一种热熔胶及其制备方法与流程

文档序号:19130125发布日期:2019-11-13 02:36阅读:1328来源:国知局
一种热熔胶及其制备方法与流程

本发明涉及粘合剂领域,具体而言,一种热熔胶及其制备方法。



背景技术:

随着科技的发展,人们对消费类电子产品的需求越来越大。因此,这类产品的性能也越来越受到关注。在消费类电子产品中,各部件的粘结,例如前屏与中框的粘结、中框与后壳的粘结、中框上各类电子元器件的组装固定、手机电池粘结固定、电脑显示屏的与框的粘结固定、消费电子的logo粘结、电子产品中各类模组(如摄像头模组、指纹识别模组、声学模组等)的粘结固定,手机、电脑、电视或者其他电子产品连接器的粘结,窄边框tv屏粘结等等,对于电子产品的性能有着极大的影响。因此,如何粘结越来越受关注。

目前,应用于上述领域的胶水主要有四类产品,即通用型湿气固化反应型聚氨酯热熔胶(pur)产品、先uv光固化后湿气固化的反应型聚氨酯热熔胶(uvpur)产品、压敏胶产品(即胶带或者胶膜产品,例如pu压敏胶、丙烯酸压敏胶、有机硅压敏胶、橡胶型压敏胶、热塑性弹性体压敏胶等等)、以及双组分结构胶产品。这四类胶水各具劣势,具体如下:

对于pur产品,在胶水点好后,刚开始的初始粘结力不高,基材和被粘结物体之间需要通过外界治具或者力量固定;需要等待一段时间(静置或在治具保压的条件下)才可以达到一定的粘结力以满足后续组装工艺时基材和被粘结物体不开裂的要求;胶水完全固化的时间比较长,一般需要24小时或者更高;pur胶水在固化过程中是吸湿固化,吸湿过程会产生co2,因此材料的阻隔湿气效果不是特别好。

对于uvpur产品,胶水在胶管内加热的过程中容易产生气泡,而且一旦气泡在胶水中形成,基本很难去除,会导致后续粘结力下降,同时防水效果不好;胶水在胶管中长时间加热后比较容易凝胶或者提高粘度,导致胶水施胶不稳定。另外,uv固化后胶水表面的平整度不高,尤其对非平整的曲面贴合,胶水需要通过很大的外力来压平,同时需要一段时间的治具保压确保湿气后固化的粘结力达到一定程度后才可以释放治具;胶水完全固化的时间比较长,一般需要24小时或者更高;pur胶水在固化过程中是吸湿固化,通过吸湿产生co2,因此材料的阻隔湿气效果不是特别好。

对于压敏胶产品,胶带或者胶膜需要通过模切组装才可以达到对应的组装面积,胶带的损耗比较大;胶带或者胶膜的工艺比较复杂,需要通过两层离型力不一样的离型膜来实现,需要先撕掉离型力低的离型膜,将胶带或者胶膜贴到基材上,然后再贴上被粘结物体之间,需要先撕掉剩下的一层离型膜,然后才可以贴合,贴合之后也需要保压一段时间;胶带或者胶膜的粘结力不高,目前的胶带的剥离强度最高也就1~2n/mm,因此对粘结力要求比较高的场合没有办法用;胶带或者胶膜不能实现完全自动化工艺;胶带对非平整面粘结时候很难做到100%贴合,粘结力达不到要求;胶带或者胶膜在很窄的粘结界面的粘结力达不到要求;胶带的防水效果不好,界面没有办法100%浸润,防水效果不好;胶带或者胶膜的实际使用成本比较好。

对于2kmma产品,双组份结构胶尤其是双组份丙烯酸胶水的味道比较大,一般需要放在具有强排风的通风橱或者通风环境比较好的场合点胶;双组份结构胶对应的胶水粘度比较高,用的是双组份的混合胶管,点出的胶水比较粗,不能够点在很窄的粘结面上;胶水点好后,刚开始的初始粘结力不高,基材和被粘结物体之间需要通过治具或者外界力量固定;需要等待一段时间(静置或者通过治具保压,或者外部加热加压的条件下热压)才可以达到一定的粘结力以满足后续组装工艺时基材和被粘结物体不开裂的要求;固化后的胶水的返工性比较差,基本上不能返工。

此外,现有的压敏胶产品主要有pu压敏胶、丙烯酸压敏胶、有机硅压敏胶、橡胶型压敏胶、热塑性弹性体压敏胶等,但是已知pu压敏胶、丙烯酸压敏胶和有机硅压敏胶均与现有pur热熔胶不兼容,而一般的橡胶型压敏胶和热塑性弹性体压敏胶也与现有通用型pur不兼容。

为此,本领域一直在寻求一种新热熔胶,该热熔胶兼具压敏胶和pur热熔胶的通性,由此可以克服现有热熔胶的例如上述的缺陷。



技术实现要素:

针对相关技术中的问题,本发明人进行了反复的研究,发现了一种新的热熔胶,该热熔胶不仅具有良好的初粘力和固化后粘结力,而且不需要长时间的治具保压及静置,并且返工性能好、防水性好,由此完成了本发明。

根据本发明的第一方面,提供了一种热熔胶,所述热熔胶是由非羟基封端的聚烯烃树脂、增粘树脂、异氰酸酯、和羟基封端的聚烯烃树脂共聚得到的。

根据本发明的第二方面,提供了一种本发明的第一方面的热熔胶的制备方法,所述制备方法是在真空条件下进行的,包括:

步骤1):将非羟基封端的聚烯烃树脂、增粘树脂、羟基封端的聚烯烃树脂、以及任选的助剂在第二温度,例如110-140℃条件下搅拌至少2个小时,以获得水分含量在1000ppm以下,优选500ppm以下的脱水混合料;

步骤2):将步骤1)获得的脱水混合料降低至第三温度以下,例如110℃以下、优选95℃以下,向其中加入异氰酸酯,搅拌并升温至第四温度以上,例如100℃以上或120℃以上,并继续搅拌例如至少1个小时直至羟基封端的聚烯烃树脂的羟基反应完全并形成需要的预聚体,由此获得上述热熔胶。

根据本发明的第三方面,提供了本发明的第一方面所述的热熔胶在电子产品部件的粘结中的用途。

根据本发明的第四方面,提供了一种电子产品,其中,所述电子产品的部件是通过本发明的第一方面所述的热熔胶粘结得到的。

本发明提供了一种由非羟基封端的聚烯烃树脂、增粘树脂、异氰酸酯、和羟基封端的聚烯烃树脂共聚得到的热熔胶。通过使用羟基封端的聚烯烃树脂来代替传统pur热熔胶中的多元醇来改善传统pur热熔胶与聚烯烃树脂的兼容性,使得本发明的热熔胶可以兼具传统pur热熔胶和聚烯烃树脂的优异性能,不仅具有良好的初始粘结力和固化后粘结力,而且不需要长时间的治具保压及静置,并且返工性能好、防水性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例,下面将对附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明的实施例的热熔胶的粘度的对比图。

图2是根据本发明的实施例的施用热熔胶10min之后的粘结强度的对比图。

图3是根据本发明的实施例的施用热熔胶7天之后的粘结强度的对比图。

图4是根据本发明的实施例的施用热熔胶10min和24小时之后的剥离强度对比图。

图5是根据本发明的实施例的施用热熔胶7天之后的本体强度的对比图。

图6是根据本发明的实施例的施用热熔胶7天之后的断裂伸长率的对比图。

图7是根据本发明的实施例的施用热熔胶7天之后的邵氏硬度的对比图。

图8是根据本发明的实施例的热熔胶的表干时间的对比图。

图9是根据本发明的实施例的湿气透过率的对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。应理解,所描述的实施方案仅仅是本发明的一部分实施方案,而不是全部的实施方案。基于本发明中的实施方案,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施方案,都属于本发明保护的范围。

如上文所述,现有的消费电子产品部件的粘结主要采用四种产品,即pur产品、uvpur产品、压敏胶产品以及双组分结构胶产品。这四种产品各自具有自己的优势和劣势。为了满足日益发展的工艺的需求,希望获得一种既具有pur热熔胶的优异性能、又具有压敏胶的优异性能的热熔胶。但是,现有的pur热熔胶配方均与压敏胶中的聚烯烃类热塑性树脂的兼容性不好,因此无法通过将两者简单地混合起来而得到一种兼具两者的优异性能的热熔胶。考虑到上述问题,发明人进行了反复的研究,发现一种可以使上述pur热熔胶与压敏胶兼容的树脂,即羟基封端的聚烯烃树脂,由此提出了一种兼具pur热熔胶与压敏胶两者的优异性能的热熔胶,完成了本发明。

因此,根据本发明的第一方面,提供了一种热熔胶,所述热熔胶是由非羟基封端的聚烯烃树脂、增粘树脂、异氰酸酯、和羟基封端的聚烯烃树脂共聚得到的。

如上文所述,传统pur热熔胶与压敏胶不兼容,究其原因,是因为传统pur中含有诸如聚酯和聚醚类的多元醇,其具有很大的极性,这使得其与压敏胶中的聚烯烃树脂等非极性聚合物的兼容性不好。然而,本发明人意外地发现,通过使用羟基封端的聚烯烃树脂来代替传统pur热熔胶中的多元醇组分来与异氰酸酯反应,可以使得压敏胶和pur两者可以兼容,由此得到的反应型聚氨酯具有压敏胶和pur热熔胶的通性。该树脂不仅可以作为聚氨酯的主要成分与异氰酸酯参与反应,而且还可以进一步提高热熔胶的初始粘结力,并且降低玻璃化温度。

在本发明中所使用的“非羟基封端的聚烯烃树脂”是指由苯乙烯和乙烯、丁二烯、异戊二烯中的一种或几种聚合而成、并经过或不经过氢化得到的热塑性弹性体,分子量分布从几万到几十万不等。本发明对聚烯烃树脂的来源没有特殊限制,本领域技术人员熟知的可用于制备聚氨酯热熔胶的聚烯烃树脂的市售商品均可用于本发明。

在一个实施方案中,所述非羟基封端的聚烯烃树脂的分子量500~1,000,000da,优选为1,000~200,000da,更优选为1,500~50,000da。

在另一个实施方案中,所述非羟基封端的聚烯烃树脂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)、苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯共聚物(sibs)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)中的一种或多种。

在一个进一步的实施方案中,所述sibs可以是苯乙烯-异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物结构,也可以是苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物结构,也可以是苯乙烯-异戊二烯/丁二烯无规共聚物-聚苯乙烯三嵌段结构,或者是这三者的混合物。

在本发明中所使用的“增粘树脂”是指能够提高粘性特别是表面粘性的小分子物质。通常这些小分子物质的相对分子质量大约在几百到一万之间,具有较高的玻璃化温度。增粘树脂不仅与上述聚烯烃主体树脂具有很好的兼容性,同时可以大大提高对金属基材的粘结性。

增粘树脂可以包括天然系列树脂、合成系列树脂中的一种或多种。天然系列树脂是指原料都是天然产物,但是也需要经过聚合等工艺制备而得的树脂;合成系列树脂是指利用化工原料生产的树脂。

天然系列树脂可以包括松香、松香衍生物、萜烯树脂中的一种或多种。天然系列树脂可以是单独的松香或松香衍生物或萜烯树脂,也可以是松香和松香衍生物的混合,也可以是松香和萜烯树脂的混合,也可以是松香衍生物和萜烯树脂的混合,还可以是松香和松香衍生物和萜烯树脂的混合。

松香是最早用作增粘剂的天然材料之一,来源于松树分泌的天然树脂,具有粘结、密封和其他机械性作用,是重要的化工原料,广泛应用于肥皂、造纸、油漆、橡胶等行业。

根据生产来源不同,松香可以分为脂松香、妥尔油松香和木松香。脂松香是由松树分泌的油脂提炼,妥尔油松香是从造纸行业的副产物妥尔油中提取,木松香则是从松木中萃取获得。它们都是含有以松香酸为主的双键位置不同的单羧基异构体。

由于松香酸的结构中含有双键和羧基,具有较强的反应活性,在光、热、氧条件下不稳定,表现出耐老化性能不好、耐候性不佳、容易产生变色等现象。因此,在松香或者改性松香的基础上通过化学反应可以得到所述松香衍生物。松香衍生物可以包括氢化松香、歧化松香、聚合松香、酯化松香、马来酸化松香中的一种或多种。

氢化松香是一种重要的松香改性产品,具有抗氧性能好、脆性小、热稳定性高、颜色浅等特点,广泛应用于胶粘剂、合成橡胶、涂料、油墨、造纸、电子、食品等领域。

歧化松香是在催化剂存在下,借无机酸和热的作用,使松香的一部分被氧化,另一部分被还原,即发生了歧化反应所得的产物;歧化松香是脱氢松香酸(c19h27cooh)、二氢松香酸(c19h31cooh)和四氢松香酸(c19h33cooh)的混合物,分子量为304。

聚合松香是用硫酸-氯化锌法先进新工艺加工而成,具有二聚体含量高、色泽浅、软化点高、不结晶、酸价高、热水溶物含量低、油溶性好、醋酸铅变色轻等特点。

酯化松香是指松香经过酯化反应得到的松香衍生物。

马来酸化松香又称顺丁烯二酸松香酯,通常用于制造浅色的油基树脂漆,也用于制备油墨和用作增塑剂等。

萜烯是指从生松脂或松根刨花、木材刨花经萃取、蒸馏所得的松节油或橙皮中提取的柠檬烯(二戊烯)。萜烯树脂是一些热塑性嵌段共聚物,具有色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性和热稳定性好、相容性和溶解性好等优点,特别是在eva系、sis系、sbs系等热溶胶中具有优良的相容性和耐候性及增粘效果,其产品广泛应用于胶粘剂、接着剂、双面胶带、溶剂型胶水、书本装订版、色装、胶布、烯烃胶布、牛皮纸卡胶布、胶带标签、木工胶、压敏胶、热溶胶、密封胶、油漆和油墨及其他聚合物改质剂等方面。

萜烯树脂可以包括α-萜烯树脂、β-萜烯树脂、萜烯酚醛树脂中的一种或多种的组合。由此可以看出,萜烯树脂可以是单独的α-萜烯树脂、β-萜烯树脂或萜烯酚醛树脂,也可以是α-萜烯树脂和β-萜烯树脂的混合,也可以是α-萜烯树脂和萜烯酚醛树脂的混合,也可以是β-萜烯树脂和萜烯酚醛树脂的混合,还可以是α-萜烯树脂、β-萜烯树脂和萜烯酚醛树脂的混合。

α-萜烯树脂具有内聚力和附着力均衡、色浅、耐酸碱、低粘度、光稳定性优异等优点。

β-萜烯树脂是一种易溶于有机溶剂,不溶于乙醇和水的化学试剂,常常用作溶剂型sbs胶黏剂、氯丁胶黏剂、压敏胶和热熔胶的增黏树脂。

萜烯酚醛树脂是一种淡黄色透明脆性固体,具有粘结力强、无毒无臭、耐老化、耐稀酸、稀碱、耐热、耐光、电绝缘性强等良好性能。

合成系列树脂包括石油树脂、古马隆-茚树脂、苯乙烯系列树脂、缩合树脂中的一种或者多种。

石油树脂因来源为石油衍生物而得名,它具有酸值低、混溶性好、耐水、耐乙醇和耐化学品等特性,对酸碱具有化学稳定,并有调节粘性和热稳定性好的特点。石油树脂一般不单独使用,而是作为促进剂、调节剂、改性剂和其它树脂一起使用。石油树脂根据原料的不同分为脂肪族树脂(c5)、脂环族树脂(dcpd)、芳香族树脂(c9)、脂肪族/芳香族共聚树脂(c5/c9)及加氢石油树脂。加氢石油树脂包括c5加氢石油树脂、c9加氢石油树脂。

古马隆-茚树脂是由干馏煤得到的煤焦油经过蒸馏而得的产物,除去沥青后得到茚的组分,利用阳离子聚合后得到。由于煤焦油中成分复杂,得到的茚组分中含有苯乙烯、茚、古马隆等多种化合物,聚合时往往使用较多的催化剂,从而造成树脂的颜色较深,通过加氢等方法可以改善。

苯乙烯系列树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。用作汽车工业材料、建筑材料、木材代用品,并用于制安全帽、旅行箱、用具壳体、泡沫塑料等。

缩合树脂是指经过缩合反应得到的树脂。

在一个实施方案中,所述增粘树脂的分子量为200~4000da,优选为500~2500da,更优选为800~1500da。

在另一个实施方案中,所述增粘树脂为固体c5增粘树脂、液体c5增粘树脂、固体c9增粘树脂、固体dcpd增粘树脂和固体萜烯树脂中的一种或者多种,例如两种,三种。

在本发明中使用的异氰酸酯可以为芳香族异氰酸酯如二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi),或者为脂肪族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)。在一个实施方案中,所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi),具有如下所示的分子结构式:

所述异氰酸酯可以为异氰酸酯单体或聚合物。所述异氰酸酯包括单异氰酸酯和多异氰酸酯中的一种或多种。本发明对异氰酸酯的来源没有特殊限制,本领域技术人员熟知的上述异氰酸酯的市售商品均可用于本发明。

因此,在一个实施方案中,所述异氰酸酯为单体或聚合物形式。

在本发明中使用的“羟基封端的聚烯烃树脂”是指以羟基为端基的由苯乙烯和乙烯、丁二烯、异戊二烯中的一种或几种聚合而成、并经过或不经过氢化得到的热塑性弹性体。在一个实施方案中,所述羟基封端的聚烯烃树脂的分子量为400~1,0000da,优选为800~5000da,更优选为1000~3500da。

在另一个实施方案中,所述羟基封端的聚烯烃树脂为羟基封端的聚丁二烯树脂和/或羟基封端的聚异戊二烯树脂。本发明对羟基封端的聚烯烃树脂的来源没有特殊限制,本领域技术人员熟知的上述羟基封端的聚烯烃树脂的市售商品均可用于本发明。

在一个实施方案中,所述热熔胶还包含抗氧化剂和/或催化剂。

抗氧化剂是用于防止热熔胶过早老化的试剂,因为热熔胶在熔融状态时温度偏高,会发生氧化分解;而加入抗氧化剂可以保证在高温条件下,热熔胶的粘结性能不发生变化,足以保证其粘结效果。抗氧化剂一般选用二叔丁基对甲基苯酚类(bht),效果比较好。

在本发明的热熔胶中添加催化剂的主要目的是,用于在使用过程中加速热熔胶与空气中湿气的反应,从而进一步提高热熔胶的固化速度。所述催化剂可以是叔胺或有机锡类化合物例如2,2-二吗啉基二乙基醚(dmdee)。

在一个实施方案中,所述热熔胶包括以重量份计的以下各组分:8-40份非羟基封端的聚烯烃树脂、10-70份增粘树脂、4-14份异氰酸酯和5-60份羟基封端的聚烯烃树脂。

在一个实施方案中,所述热熔胶包括以重量份计的以下各组分:8-40份非羟基封端的聚烯烃树脂、10-70份增粘树脂、4-14份异氰酸酯和20-60份羟基封端的聚烯烃树脂。

本发明热熔胶的组分在上述含量范围内,可以获得更好的效果。若非羟基封端的聚烯烃树脂的含量超过40重量份,则虽然可以提高初始粘结力,提高压敏特性,但是同时会降低所述热熔胶的返工性能;若非羟基封端的聚烯烃树脂的含量不足8份,则不能获得良好的初始粘结力。若增粘树脂的含量超过70份,则会增加热熔胶的粘度,不利于进行点胶,若增粘树脂的含量不足10份,会导致热熔胶的流动性变大,也不利于点胶。若异氰酸酯的含量超过14份,则虽然可以提高热熔胶的返工性能,但是同时也会降低热熔胶的初始粘结力,因此需要在初始粘结力和返工性能之间进行平衡;若异氰酸酯的含量不足4份,将会降低热熔胶的返工性能,同时不一定会提高热熔胶的初始粘结力。若羟基封端的聚烯烃树脂的含量超过60份,则虽然可以提高热熔胶的返工性能,但是同时也会降低热熔胶的初始粘结力,因此需要在初始粘结力和返工性能之间进行平衡;若羟基封端的聚烯烃树脂的含量不足5份,则将会降低热熔胶的返工性能,且不一定会提高热熔胶的初始粘结力。

在一个实施方案中,所述热熔胶包括以重量份计的以下各组分:10-30份非羟基封端的聚烯烃树脂、20-60份增粘树脂、6-12份异氰酸酯和7-50份羟基封端的聚烯烃树脂。

在一个实施方案中,所述热熔胶包括以重量份计的以下各组分:10-30份非羟基封端的聚烯烃树脂、20-60份增粘树脂、6-12份异氰酸酯和20-50份羟基封端的聚烯烃树脂。

在一个实施方案中,所述热熔胶包括以重量份计的以下各组分:12-25份非羟基封端的聚烯烃树脂、25-50份增粘树脂、7-11份异氰酸酯和10-40份羟基封端的聚烯烃树脂。

在一个实施方案中,所述热熔胶包括以重量份计的以下各组分:12-20份非羟基封端的聚烯烃树脂、30-50份增粘树脂、9-11份异氰酸酯和30-40份羟基封端的聚烯烃树脂。

如上所述,在本发明热熔胶中还可以加入抗氧化剂和/或催化剂。因此,在另一个实施方案中,所述抗氧化剂以重量份计为0.2-5份,例如0.5~2份,所述催化剂以重量份计为0.1-5份,例如0.2~2份。

在一个实施方案中,所述抗氧化剂以重量份计为1-3份,更优选1份,所述催化剂以重量份计为0.2-0.5份,更优选0.2份。

本发明的热熔胶通常在相对较低的温度下呈现固态形式,而在一定的升高的温度条件下呈现液态形式,由此可以实现使用点胶设备来对其进行施用。更具体地,本发明热熔胶在100℃以上熔化为液体。

在一个实施方案中,所述热熔胶在100-250℃、优选在105℃-200℃、更优选在110℃-180℃呈现液体状态。在另一个实施方案中,所述热熔胶在100℃-250℃、优选在110℃-220℃、更优选在120℃-180℃呈现液体状态。这样可以在点胶过程中,控制点胶设备的点胶口的温度,从而使得可以将热熔胶以液体状态施用在被粘物上。

根据本发明的第二方面,提供了一种根据本发明的第一方面所述的热熔胶的制备方法,其中,所述制备方法是在真空条件下进行的,包括:

步骤1):将非羟基封端的聚烯烃树脂、增粘树脂、羟基封端的聚烯烃树脂、以及任选的助剂在第二温度,例如110-140℃条件下搅拌至少2个小时,以获得水分含量在1000ppm以下,优选500ppm以下的脱水混合料;

步骤2):将步骤1)获得的脱水混合料降低至第三温度以下,例如110℃以下、优选95℃以下,向其中加入异氰酸酯,搅拌并升温至第四温度以上,例如100℃以上或120℃以上,并继续搅拌例如至少1个小时直至羟基封端的聚烯烃树脂的羟基反应完全并形成需要的预聚体,由此获得本发明的第一方面所述的热熔胶。

在一个优选的实施方案中,在步骤1)中,先将非羟基封端的聚烯烃树脂、和增粘树脂在第一温度,例如110-160℃条件下搅拌均匀,再加入羟基封端的聚烯烃树脂、以及任选的抗氧化剂,并在所述第二温度条件下搅拌至少2个小时,以获得水分含量在1000ppm以下,更优选500ppm以下的脱水混合料。

在一个实施方案中,在步骤2)中,在形成预聚体后,再加入催化剂并充分搅拌至反应均匀。

本发明的制备方法可以在能够抽真空、加热和冷却的反应设备中进行。因此,在一个实施方案中,所述方法在高温搅拌设备、反应釜或捏合机中进行。

本发明提供的制备方法,操作简单,易于推广,可广泛地应用于需要使用热熔胶的各个领域中。

根据本发明第三方面,提供了本发明的第一方面所述的热熔胶在电子产品部件的粘结中的用途。

在一个具体实施方案中,所述电子产品部件的粘结包括:手机前屏和后壳的粘结,中框上器件的粘结,手机电池的粘结,电脑显示屏与框的粘结,电脑触摸板和壳的粘结,消费电子logo的粘结,指纹识别模组、摄像头模组和声学模组的粘结,手机、电脑、电视或者其他电子产品连接器的粘结,窄边框tv屏的粘结。

在本发明的热熔胶的应用中,需要采用点胶设备来对其进行。在行业应用中,所有用于热熔胶的点、涂、喷、灌、洒的机器设备,都统称为点胶设备。点胶设备的应用十分广泛,它已经十分广泛到工业生产中涉及点胶工艺以及流体控制的任何工序。

本发明所用的工艺过程中的点胶设备为手动点胶设备、半自动点胶设备、全自动点胶设备中的一种。所述手动点胶设备即人工点胶。所述半自动点胶设备可设定手动和脚踏两种模式,可定量出胶,每次出胶量一致,操作简单。所述全自动点胶设备,其生产效率是人工点胶的几倍到十几倍。由于本发明热熔胶是一种后湿气固化反应型聚氨酯热熔胶,因此所述点胶设备为热熔胶点胶设备。

所述热熔胶点胶设备是利用固态的热熔胶通过加热成熔融状态后遇冷表面再凝固的特性,进行热熔胶的点涂工作,主要有气压式点胶、螺杆挤出型点胶和喷射阀点胶三种设备,所有设备都必须在高温下点胶。

如上文所述,本发明热熔胶在100℃以上时会溶解为液体。因此,点胶设备的出胶口温度可以被设置为100℃以上,例如100-250℃,110-220℃、120-180℃。

还可以根据所述热熔胶应用的生产环境不同调节点胶设备的点胶嘴尺寸,比如根据被点胶基材的大小来调节所需热熔胶的用量。点胶嘴的内径尺寸太小时热熔胶不容易喷出,太大时会导致热熔胶乱流或者热熔胶量过多,因此需要根据实际生产情况进行调节。在一个实施方案中,热熔胶点胶设备的点胶嘴的内径尺寸可以被设置为0~5mm。

根据本发明第四方面,提供了一种电子产品,其中,所述电子产品的部件是通过本发明的第一方面所述的热熔胶粘结得到的。

在一个具体实施方案中,所述电子产品包括手机、电脑、平板电脑、可穿戴电子产品如智能手表、智能眼镜、智能手环等。

综上,本发明通过在传统的pur热熔胶中加入聚烯烃树脂来提高初始粘结力,并且利用特殊聚烯烃压敏胶(聚烯烃树脂)的憎水性原理来增加该热熔胶的湿气阻隔效果,提高防水性,使得该热熔胶具有压敏胶的特性。同时通过使用羟基封端的聚烯烃树脂来代替传统pur热熔胶中的聚酯多元醇或聚醚多元醇,来提高传统pur热熔胶与压敏胶中的聚烯烃树脂的兼容性,此外,羟基封端的聚烯烃树脂还可以进一步提高热熔胶的初始粘结力,并且还能降低玻璃化温度。通过上述技术方案制备的热熔胶可以兼具pur热熔胶和压敏胶的一个或者多个特性,具体如下:

(1)不需要用治具进行长时间的保压,这主要是因为热熔胶中含有压敏胶的成分,且利用压敏胶的压敏性可以实现很高的初始粘结力;

(2)具有良好的浸润性:点好的热熔胶具有很好的操作性和易变形性能,热熔胶可以在操作时间范围内实现基材与热熔胶之间,被粘结物与热熔胶之间的全贴合,从而确保热熔胶之间没有气泡,孔洞等问题,并且也可以实现各种异型曲面之间的完全贴合:

(3)固化后具有很高的粘结力:利用pur湿气后固化的特性实现热熔胶的完全固化,可以达到很好的粘结力;

(4)具有良好的返工性能:利用pur热熔胶的高本体强度和断裂伸长率,以及在80℃粘结强度下降很大的特性,可以实现固化后的热熔胶像普通pur热熔胶一样可以返工;

(5)具有很好的防水性:由于热熔胶中含有压敏成分聚烯烃树脂,利用压敏成分的憎水性原理可以阻隔湿气,从而提高热熔胶的防水性;

(6)热稳定性好:由于加入了聚烯烃树脂的压敏胶体系,使pur体系的比例下降,从而可以提高热熔胶的稳定性;

(7)与现有设备兼容:与现有通用型的pur设备兼容,使用现有设备即可进行点胶。

本发明中制备的热熔胶可以应用于诸如在手机前屏和后壳的粘结,中框上器件的粘结,手机电池的粘结,电脑显示屏与框的粘结,电脑触摸板和壳的粘结,消费类电子产品logo的粘结,指纹识别模组,摄像头模组和声学模组的粘结,手机、电脑、电视或者其他电子产品连接器的粘结,窄边框tv屏的粘结等方面。

本发明涉及的技术方案如下:

技术方案1:一种热熔胶,所述热熔胶是由非羟基封端的聚烯烃树脂、增粘树脂、异氰酸酯、和羟基封端的聚烯烃树脂共聚得到的。

技术方案2:根据技术方案1所述的热熔胶,其中,所述非羟基封端的聚烯烃树脂为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)、苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯共聚物(sibs)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)中的一种或多种。

技术方案3:根据技术方案1-2任一项所述的热熔胶,所述增粘树脂为固体c5增粘树脂、液体c5增粘树脂、固体c9增粘树脂、固体dcpd增粘树脂和固体萜烯树脂中的一种或者多种,例如两种,三种。

技术方案4:根据技术方案1-3任一项所述的热熔胶,其中,所述异氰酸酯为单体或聚合物形式。

技术方案5:根据技术方案1-4任一项所述的热熔胶,其中,所述异氰酸酯为芳香族异氰酸酯如二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi),或者为脂肪族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)。

技术方案6:根据技术方案1所述的热熔胶,其中,所述羟基封端的聚烯烃树脂为羟基封端的聚丁二烯树脂、和/或羟基封端的聚异戊二烯树脂。

技术方案7:根据技术方案1-6任一项所述的热熔胶,其中,所述热熔胶包括以重量份计的以下各组分:8-40份,例如10-30份或者12-25份非羟基封端的聚烯烃树脂;10-70份,例如20-60份或者25-50份增粘树脂;4-14份,例如6-12份或者7-11份异氰酸酯;和5-60份,例如7-50份或者10-40份羟基封端的聚烯烃树脂。

技术方案8:根据技术方案1-7任一项所述的热熔胶,其中,所述热熔胶在100-250℃、优选在105℃-200℃、更优选在110℃-180℃呈现液体状态。

技术方案9:根据技术方案1-8任一项所述的热熔胶,其中,所述热熔胶还包含抗氧化剂和/或催化剂;优选地,所述抗氧化剂以重量份计为0.2-5份,例如0.5~2份,所述催化剂以重量份计为0.1-5份,例如0.2~2份。

技术方案10:一种技术方案1-9任一项所述的热熔胶的制备方法,其中,所述制备方法是在真空条件下进行的,包括:

步骤1):将非羟基封端的聚烯烃树脂、增粘树脂、羟基封端的聚烯烃树脂、以及任选的助剂在第二温度,例如110-140℃条件下搅拌至少2个小时,以获得水分含量在1000ppm以下,优选500ppm以下的脱水混合料;

步骤2):将步骤1)获得的脱水混合料降低至第三温度以下,例如110℃以下、优选95℃以下,向其中加入异氰酸酯,搅拌并升温至第四温度以上,例如100℃以上或120℃以上,并继续搅拌例如至少1个小时直至羟基封端的聚烯烃树脂的羟基反应完全并形成需要的预聚体,由此获得技术方案1-9任一项所述的热熔胶。

技术方案11:根据技术方案10所述的热熔胶的制备方法,其中,在步骤1)中,先将非羟基封端的聚烯烃树脂、和增粘树脂在第一温度,例如110-160℃条件下搅拌均匀,再加入羟基封端的聚烯烃树脂、以及任选的抗氧化剂,并在所述第二温度条件下搅拌至少2个小时,以获得水分含量在1000ppm以下,优选500ppm以下的脱水混合料。

技术方案12:根据技术方案10-11任一项所述的制备方法,其中,在步骤2)中,在形成预聚体后,再加入催化剂并充分搅拌至反应均匀。

技术方案13:根据技术方案10-12任一项所述的制备方法,其中,所述方法在高温搅拌设备、反应釜或捏合机中进行。

技术方案14:技术方案1-9任一项所述的热熔胶在电子产品部件的粘结中的用途。

技术方案15:根据技术方案14所述的用途,其中,所述电子产品部件的粘结包括:手机前屏和后壳的粘结,中框上器件的粘结,手机电池的粘结,电脑显示屏与框的粘结,电脑触摸板和壳的粘结,消费电子logo的粘结,指纹识别模组、摄像头模组和声学模组的粘结,手机、电脑、电视或者其他电子产品连接器的粘结,窄边框tv屏的粘结。

技术方案16:一种电子产品,其中,所述电子产品的部件是通过技术方案1-9任一项所述的热熔胶粘结得到的。

技术方案17:根据技术方案16所述的电子产品,其中,所述电子产品包括手机、电脑、平板电脑、可穿戴电子产品如智能手表、智能眼镜、智能手环。

下面结合具体的实施例对本发明进行更为具体和详细的描述。需注意,除非明确指出,否则份数为重量份。

实施例

制备例中所使用的各种原料的来源如下表1所示:

表1制备例中所使用的原料的来源

制备例1

将固体c5增粘树脂(h5-1001)50份和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)8份在160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)40份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至95℃以下并往其中加入mdi(suprasec1810)9份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方一。

制备例2

将固体c9增粘树脂(r-7100)50份和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)8份在160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)20份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至110℃以下并往其中加入mdi(suprasec1810)4.5份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方二。

制备例3

将固体c5增粘树脂(h5-1001)60份和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)10份在160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)30份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至110℃以下并往其中加入mdi(suprasec1810)6.5份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方三。

制备例4

将固体c5增粘树脂(h5-1000)60份、液体c5增粘树脂(wingtack10)10份和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)8份于160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)20份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至110℃以下并往其中加入mdi(suprasec1810)4.5份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃以上,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方四。

制备例5

将固体c5增粘树脂(h5-1000)40份、固体c9增粘树脂(r-7100)10份和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)(g-1657)12份于160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)50份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至95℃以下并往其中加入hdi(ht-600)10.5份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方五。

制备例6

将固体c5增粘树脂(h5-1001)30份和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)20份于160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)50份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至95℃以下并往其中加入mdi(desmodur44c)10.5份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃以上,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方六。

制备例7

将固体c5增粘树脂h5-100120份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)20份和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)(g-1657)10份于160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)60份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至95℃以下并往其中加入hdi(ht-600)12份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃以上,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方七。

制备例8

将固体c5增粘树脂(h5-1001)10份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)25份和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)(g-1657)15份于160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)60份和抗氧剂(irganox168gf)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至95℃以下并往其中加入hdi(ht-600)13.5份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃以上,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方八。

制备例9

将固体萜烯树脂(clearonp-105)10份、液体c5增粘树脂(wingtack10)10份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(d1165)25份和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)(g1657)15份于160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)40份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至95℃以下并往其中加入hdi(ht-600)9份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃以上,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方九。

制备例10

将固体萜烯树脂(clearonp-105)20份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)(4113n)20份和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs)(g1657)20份于160℃搅拌均匀,再加入羟基封端的聚丁二烯树脂(polybdr45v)40份和抗氧剂(irganox1010)1份,并于140℃真空搅拌2.5小时,在检测到水分含量低于1000ppm后,降温至95℃以下并往其中加入hdi(ht-600)9份,同时真空搅拌至温度不再上升,然后慢慢升温到120℃以上,继续真空搅拌1小时,确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体,然后加入催化剂(jeffcatdmdee)0.2份,抽真空,并充分搅拌至反应均匀后出料,由此获得配方十。

效果例

性能测试:

以市购热熔胶(loctitehhd3542)为对照组,分别对通过上述实施例1~10中制备的热熔胶(配方一至配方十)的粘度、粘结强度、剥离强度、本体强度、断裂伸长率、邵氏硬度、表干时间、湿气透过率进行测试,测试方法和结果如下:

(1)粘度测试

测试方法:brookfield粘度计,dv2t,温度设置到130℃,将27#转子同时预热,取10.5克热熔胶放入粘度计加热套管中,放入转子,从低转速开始测试,逐渐增加转速,保持扭矩在40~60%范围,直至最终每分钟粘度变化率小于1%,读出结果。

测试结果:如图1所示,通过本发明的技术方案制备的热熔胶在130℃时的粘度全都在5500cps以下,粘度适中。通常热熔胶的粘度小于10000cps即为合格产品,可见本发明的热熔胶均是合格产品,并且本发明的技术方案制备的热熔胶工艺角度可操作性强,更适合较精密点胶设备。

(2)粘结强度和剥离强度测试

测试方法:

对于粘结强度:十字搭接制样,基材为铝(1inch*4inch*2mm)和玻璃(1inch*4inch*6mm),控制胶线在基板上宽度1~1.5mm每条,每个十字粘结样件点两条胶,两条胶线间距8mm,每条胶线距边缘至少8mm,压合后胶层厚度0.12~0.15mm,在23±2℃,50~60%rh条件下养护,不同时间取样测试,测试用设备万能拉力机,测试速度2mm/min,记录所测数据。

对于剥离强度测试:将表面为pa材质的铝塑膜(厚度50~150um)裁成140*8mm的样条,压平放置,底部用气压吸附保证平整度,将热熔胶调整挤出率为150±25mg/20s,点胶速度40mm/s,在pa膜上所点胶线长度120±10mm,用一张pa膜贴合,110℃,0.4mpa压力热压15s,在23±2℃,50~60%rh条件下养护,不同时间取样测试,测试用设备万能拉力机,测试速度300mm/min,记录所测数据。

测试结果:图2和图4分别示出了本发明实施例制备的热熔胶的初始粘结强度(10分钟)和初始剥离强度。如图2所示,本发明热熔胶(配方一至配方十)在施用10分钟后的粘结强度(即初始粘结强度)都在0.42mpa以上,最高可达1.41mpa,而对照的初始粘结强度为0.62mpa;如图4所示,本发明热熔胶在施用10分钟后的剥离强度(即初剥离强度)均在0.79n/mm以上。以上结果说明,本发明热熔胶具有良好的初始粘结强度,在施用时无需外界治具或者力量来进行固定。

另外,图3和图4示出了本发明实施例制备的热熔胶的最终粘结强度(7天)和24小时剥离强度。如图3所示,本发明热熔胶施用7天之后的粘结强度均在5mpa以上,而对照的最终粘结强度为4.8mpa。另外,本发明热熔胶施用24小时后的剥离强度在1.7n/mm以上,而对照对于pa材质出现粘结失效,剥离强度为0.35n/mm。

以上结果说明所述热熔胶固化之后仍然具有良好的粘结强度,且相比较传统pur,可以实现低表面能被粘结物之间的牢固粘结。

3)本体强度和断裂伸长率测试

测试方法:将热熔胶制成0.2~2mm厚的膜,膜长宽均大于100mm,在23±2℃、50~60%rh条件下养护7天后,在冲片机上冲片成哑铃形样片,宽度6mm,拉伸段长度测试,拉伸速率300mm/min。

测试结果:图5和图6分别示出了本发明热熔胶在固化7天之后的本体强度和断裂伸长率,由图5可知,本发明热熔胶的本体强度最低达到12.2mpa,而对照组(hhd3542)的是9.5mpa,并且由图6可知,本发明热熔胶的断裂伸长率为至少300%,而对照的是860%。由以上结果可知,本发明热熔胶同时具有高的本体强度和断裂伸长率,因此可以实现固化后的热熔胶像普通的pur热熔胶那样返工。

4)硬度测试

测试方法:将热熔胶制成厚度50mm*50mm*5mm的形状,23±2℃、50~60%rh条件下养护7天后测试,邵氏硬度计测试。

测试结果:如图7所示,所述热熔胶在固化7天之后的邵氏硬度在30-70shorea的范围内,而传统pur硬度一般在shorea70~shored40,这说明所述热熔胶在固化之后更柔软,具有良好的抗冲击性能。在图7中,hhd3542的硬度为shored30,此处为了统一单位将用shorea表示。

5)表干时间测试

测试方法:点胶在常温平整特氟龙板材上,控制胶线宽度0.5mm,23±2℃、50~60%rh条件下用牙签轻轻触碰,测试表面无粘性为止。

测试结果:如图8所示,本发明热熔胶在施用后操作时间可长达半小时到一小时,相比较大多数传统pur的10分钟(对照组hhd3542的表干时间为4分钟)以下,具有更长的可操作时间。以上结果说明,本发明热熔胶表面结皮的时间与传统pur的10分钟或者更短时间相比,显著增加,这使得其点胶后施工的工艺可长可短,具有更加灵活的操作空间。

6)湿气透过率测试

测试方法:使用mocon设备测试,将热熔胶制备成胶膜厚度0.1~0.3mm,面积5cm2的片状样片,固定在设备中心圆孔,保证胶片能够完全覆盖整个圆孔,从箱体一边通入湿气,使湿气通过中心圆孔处热熔胶薄膜后进入干燥箱体中,湿气温度50℃,通过流量100sccm,通入一定时间后测试干燥箱体湿度,计算湿气透过率。

测试结果:如图9所示,本发明热熔胶的湿气透过率大致在1克每米尔/100平方英寸每天(gm·mil-1/(100in2·天-1))左右,相对于普通pur的10~15gm·mil-1/(100in2·天-1)(对照组hhd3542的湿气透过率为12.375gm·mil-1/(100in2·天-1)),本发明热熔胶的湿气透过率下降明显,仅为普通pur的1/10左右,这说明本发明热熔胶在完全固化之后具有极佳的湿气阻隔性能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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