一种有机硅压敏胶及其制备方法与流程

文档序号:18521755发布日期:2019-08-24 09:52阅读:433来源:国知局

本发明涉及有机硅压敏材料技术领域,特别涉及一种超低剥离强度的有机硅压敏胶及其制备方法。



背景技术:

有机硅压敏胶是一种新型的具有广阔发展前景的胶粘剂,它不仅具有压敏胶所必需的压敏性,还有许多其他材料难以具备的性能:(1)对高能和低能表面材料具有良好的粘附性,因此它对未处理的难粘附材料,如聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯等都有较好的粘接性能;(2)具有突出的耐高低温性能,可在-50~200℃之间长期使用,且在高温和低温下仍然保持其粘接强度和柔韧性;(3)具有良好的化学惰性,使用寿命长,同时具有突出的耐湿性和电性能;(4)良好的耐化学性能,及突出的耐溶剂性和电性能;(5)对金属无腐蚀;(6)介电性能良好。尤其是随着手机、oled显示屏等行业的迅猛发展,与之相关的配套行业-电子产品屏幕及相关保护膜和隔离膜行业也随之得到了快速发展。

传统上对压敏胶使用性能的评价标准主要是初粘力和持粘力,而对于手机、电子产品屏幕的保护和隔离粘性材料的隔离膜来说,更适用的评价方式是180°剥离强度、剥离强度稳定性、耐水煮老化性能等。

不同的电子产品和不同的显示基材以及不同的用途,对有机硅压敏胶的性能要求也不同,目前的有机硅压敏胶在高剥离力的技术方面已经取得了较大的进展,最高剥离力可达1800g/25mm左右,但达到稳定的低剥离,尤其是180°剥离力<0.8g的超低剥离力的有机硅压敏胶仍没有大规模的产品面世。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种有机硅压敏胶及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种有机硅压敏胶,包括基胶组份、催化剂组份、交联剂组份和锚固剂组份;

所述基胶组份的制备方法,包括以下步骤:将分子量为50~70万的乙烯基聚硅氧烷和分子量为5000~2万的乙烯基聚硅氧烷加入到反应釜中,再加入稀释剂到反应釜中且乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,再加入乙烯基聚硅氧烷总量的0.1~2%的碱性催化剂到反应釜中,在60~90℃和氮气保护的条件下在反应釜中反应2~6小时,再进行蒸馏除水,反应釜中加入0.04~0.4份抑制剂,搅拌均匀;

所述催化剂组份为铂含量2000~7000ppm的铂金属催化剂;

所述交联剂组份为氢基含量在1.0~1.6%氢基聚硅氧烷;

所述锚固剂组份为含有环氧基、醚基、酰氧基中的一种或多种的氢基聚硅氧烷。

作为本发明进一步的方案:还包括独立组份,所述独立组份按照重量份计包括基胶组份100份、催化剂组份为0.5~2份、交联剂组份为0.5~2份、粘接剂组份为0.5~1.5份。

作为本发明再进一步的方案:所述分子量为50~70万的乙烯基聚硅氧烷的乙烯基含量为0.15~0.6wt%;所述分子量为5000~2万的乙烯基聚硅氧烷的乙烯基含量为0.5~2.0wt%。

作为本发明再进一步的方案:所述乙烯基聚硅氧烷的结构式为:其中m,n为大于1的自然数。

作为本发明再进一步的方案:所述锚固剂组份的结构式为:其中r1和r2为h或烷基;x为环氧基、醚基或酰氧基;x,y均为自然数且1≤x≤7;1≤y≤4。

作为本发明再进一步的方案:所述抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基乙炔醇、乙炔基环己醇、甲基丁炔醇、3,5-二甲基-1-己炔基-3-醇、3-甲基-1-十二炔-3-醇中的其中一种或任意组合。

作为本发明再进一步的方案:所述稀释剂为易挥发性溶剂。

作为本发明再进一步的方案:所述易挥发性溶剂为石油醚、甲苯、二甲苯、溶剂油或乙酸乙酯。

作为本发明再进一步的方案:所述氢基聚硅氧烷的结构式为:其中r3,r4,r5,r6为h或甲基;k为大于等于0的自然数;j为大于等于0且小于2的自然数。

作为本发明再进一步的方案:所述碱性催化剂为氨水、四甲基氢氧化铵、六甲基二硅氮烷等的一种或几种。

一种上述有机硅压敏胶的制备方法,包括以下步骤:

1)制备基胶组份:将60~80份分子量为50~70万的乙烯基聚硅氧烷和20~40份分子量为5000~2万的乙烯基聚硅氧烷加入到反应釜中,再加入60~120份稀释剂,搅拌,使乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,加入乙烯基聚硅氧烷总量的0.1~2%的碱性催化剂,在60~80℃,氮气保护的条件下反应2~6小时,再升温至溶剂沸腾,蒸馏出反应出来的水,反应釜冷却,反应釜加入0.04~0.4份抑制剂,搅拌均匀,即为基胶组份;

2)压敏胶的配制:将100份基胶组份,加入50~150份稀释剂,搅拌均匀;再依次在搅拌的条件下缓慢加入0.5~2份交联剂组份,0.5~1.5份锚固剂组份和0.5~2份催化剂组份,全部加完后搅拌5~10min,压敏胶配制完成;

3)压敏胶的固化:将已经配制好的压敏胶涂覆在pet膜上,涂覆厚度根据具体要求确定,再放入120~150℃烘箱中固化1~2min或直接进入设置最高温度为不大于165℃的烘道中固化。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、有机硅压敏胶的超低剥离强度与本发明中所使用的乙烯基聚二甲基硅氧烷的分子结构和乙烯基含量有关,乙烯基聚二甲基硅氧烷的分子结构中的羟基数量越低,乙烯基含量越高,则180°剥离强度越低。但由于乙烯基硅油的合成过程中不可避免的会含有一定量的羟基,因而通过羟基的封端处理,可在一定程度上降低分子结构中的羟基含量。此外,乙烯基含量越高,交联密度越高,在进行粘接时对基材的180°剥离强度也会明显降低。但是由于乙烯基含量超过一定的比例,对基材的粘接力会明显下降,从而造成初始附着力偏低,水煮老化后脱胶或脱粉,因此,本发明将乙烯基的含量应控制在一定的范围内,既可保证具有稳定的低剥离强度,又保证初始附着力好,耐水煮老化性能优异;

2、乙烯基聚二甲基硅氧烷分子量分子链长对压敏胶的内聚强度有明显的影响,分子链越长,粘度越大,内聚强度越高。但分子量高会造成有机硅压敏胶的粘度偏高,从而导致操作性变差,因而本发明选用高低分子量搭配的乙烯基聚二甲基硅氧烷,可在保证有机硅压敏胶有良好的操作性的条件下,具有优异的本体内聚强度;

3、本发明中抑制剂采用四甲基四乙烯基环四硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基乙炔醇、乙炔基环己醇、甲基丁炔醇、3,5-二甲基-1-己炔基-3-醇、3-甲基-1-十二炔-3-醇等或其混合物,通过调节抑制剂的种类和含量,可达到常温储存时间长,加热后可快速固化的效果。尤其是炔醇类的抑制剂,都属于低温阻聚效果非常好、高温快速挥发的阻聚剂,在本发明中通过控制其添加量在0.04~0.2份,可使本发明产品在常温下8小时以内不会凝胶,而且能在120℃条件下快速挥发完而不影响固化;

4、本发明中的锚固剂为含有粘接基团环氧基、醚基、酰氧基的氢基聚硅氧烷,其特点是锚固剂既能参与压敏胶的交联反应,又能起到良好的界面粘接作用,不会因为水分的渗入而与压敏胶本体脱离,从而在水煮老化后不会出现发白发雾或脱胶的现象;

5、本发明有机硅压敏胶具有超低剥离力、剥离力稳定、耐高温高湿的特点,可广泛应用于电子产品保护膜和隔离膜等需要低剥离的相关领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例,对本发明中的有机硅压敏胶技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

一种有机硅压敏胶,包括基胶组份、催化剂组份、交联剂组份和锚固剂组份;

所述基胶组份的制备方法,包括以下步骤:将分子量为50~70万的乙烯基聚硅氧烷和分子量为5000~2万的乙烯基聚硅氧烷加入到反应釜中,再加入稀释剂到反应釜中且乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,再加入乙烯基聚硅氧烷总量的0.1~2%的碱性催化剂到反应釜中,在60~90℃和氮气保护的条件下在反应釜中反应2~6小时,再进行蒸馏除水,反应釜中加入0.04~0.4份抑制剂,搅拌均匀;还包括独立组份,所述独立组份按照重量份计包括基胶组份100份、催化剂组份为0.5~2份、交联剂组份为0.5~2份、粘接剂组份为0.5~1.5份。

所述催化剂组份为铂含量2000~7000ppm的铂金属催化剂;

所述交联剂组份为氢基含量在1.0~1.6%氢基聚硅氧烷;

所述锚固剂组份为含有环氧基、醚基、酰氧基中的一种或多种的氢基聚硅氧烷。

所述分子量为50~70万的乙烯基聚硅氧烷的乙烯基含量为0.15~0.6wt%;所述分子量为5000~2万的乙烯基聚硅氧烷的乙烯基含量为0.5~2.0wt%。

所述乙烯基聚硅氧烷的结构式为:其中m,n为大于1的自然数。

所述锚固剂组份的结构式为:其中r1和r2为h或烷基;x为环氧基、醚基或酰氧基;x,y均为自然数且1≤x≤7;1≤y≤4。

所述抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基乙炔醇、乙炔基环己醇、甲基丁炔醇、3,5-二甲基-1-己炔基-3-醇、3-甲基-1-十二炔-3-醇中的其中一种或任意组合。

所述稀释剂为易挥发性溶剂。

所述易挥发性溶剂为石油醚、甲苯、二甲苯、溶剂油或乙酸乙酯。

所述氢基聚硅氧烷的结构式为:其中r3,r4,r5,r6为h或甲基;k为大于等于0的自然数;j为大于等于0且小于2的自然数。

所述碱性催化剂为氨水、四甲基氢氧化铵、六甲基二硅氮烷等的一种或几种。

有机硅压敏胶的超低剥离强度与本发明中所使用的乙烯基聚二甲基硅氧烷的分子结构和乙烯基含量有关,乙烯基聚二甲基硅氧烷的分子结构中的羟基数量越低,乙烯基含量越高,则180°剥离强度越低。但由于乙烯基硅油的合成过程中不可避免的会含有一定量的羟基,因而通过羟基的烷氧基封端处理,可在一定程度上降低分子结构中的羟基含量。此外,乙烯基含量越高,交联密度越高,在进行粘接时对基材的180°剥离强度也会明显降低。但是由于乙烯基含量超过一定的比例,对基材的粘接力会明显下降,从而造成初始附着力偏低,水煮老化后开胶,因此,本发明将乙烯基的含量应控制在一定的范围内,既可保证具有稳定的低剥离强度,又保证初始附着力好,耐水煮老化性能优异;

乙烯基聚二甲基硅氧烷分子量分子链长对压敏胶的内聚强度有明显的影响,分子链越长,粘度越大,内聚强度越高。但分子量高会造成有机硅压敏胶的粘度偏高,从而导致操作性变差,因而本发明选用高低分子量搭配的乙烯基聚二甲基硅氧烷,可在保证有机硅压敏胶有良好的操作性的条件下,具有优异的内聚强度;

本发明中抑制剂采用四甲基四乙烯基环四硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷、甲基乙炔醇、乙炔基环己醇、甲基丁炔醇、3,5-二甲基-1-己炔基-3-醇、3-甲基-1-十二炔-3-醇等或其混合物,通过调节抑制剂的种类和含量,可达到常温储存时间长,加热后可快速固化的效果。尤其是炔醇类的抑制剂,都属于低温阻聚效果非常好、高温快速挥发的阻聚剂,在本发明中通过控制其添加量在0.04~0.2份,可使本发明产品在常温下8小时以内不会凝胶,而且能在120℃条件下快速挥发完而不影响固化;

本发明中的锚固剂为含有粘接基团环氧基、醚基、酰氧基的氢基聚硅氧烷,其特点是锚固剂既能参与压敏胶的交联反应,又能起到良好的界面粘接作用,不会因为水分的渗入而与压敏胶本体脱离,从而在水煮老化后不会出现发白发雾或脱胶的现象;

本发明有机硅压敏胶具有超低剥离力、剥离力稳定、耐高温高湿的特点,可广泛应用于电子产品保护膜和隔离膜等需要低剥离的相关领域。

以下通过具体实施例对本发明中的有机硅压敏胶的制备方法做详细的说明,各实施例均以包括基胶、催化剂组份、粘接剂组份和交联剂组份的有机硅压敏胶为例进行说明。在各实施例中,除另有说明外,所有份数均按重量计;为了表述方便,各实施例中,分子量为50~70万的乙烯基聚二甲基硅氧烷用乙烯基聚二甲基硅氧烷a表示,分子量为5000~2万的乙烯基聚硅氧烷用乙烯基聚二甲基硅氧烷b表示。

实施例1:

1)制备基胶组份:

将80份乙烯基含量为0.2%的乙烯基聚二甲基硅氧烷a和20份乙烯基含量为0.6%的乙烯基聚二甲基硅氧烷b加入到反应釜中,再加入120份稀释剂,搅拌,使乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,加入乙烯基聚硅氧烷总量的0.1%的碱性催化剂,在60~80℃,氮气保护的条件下反应6小时,再升温至溶剂沸腾,蒸馏出反应出来的水,冷却,加入0.04份抑制剂,搅拌均匀,即为基胶组份。

2)压敏胶的配制:

将100份基胶,加入150份稀释剂,搅拌均匀;再依次在搅拌的条件下缓慢加入2份交联剂,1.5份锚固剂和2份催化剂,全部加完后搅拌5~10min,压敏胶配制完成。

3)压敏胶的固化:

将已经配制好的压敏胶涂覆在pet膜上,再放入120℃烘箱中固化2min。

对基胶组份、配制好的压敏胶和固化好的压敏胶带进行测试,其性能参数见表1。

实施例2:

1)制备基胶组份:

将60份乙烯基含量为0.6%的乙烯基聚二甲基硅氧烷a和20份乙烯基含量为2.0%的乙烯基聚二甲基硅氧烷b加入到反应釜中,再加入60份稀释剂,搅拌,使乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,再加入乙烯基聚硅氧烷总量的2%的碱性催化剂,在60~80℃,氮气保护的条件下反应3小时,再升温至溶剂沸腾,蒸馏出反应出来的水,冷却,加入0.4份抑制剂,搅拌均匀,即为基胶组份。

2)压敏胶的配制:

将100份基胶,加入50~150份稀释剂,搅拌均匀;再依次在搅拌的条件下缓慢加入0.5份交联剂,1.5份锚固剂和2份催化剂,全部加完后搅拌5~10min,压敏胶配制完成。

3)压敏胶的固化:

将已经配制好的压敏胶涂覆在pet膜上,涂覆厚度根据具体要求确定,再放入120~150℃烘箱中固化1~2min或直接进入设置最高温度为不大于165℃的烘道中固化。

对基胶组份、配制好的压敏胶和固化好的压敏胶带进行测试,其性能参数见表1。

实施例3:

1)制备基胶组份:

将70份乙烯基含量为0.3%的乙烯基聚二甲基硅氧烷a和30份乙烯基含量为2.0%的乙烯基聚二甲基硅氧烷b加入到反应釜中,再加入120份稀释剂,搅拌,使乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,再加入乙烯基聚硅氧烷总量的1%的硅氮烷,在60~80℃,氮气保护的条件下反应4小时,再升温至溶剂沸腾,蒸馏出反应出来的水,冷却,加入0.2份抑制剂,搅拌均匀,即为基胶组份。

2)压敏胶的配制:

将100份基胶,加入100份稀释剂,搅拌均匀;再依次在搅拌的条件下缓慢加入1.0份交联剂,1.5份锚固剂和1.2份催化剂,全部加完后搅拌5~10min,压敏胶配制完成。

3)压敏胶的固化:

将已经配制好的压敏胶涂覆在pet膜上,涂覆厚度根据具体要求确定,再放入150℃烘箱中固化1min。

对基胶组份、配制好的压敏胶和固化好的压敏胶带进行测试,其性能参数见表1。

实施例4:

1)制备基胶组份:

将65份乙烯基含量为0.2%的乙烯基聚二甲基硅氧烷a和40份乙烯基含量为1.0%的乙烯基聚二甲基硅氧烷b加入到反应釜中,再加入100份稀释剂,搅拌,使乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,再加入乙烯基聚硅氧烷总量的0.1%的硅氮烷,在60~80℃,氮气保护的条件下反应5小时,再升温至溶剂沸腾,蒸馏出反应出来的水,冷却,加入0.1份抑制剂,搅拌均匀,即为基胶组份。

2)压敏胶的配制

将100份基胶,加入50份稀释剂,搅拌均匀;再依次在搅拌的条件下缓慢加入0.8份交联剂,1.0份锚固剂和0.8份催化剂,全部加完后搅拌5~10min,压敏胶配制完成。

3)压敏胶的固化

将已经配制好的压敏胶涂覆在pet膜上,涂覆厚度根据具体要求确定,再放入120~150℃烘箱中固化1~2min或直接进入设置最高温度为不大于165℃的烘道中固化。

对基胶组份、配制好的压敏胶和固化好的压敏胶带进行测试,其性能参数见表1。

实施例5:

1)制备基胶组份:

将75份乙烯基含量为0.2%的乙烯基聚二甲基硅氧烷a和25份乙烯基含量为1.8%的乙烯基聚二甲基硅氧烷b加入到反应釜中,再加入120份稀释剂,搅拌,使乙烯基聚硅氧烷充分溶解分散,再加入乙烯基聚硅氧烷总量的0.5%的硅氮烷,在60~80℃,氮气保护的条件下反应3小时,再升温至溶剂沸腾,蒸馏出反应出来的水,冷却,加入0.25份抑制剂,搅拌均匀,即为基胶组份。

2)压敏胶的配制

将100份基胶,加入150份稀释剂,搅拌均匀;再依次在搅拌的条件下缓慢加入1.5份交联剂,0.8份锚固剂和1.2份催化剂,全部加完后搅拌5~10min,压敏胶配制完成。

3)压敏胶的固化

将已经配制好的压敏胶涂覆在pet膜上,涂覆厚度根据具体要求确定,再放入120~150℃烘箱中固化1~2min或直接进入设置最高温度为不大于165℃的烘道中固化。

对基胶组份、配制好的压敏胶和固化好的压敏胶带进行测试,其性能参数见表1。

表1实施例1-5的性能检测结果

表2为本发明有机硅压敏胶的其他主要性能参数

上述有机硅压敏胶性能检测所采用的检测标准和检测方法如下:粘度检测方法参考gb/t10247-2008;操作时间检测方法:按照比例混合后开始计时,至混合后的胶体开始出现起皮或絮状胶体所需的时间;固化时间检测方法:在固定温度条件下将涂布好的pet膜放入烘箱,放入一段时间后取出,采用铅笔硬度计(1h)测试,至胶层无划痕所需要的时间为固化时间;180°剥离强度检测方法参考gb/t2792-1998,水煮性能检测方法:将涂覆在pet膜上且固化完全的压敏胶带(压敏胶厚度为10-20μm)放入煮沸的蒸馏水中,连续煮沸4小时后取出,胶层边缘不脱胶,不掉粉,即为合格。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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