丙烯酸热熔粘合剂
阅读：268发布：2023-01-24
专利汇可以提供丙烯酸热熔粘合剂专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于TFT/LCD应用中的 层压 件的、包含 辐射 可 固化 PSA层的高度可固化偏光膜具有高的耐湿性和热耐性。在一种实施方式中， 粘合剂 包括UV可固化 丙烯酸 聚合物 、相容的 增粘剂 、多官能不饱和低聚物和长链丙烯酸烷酯 单体 。，下面是丙烯酸热熔粘合剂专利的具体信息内容。
1.辐射可固化热熔粘合剂组合物，其包括丙烯酸聚合物和长链丙烯酸 烷酯单体。
2.权利要求1所述的组合物，进一步包括相容的增粘剂。
3.权利要求1所述的组合物，其中所述丙烯酸烷酯单体选自丙烯酸十 二酯、丙烯酸异癸酯和它们的混合物。
4.权利要求1所述的组合物，其包括光敏引发剂。
5.权利要求4所述的组合物，其中所述光敏引发剂结合到所述丙烯酸 聚合物。
6.权利要求5所述的组合物，其中所述丙烯酸聚合物包括C4至C8 的丙烯酸烷酯。
7.权利要求6所述的组合物，其中所述UV可固化丙烯酸聚合物包括 丙烯酸2-乙基己酯。
8.权利要求7所述的组合物，其中所述光敏引发剂包括二苯甲酮基团。
9.权利要求1所述的组合物，进一步包括多官能不饱和低聚物。
10.权利要求5所述的组合物，其包括1wt％至20wt％的丙烯酸烷酯 单体、0至30wt％的相容的增粘剂、0至15wt％的多官能不饱和低聚 物、0至2wt％的另外的光敏引发剂和0至2％的稳定剂。
11.权利要求1-10的任一项所述的组合物，其已通过UV辐射固化。
12.制品，其包含权利要求11所述的已固化热熔粘合剂组合物。
13.偏光膜，其包括UV固化压敏粘合剂组合物。
14.权利要求13所述的偏光膜，其中所述粘合剂组合物通过使包含UV 可固化丙烯酸聚合物和长链丙烯酸烷酯单体的组合物固化来制备。
15.权利要求14所述的偏光膜，其中所述组合物进一步包括相容的增 粘剂和多官能不饱和低聚物。
16.权利要求15所述的偏光膜，其中所述组合物包括具有大约105℃的 软化点的氢化松香酯增粘剂。
17.权利要求16所述的偏光膜，其中所述组合物包括选自丙烯酸十二 酯、丙烯酸异癸酯和它们的混合物的丙烯酸烷酯单体。
18.权利要求17所述的偏光膜，其进一步包括剥离衬垫。
19.权利要求13-18的任一项所述的偏光膜，其中所述粘合剂作为熔体 应用。
20.权利要求13-18的任一项所述的偏光膜，其中所述粘合剂以溶液形 式应用。
发明领域
[0001]本发明涉及辐射可固化热熔组合物以及这种粘合剂——特别是 UV可固化丙烯酸粘合剂——在制备用于制造LCD/TFT系统的层压偏 光膜(laminated polarized film)中的应用。
发明背景
[0002]液晶显示器(LCD)是普通的显示器，广泛用于应用如笔记本电 脑、计算器、电子手表和时钟、微波炉显示器、掌上游戏机，以及其 它最终使用的应用。这些设备采用液晶是因为液晶可预测地以控制光 通道(light passage)的方式对于电流产生反应。
[0003]在LCD的制造中，液晶材料被夹心在两层玻璃衬底之间，而偏 光膜被添加到每一衬底的外面。目前，溶液型丙烯酸粘合剂被用于制造 偏光膜组件或层压件。这些粘合剂限制了生产速度并且出现了其它问题 如收缩。
[0004]本领域需要可用于制造偏光膜层压件的其它类型的粘合剂。本发 明致力于解决这种需要。发明简述
[0005]本发明提供了辐射可固化热熔粘合剂组合物和包含辐射固化热 熔粘合剂的制品。
[0007]本发明的另一实施方式涉及包含粘合剂的制品，所述粘合剂永久 地粘附到制品的衬底并且可以用于将所述衬底连接到所述制品的第二 衬底或连接到另一制品。本发明的制品包括胶带、标签、转移膜和类似 物。
[0008]在一种优选的实施方式中，所述制品是偏光膜。令人惊讶的是发 现UV可固化粘合剂可以有利地用于偏光膜的层压，所述偏光膜用在 LCD面板的装配中。UV可固化粘合剂在制造偏光膜中的应用提供了 具有高耐湿性和耐热性的膜。已经发现，具有高耐热性和耐湿性的膜 可以使用UV可固化粘合剂获得。
[0009]本发明的另一实施方式涉及包含偏光膜的制品，其中所述偏光膜 包括UV可固化丙烯酸粘合剂。所考虑的是LCD和包括LCD元件的 制品。
[0010]本发明的另一实施方式涉及使用UV可固化粘合剂制造偏光膜 的方法。在一种优选的实施方式中，粘合剂包括UV可固化丙烯酸聚合 物、长链(C6或C6以上)丙烯酸烷酯单体、相容的增粘剂和多官能 丙烯酸单体。附图简述
[0011]图1是显示偏光膜在TFT/LCD面板中的位置的一般性图。
[0012]图2是偏光膜的展开图。发明详述
[0013]现在已经发现，采用辐射可固化丙烯酸聚合物制备的粘合剂组合 物，特别是UV可固化压敏热熔粘合剂组合物，可以有利地用于制备 在LCD设备的制造中通常使用的类型的偏光膜。
[0014]术语“热熔压敏粘合剂”或“热熔压敏粘合剂组合物”，如在下文中 使用的，意即这样的粘合剂或粘合剂组合物，其在通过将粘合剂或粘 合剂组合物应用到基底材料如纸、织物或塑料膜生产粘合物品时能够 通过将其作为热熔体应用到基底材料上而在所述基底材料上形成压敏 粘合剂层或压敏粘合剂组合物层。
[0015]术语“压敏粘合剂”在本文用于指粘弹性材料，其通过应用轻微 压力而即时粘附到大多数衬底上并且永久保持粘性。
[0016]如本文使用的术语“增粘剂”意即可用于赋予热熔粘合剂组合物 粘性或将粘性提高到预定期望水平或改良剥离粘合性的任何组分。 ASTM D-1878-1T将粘性定义为“能使材料在与另一表面接触时立即 形成可测强度的结合的材料特性”。
[0017]如本文使用的术语“辐射可固化粘合剂”意即在暴露于光化性 辐射和/或离子辐射时可固化的粘合剂组合物。术语“辐射”在本文用于 包括光化性辐射如紫外线辐射和由电子或高度加速的核粒子如中子、α 粒子等的发射而产生的离子辐射。
[0018]用于本发明的实践的辐射可固化粘合剂一般包括丙烯酸聚合物， 作为基质树脂。取决于本发明的组合物和预期的固化，所述组合物还可 以包括光敏引发剂和/或增粘剂。
[0019]可以使用的光敏引发剂的例子包括下列的一种或多种：二苯甲 酮、苄基二甲醛缩苯乙酮、异丙基噻吨酮、二(2，6-二甲氧基苯甲酰 基)(2，4，4-三甲基戊基)氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基 (2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、1-羟基环己基苯酮、2-苄基-2-(二甲基 氨基)-1-4-(4-吗啉基)苯基-1-丁酮、α，α-二甲氧基-α-苯基乙酰苯、2，2-二 乙氧基乙酰苯、2-甲基-1-4-(甲基硫代)苯基-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、2-羟 基-1-4-(羟基乙氧基)苯基-2-甲基-1-丙酮。
[0020]一种优选的辐射可固化粘合剂包括丙烯酸聚合物，作为基质树 脂。丙烯酸聚合物的混合物或掺和物可以用于本发明的实践中。丙烯 酸聚合物可以期望地结合到光反应性基团(本文是指UV可固化丙烯 酸聚合物)。优选的UV可固化丙烯酸聚合物包括丙烯酸聚合物主链分 子，其用聚合的光反应性基团修饰，例如化学结合到丙烯酸聚合物链的 修饰的二苯甲酮基团。所述聚合物通过UV辐射激发光敏引发剂引起的 化学接枝进行交联。结合的光敏引发剂基于丙烯酸聚合物的重量一般以 大约0.1wt％至大约5wt％的量存在。
[0021]特别优选的UV丙烯酸共聚物包括C4至C8丙烯酸烷酯，并且 已结合有二苯甲酮侧基。这种UV可固化聚合物以商品名为 UV从BASF商业可得。这些材料是不含溶剂和不含水的丙烯酸原料。 这些聚合物在室温下是高粘性液体，并且必须加热到大约120-130℃的 温度才变得具有足够的流动性(粘度约40Pas)，以用于在纸或塑料载 体上的涂布过程。在该温度，它们可以应用传统的热熔涂布系统而施加 在支撑的衬底或载体上。因而它们被加工为热熔体。涂布在载体上之后， 聚合物膜通过UV辐射而交联，以产生所需的粘合性。
[0022]特别优选的UV丙烯酸共聚物包括丙烯酸2-乙基己酯，其已结 合有二苯甲酮侧基。这种UV丙烯酸共聚物以商品名A 203 UV和A 204 UV从BASF商业可得。包含丙烯酸丁酯作为主 要成分的BASF的A 258 UV产品也可以用于本发明的实践中， 如DS 3532(聚丙烯酸乙基己酯，带有结合的光敏引发剂)一样。其它 有用的UV可固化聚合物包括DS 3552X，也可从BASF商业可得。
[0023]本发明的粘合剂一般包括大约50wt％至多至大约95wt％的UV- 可固化聚合物。
[0024]本发明的粘合剂也将包含长链丙烯酸烷酯单体。长链丙烯酸烷酯 意即含有C7或C7以上的烷基的丙烯酸烷酯。优选的是C6至C30丙烯 酸烷酯，更典型地是C7至C20丙烯酸烷酯，及其混合物。可以用于本 发明实践的长链丙烯酸烷酯的非限制性例子包括丙烯酸十二酯和丙烯 酸异癸酯(isodecylate acrylate)。丙烯酸十二酯和丙烯酸异癸酯从 Sartomer(例如分别是SR 335和SR 395)和Eternal Chemical Company (例如分别是EM 215和EM219)商业可得。
[0025]本发明的粘合剂将典型地包含约1wt％至可达约20wt％的长 链丙烯酸烷酯。
[0026]本发明的粘合剂也可以——如果需要用于例如改良剥离粘合性 ——包含相容的增粘剂。相容的增粘剂意味着，如本领域技术人员会 理解的，能够与粘合剂聚合物例如丙烯酸聚合物混合的增粘剂。在一 种优选的实施方式中，增粘剂是松香基增粘剂，并且更具体地，松香 酯和松香酸及其氢化形式。实例包括Foral 85(Eastman)、Pine Crystal KE 311(Arakawa)和Staybelite Ester 10(Hercules)，以及聚乙烯醚，如来自 BASF的Lutonal M40等级。其它有用的增粘剂包括脂肪烃和芳香烃树 脂，如，例如，α甲基苯乙烯树脂，其具有小于约110℃的软化点。实 例包括Kristalex 3085(Kristalex F85)——具有大约85℃的软化点的α-甲 基苯乙烯树脂，可从Eastman Chemical商业可得。其它有用的增粘剂包 括Nikanol H，其是商业可得的二甲苯树脂增粘剂。
[0027]增粘剂的水平一般上至大约40wt％，更典型地从0至约30wt ％。
[0028]在一种特别优选的实施方式中，粘合剂也包含多官能不饱和低聚 物。优选的是含有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能度的多官能丙烯酸单 体，如从Sartomer商业可得的SR 295和从Eternal Chemical Company 商业可得的EM 241。
[0029]本发明的粘合剂典型地包含大约0wt％至多达约15wt％的多 官能低聚物。
[0030]本发明的组合物可以包括本领域技术人员已知的其它添加剂。这 些添加剂可以包括但不限于，聚烯烃、另外的光敏引发剂、颜料、填料、 荧光添加剂、流动和匀平添加剂、润湿剂、表面活性剂、消泡剂、流变 改性剂、稳定剂和抗氧化剂。
[0031]在一种实施方式中，本发明的粘合剂还可以包含聚烯烃聚合物。 这种聚合物包括半晶质的或无定形的聚烯烃和含乙烯的聚合物或共聚 物以及它们的掺和物。在一个实施方式中，所述粘合剂包括至少一种乙 烯共聚物，并且可以包括两种或两种以上聚合物的掺和物。如本文使用 的，术语乙烯共聚物是指乙烯的均聚物、共聚物和三聚物或多聚物。乙 烯共聚物的例子包括具有可以和乙烯共聚合的一种或多种极性单体的 共聚物，极性单体如醋酸乙烯酯或其它一元羧酸的乙烯酯，或丙烯酸或 甲基丙烯酸或它们与甲醇、乙醇或其它醇形成的酯。包括的是乙烯醋酸 乙烯酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸正丁酯、乙烯丙烯酸、乙烯甲基 丙烯酸酯及其混合物和掺和物。其它的实例包括但不限于，聚乙烯、乙 烯/α-烯烃共聚体、聚(丁烯-1-乙烯)、无规立构聚丙烯、低密度聚乙烯、 匀质线性乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯丙烯酸正丁酯共聚物和乙烯乙烯酯 共聚物)。无规共聚物和嵌段共聚物以及其掺和物可以用于本发明的实 践。特别有用的是聚乙烯/聚丙烯Licocene共聚物(由Clariant供应)。
[0032]当被使用时，聚烯烃典型地以多达大约50wt％，更典型地以大 约10wt％至多达大约30wt％的量存在。
[0033]抗氧化剂被典型地加入以保护成分在粘合剂组合物的制备和应 用过程中不被降解并且确保长期的热稳定性，而不妨碍聚合物的辐射固 化。
[0034]一般而言，按重量计可达3％的一种或更多种抗氧化剂被包含 在粘合剂组合物中。通常，0至大约3wt％，更典型地按重量计大约 0.1％至大约3％，甚至更典型地按重量计大约0.4％至按重量计大约 2.0％。
[0035]在从大约130℃但是不超过150℃的温度下，将UV可固化聚合 物和其它期望的组分如功能性单体、增粘剂和抗氧化剂混合在一起，直 到清澈的混合物形成。可以通过应用真空除去夹带的空气。
[0038]本发明的压敏粘合剂可以有利地用于制备在制造LCD中使用的 偏光膜。LCD的结构和功能是技术人员熟知并理解的，因此这里不作 详细说明。但是，一般地，LCD具有图1示出的一般性构造。有源(active) LCD取决于在玻璃衬底上的基体中排列的薄膜晶体管(TFT)。
[0039]参看图1，光源位于LCD的正后面。从该光源，光线将穿过偏 光器以均一地偏振所述光，使其可以通过液晶基体起作用。然后光束将 通过LC基体(例如TFT)，其将决定该像素是否应该“开”或“关”。如果 该像素处于“开”，则液晶盒被电激活，并且液体中的分子将按一个方向 排列。这将使得光通过而不发生变化。如果该像素处于“关”，则电场从 液体中移去，并且所述分子处于散布状态。这显著地减少了在该像素通 过显示器的光。
[0040]在彩色显示器中，在光穿过液晶基体之后，其通过滤色器(通常 是玻璃)。此滤色器阻挡除了在该像素范围内的那些波长之外的所有光 波长。在典型的RGB显示器中，滤色器被并入位于上面的显微着色的 玻璃，以使每一单独像素成为红色、绿色或蓝色。在光束通过所述滤 色器之后，其还穿过另一起偏振器以锐化图像并消除眩光。然后所述图 像可以观看。
[0041]用于LCD/TFT显示器的偏振器类型是多组分膜组件，其具有图2 所示的一般结构。典型的层包括聚醋酸乙烯酯(PVA)膜、三乙酰基纤维 素(TAC)膜和抗静电保护膜层、压敏粘合剂(PSA)和剥离衬垫。在 根据本发明的偏光膜的制造中，UV可固化压敏粘合剂被用作PSA层并 且典型地应用于剥离衬垫，固化，然后应用到膜组件。在除去剥离衬 垫之后，偏光膜可以并入LCD。UV可固化粘合剂将典型地以5gsm至大 约60gsm的涂布重量应用。
[0042]除了作为熔体涂布粘合剂之外，粘合剂可以——如果需要——溶 于有机溶剂如乙酸乙酯，并且以UV可固化粘合剂的溶液的形式应用。
[0043]已经发现，可以采用UV丙烯酸聚合物，制备高度可固化的偏光 膜。特别优选用于制造偏光膜的是UV可固化粘合剂膜，其包含长链烷 基(C6或C6以上)丙烯酸单体，并且还可以期望地包含相容的增粘剂 和多官能丙烯酸单体。应用本文描述的粘合剂，可以获得这样的膜，其 具有光学级应用所需要的透明外观、具有小于1,000g/in的玻璃剥离强 度，并且具有极佳的湿度和热性能。
[0044]本发明将在下列实施例中被进一步描述，其被包含用于说明的目 的并且不意图以任何方式限制本发明的范围。实施例
[0045]在下列实施例中，如下进行所采用的测试方法。
[0046]应用具有50mj/平方米剂量的UV-C光源，固化包含粘合剂的 膜(20μm±2μm涂布重量)。
[0047]使用具有300mm/分钟的拉伸速度和180°剥离方向的拉伸机 器，测量玻璃剥离强度数据。
[0048]在65％ RH/65℃和85％ RH/85℃、500小时试验后，在500小 时之后检测粘合剂的高耐湿和耐热性能。
[0049]下列成分被用于制备例证性的粘合剂：A 204，具有结合的二苯甲酮基团、含丙烯酸2-乙基己 酯的聚合物，BASF。
丙烯酸十二酯，SR-335，Sartomer。
丙烯酸异癸酯，SR-395，Sartomer。
四丙烯酸季戊四醇酯(多官能单体)，SR-295，Sartomer。
15％ EOEOEA中稀释的脂肪族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯， 6148J-75，Eternal Chemical Co.
15％HDDA中稀释的脂肪族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯，611B-85， Eternal Chemical Co.
Irgacure 819，二酰基磷化氢光敏引发剂，Ciba Specialty Chemicals.
Kristalex 3085，烃松香，Eastman Chemical Co.
Foral 85，氢化松香，Eastman Chemical Co.
实施例1
丙烯酸十二酯，SR-335，Sartomer。
丙烯酸异癸酯，SR-395，Sartomer。
四丙烯酸季戊四醇酯(多官能单体)，SR-295，Sartomer。
15％ EOEOEA中稀释的脂肪族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯， 6148J-75，Eternal Chemical Co.
15％HDDA中稀释的脂肪族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯，611B-85， Eternal Chemical Co.
Irgacure 819，二酰基磷化氢光敏引发剂，Ciba Specialty Chemicals.
Kristalex 3085，烃松香，Eastman Chemical Co.
Foral 85，氢化松香，Eastman Chemical Co.
实施例1
[0050]制备了粘合剂配制物并且记录了性能特性结果。表1示出了组分 和性能。表1
1 2 3 4 5 6 7 8 按重量计的份数 A204 75 75 75 75 75 75 75 75 15％ EOEOEA中 稀释的脂肪族氨基 甲酸乙酯丙烯酸酯 10 10 15％HDDA中稀释 的脂肪族氨基甲酸 乙酯二丙烯酸酯 10 10 丙烯酸十二酯 5 10 丙烯酸异癸酯 5 10 SR 295 5 5 5 5 5 5 5 5 Kristalex 3085 10 10 15 12 Foral 85 10 10 15 12 Igacure 819 1 1 1 1 1 1 1 1 耐湿性和热耐性 (通过(P)/失败(F)) F 在 RH 95％ 65℃ F 在 RH 95％ 65℃ F 在 RH 95％ 65℃ F 在 H 95％ 65℃ P RH 95％ 85℃ 500 小时 P RH 95％ 85℃ 500 小时 P RH 95％ 85℃ 500 小时 P RH 95％ 85℃ 500 小时 剥离强度 gf/英寸玻璃 600 800 700 900 400 600 550 900
F＝失败
P＝通过
1 2 3 4 5 6 7 8 按重量计的份数 A204 75 75 75 75 75 75 75 75 15％ EOEOEA中 稀释的脂肪族氨基 甲酸乙酯丙烯酸酯 10 10 15％HDDA中稀释 的脂肪族氨基甲酸 乙酯二丙烯酸酯 10 10 丙烯酸十二酯 5 10 丙烯酸异癸酯 5 10 SR 295 5 5 5 5 5 5 5 5 Kristalex 3085 10 10 15 12 Foral 85 10 10 15 12 Igacure 819 1 1 1 1 1 1 1 1 耐湿性和热耐性 (通过(P)/失败(F)) F 在 RH 95％ 65℃ F 在 RH 95％ 65℃ F 在 RH 95％ 65℃ F 在 H 95％ 65℃ P RH 95％ 85℃ 500 小时 P RH 95％ 85℃ 500 小时 P RH 95％ 85℃ 500 小时 P RH 95％ 85℃ 500 小时 剥离强度 gf/英寸玻璃 600 800 700 900 400 600 550 900
F＝失败
P＝通过
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