这些结果进一步表明，当用 在阳离子可UV固化体系中时，与配方E中的芳族EPON 828相比，配方D中的芳族环氧EPON 862是一种更好的防渗材料。也可能同时使用滑石和二氧化硅来获得更好的防渗性能，如配 方F和G中所示。当用微米级二氧化硅代替纳米二氧化硅时，观察到渗透性无差异。
15表4.含不同填料的氧杂环丁焼/环氧掺合物的渗透系数 实施例11.氧杂环丁烷/乙烯基醚配方 在可UV固化阳离子配方中，氧杂环丁烷可以与稀释剂如乙烯基醚混合。在该实施 例中，具有下面结构的脂环族乙烯基醚(CAVE)被用作为活性稀释剂，所得配方展示了很低
的透湿系数。配方和数据报告在表5中。
实施例12.含有不同添加剂的氧杂环丁烷/环氧掺合物在可UV固化阳离子配方中，氧杂环丁烷/环氧树脂混合物也可以与稀释剂如乙烯 基醚或醇类掺合。配方和结果报告在表6中。用配备有紫外光源的Perkin Elmer差示扫 描量热仪 7 (Differential ScanningCalorimetry 7)测量固化速度。
实施例13.不同氧杂环丁烷/环氧比率的氧杂环丁烷/环氧/滑石配方的特点与 性能周边密封胶的UV固化速度和反应性能对产量很关键，并且许多显示应用通常要 求最少的热处理。UV固化动力学和热力学可使用差示光热测量法(“photo DSC”)测量。 一系列具有不同氧杂环丁烷/环氧比值的氧杂环丁烷/环氧/滑石配方的固化速度报告在 表7中。样品的测定用配备有汞弧灯紫外光源的的Perkin Elmer差示扫描量热仪7，在样 品上进行差示光热量法。透过涂有铟/锡氧化物(ITO)的钙钠玻璃，固化所有样品。每种树脂组合物含有氧杂环丁烷(0XT-121，Toagosei)、EPON 862芳族环氧、 35wt%的滑石(Mistrofil P403滑石)和2. Owt %的阳离子光敏引发剂(SR1012)与 0.21wt% WlTX的光引发体系(所有都基于总重)。对于每种防渗密封胶，记录从UV引发 到最大固化放热的时间，以及达到90%观察UV固化放热所需的时间。更短的时间达到峰和 更短的时间达到90%转化是良好固化性能的表示。如表所示，对于配方K、L、M，观察到良好的固化性能和强的芯片剪切粘合力，这些 配方的氧杂环丁烷/环氧的比值介于75 25和25 75之间。最显著的是，最快的UV固 化速度来自50 50的氧杂环丁烷与环氧摩尔比，其具有最尖且最窄的放热峰。另外，发现 富含氧杂环丁烷的配方(H，I)的芯片剪切粘合力优于富含环氧的配方(M，N)。 实施例14.含不同光敏引发剂的氧杂环丁烷/环氧掺合物的渗透性用几种阳离子光敏引发剂固化0XT-121氧杂环丁烷和EP0N862环氧的50/50 (wt/ wt)掺合物。结果报告在表8中，并表明，使用这些不同的光敏引发剂所得到的渗透性几 乎没有差别。光敏引发剂装载被归一化，以便使用等摩尔量的活性催化剂。锍盐催化剂为 NationalStarch and Chemical CompanyL。
使用氧杂环丁烷0XT-121和环氧EPON 862的50/50 (按重量计)掺合物，也研究 了不同水平的光敏引发剂SR 1012，结果报告在表9中。在实验误差内，光敏引发剂水平的 改变对密封胶的透湿性能没有显示显著的影响。这清楚地说明，密封胶的防渗性能主要由 树脂的选择控制，受固化方式的影响较小。 实施例15.氧杂环丁烷/环氧掺合物的热固化制备一系列氧杂环丁烷(0XT-121)和环氧(ΕΡ0Ν 862)树脂掺合物，并通过热固 化。利用DSC梯度法(DSC ramp)，将温度从室温以10°C /分钟升到300°C，不同重量比的氧 杂环丁烷和环氧掺合物被聚合。每种样品都含有2.0%的阳离子光敏引发剂(SR1012)。聚
20合的起始温度、峰温度和总热量报告在表10中。
表10.氧杂环丁烷/环氧掺合物的热固化
权利要求
一种阳离子可固化防渗组合物，主要包括(a)氧杂环丁烷化合物，所述氧杂环丁烷化合物具有脂环族骨架，在该化合物上，脂环族骨架被含有氧杂环丁烷官能度的基团以及含有可聚合官能度的另外基团取代，其中所述另外的可聚合官能度是羟基、乙烯基醚或环氧；(b)阳离子引发剂，(c)任选的一种或多种填料，(d)任选的一种或多种助粘剂，或者一种或多种环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的阳离子可固化防渗组合物，其中所述氧杂环丁烷化合物具有 结构 其中L、L’、L”*L”’是连接基，它们独立地选自下列基团 R和R’独立地选自直链烷基、支链烷基、环烷基、芳基、杂芳基、硅烷或者硅氧烷基团； R”独立地选自氢、烷基、卤代烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、烷酰基和芳酰基基团； X是反应基，独立地选自缩水甘油基环氧、脂族环氧和脂环系环氧；氧杂环丁烷；乙烯 基、丙烯基、丁烯基、烯丙基和炔丙基醚以及这些基团的硫醚；丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯； 衣康酸酯；顺丁烯二酰亚胺；顺丁烯二酸酯、延胡索酸酯和肉桂酸酯；苯乙烯；丙烯酰胺和 甲基丙烯酰胺；查耳酮；硫醇；烯丙基、链烯基和环烯基基团； n、k、l、n’、k’ 和 1’ 是O或 1 ； y是1至10。
3.根据权利要求1所述的阳离子可固化防渗组合物，其中所述氧杂环丁烷化合物具有 选自下列的结构
4.根据权利要求1 3的任一项所述的阳离子可固化防渗组合物，其中所述阳离子引 发剂是布朗斯台德酸、路易斯酸或者是光或热酸生成剂。
5.根据权利要求1 3的任一项所述的阳离子可固化防渗组合物，其中存在一种或者 多种填料。
6.根据权利要求1 3的任一项所述的阳离子可固化防渗组合物，其中存在一种或者 多种填料，所述填料选自石英，熔凝硅石，无定形二氧化硅，滑石，玻璃珠，石墨，炭黑，氧化 铝，粘土，云母，蛭石，氮化铝，一氮化硼；银，铜，金，锡，锡/铅合金，聚四氯乙烯，聚氯三氟 乙烯，聚偏氯乙烯，CaO, BaO, Na2SO4, CaSO4, MgSO4,沸石，硅胶，P2O5，CaCl2 和 Al2O30
7.根据权利要求1 3的任一项所述的阳离子可固化防渗组合物，其中存在一种或者 多种环氧树脂。
8.根据权利要求1 3的任一项所述的阳离子可固化防渗组合物，其中存在一种或者 多种环氧树脂，所述环氧树脂选自双酚F 二环氧甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、酚醛缩水 甘油醚和卤代缩水甘油醚。
9.根据权利要求1 3的任一项所述的阳离子可固化防渗组合物，其中助粘剂存在且所述助粘剂为硅烷。
10.一种电子或者光电子器件，其用根据权利要求1 3中的任一项所述的阳离子可固 化防渗组合物进行密封。
11.根据权利要求10所述的电子或者光电子器件，其中所述器件是有机发光二极管 (OLED)。
全文摘要
本发明涉及阳离子可固化密封胶，该密封胶固化后可提供低透湿性和良好的粘合强度。该组合物基本上是由氧杂环丁烷化合物和阳离子离子引发剂组成。
文档编号H01L51/52GK101891945SQ201010114768
公开日2010年11月24日 申请日期2006年4月3日 优先权日2005年4月4日
发明者孔胜前 申请人:汉高股份两合公司