聚异丁烯基钝化粘合剂转让专利
申请号 : CN201880012158.7
文献号 : CN110300784B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 张颖 , 瓦萨夫·萨尼 , 艾伯特·I·埃费拉茨
申请人 : 3M创新有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.粘合剂组合物用于使电子设备中的金属导体钝化的应用,所述粘合剂组合物包含:至少一种具有75,000或更低的重均分子量的低分子量聚异丁烯聚合物;
至少一种具有120,000或更高的重均分子量的高分子量聚异丁烯聚合物;以及任选地,至少一种增粘剂,
其中所述聚异丁烯和任选的增粘剂中的每一者具有不超过1ppm的卤素离子含量。
2.一种用于使电子设备组合物中的金属导体钝化的粘合剂组合物,包含:至少一种具有75,000或更低的重均分子量的低分子量聚异丁烯聚合物;
至少一种具有120,000或更高的重均分子量的高分子量聚异丁烯聚合物;
钝化剂;以及
任选地,至少一种增粘剂,
其中所述聚合物含有大于1ppm的卤素离子浓度,并且其中所述钝化剂选自苯并三唑、二唑、三嗪、硫醇、冠醚、肉桂酸酯、水杨醛。
3.根据权利要求1所述的粘合剂组合物用于使电子设备钝化的应用,其中所述组合物‑4
具有大于1.5×10 的60℃/5min的蠕变柔量。
4.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中所述钝化剂以基于总固体计0.1%至3%的量存在。
5.根据权利要求1所述的粘合剂组合物的应用,其中存在所述增粘剂并且所述增粘剂为非氢化或氢化的脂族烃增粘剂。
6.根据权利要求5所述的粘合剂组合物的应用,其中各组分的重量百分比为:1‑90%低分子量聚异丁烯、1‑80%高分子量聚异丁烯和1‑60%增粘剂。
7.根据权利要求1所述的粘合剂组合物的应用,其中所述粘合剂的厚度为0.001‑1mm。
8.根据权利要求1所述的粘合剂组合物的应用,其中所述组合物未交联。
9.根据权利要求1所述的粘合剂组合物的应用,其中所述组合物涂覆在基底上。
10.根据权利要求1所述的粘合剂组合物的应用,其中所述组合物位于两个基底之间。
11.根据权利要求9或10所述的粘合剂组合物的应用,其中所述基底中的一个或多个为剥离衬件。
12.根据权利要求9或10所述的粘合剂组合物的应用,其中所述基底中的一个或多个为光学膜、显示单元、触摸传感器或透镜。
13.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中存在所述增粘剂并且所述增粘剂为非氢化或氢化的脂族烃增粘剂。
14.根据权利要求13所述的粘合剂组合物,其中各组分的重量百分比为:1‑90%低分子量聚异丁烯、1‑80%高分子量聚异丁烯和1‑60%增粘剂。
15.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中所述粘合剂的厚度为0.001‑1mm。
16.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中所述组合物未交联。
17.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中所述组合物涂覆在基底上。
18.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中所述组合物位于两个基底之间。
19.根据权利要求17或18所述的粘合剂组合物,其中所述基底中的一个或多个为剥离衬件。
20.根据权利要求17或18所述的粘合剂组合物,其中所述基底中的一个或多个为光学膜、显示单元、触摸传感器或透镜。
说明书 :
聚异丁烯基钝化粘合剂
背景技术
迎。触摸屏可允许用户通过触摸触摸传感器面板来执行各种功能。为了制造这些设备,越来
越多地利用银纳米线、金属网(金属可为Cu、Ag、卤化Ag)、氧化铟锡(ITO)替代物。非ITO基导
电膜相对于ITO透明电极具有低电阻,这些ITO透明电极具有高电阻问题,在大型触摸传感
器应用中尤其如此。
℃和90%湿度)下时,银或铜迹线之间的氧化和电迁移将导致导电迹线中的连通性问题。实
际上,迹线之间的金属迁移可引起所谓的枝晶生长和迹线之间的桥接,这最终使电路短路。
相比之下,腐蚀能够破坏迹线,并且因此破坏穿过其中的电流。
一旦暴露于水分就容易失去其自发光,并且具有低功函数的高反应性阴极很容易被水分和
氧气腐蚀。
发明内容
烯聚合物、至少一种具有约120,000或更高的重均分子量的高分子量聚异丁烯聚合物,和任
选地至少一种增粘剂。聚异丁烯和任选的增粘剂中的每一者具有不超过1ppm的卤素离子含
量。
异丁烯聚合物、至少一种具有约120,000或更高的重均分子量的高分子量聚异丁烯聚合物、
钝化剂,和任选地至少一种增粘剂
附图说明
具体实施方式
响。该粘合剂具有低水蒸气传输速率(WVTR)、低含水量、低介电常数(Dk)和紫外线(UV)阻隔
特征。本文所述的钝化粘合剂可直接接触金属迹线而无需单独的钝化层,诸如无机氧化物
或有机涂层。即使具有低WVTR和低含水量,粘合剂仍在耐久性测试期间保持其光学质量,
即,该粘合剂保持高可见光透射率和低雾度。由于该粘合剂保持高可见光透射率和低雾度,
因此其可有利地用于触摸传感器面板的可见区域中。尤其是那些在设备的环境暴露条件下
为颜色中性且颜色稳定,并且可用作光学透明的粘合剂(OCA)的制剂。另外,本文所述的粘
合剂提供良好的一致性,赋予腐蚀保护,并提供流动特性以覆盖传感器迹线、柔性印刷电路
(FPC)和任何显示器覆盖油墨阶。
碳正离子盐(三苯甲基和卓鎓阳离子)制备的聚合物,例如聚异丁烯、聚丁烯和丁基橡胶醚。
合物”)的组合,以及一种或多种各自具有120,000和更高的重均分子量的PIB聚合物(在下
文中称为“高分子量PIB聚合物”)的组合。此类重均分子量可通过针对聚苯乙烯标准物进行
凝胶渗透色谱法确定。
的存在下单独地聚合异丁烯或者聚合作为异丁烯与正丁烯、异戊二烯或丁二烯的组合来制
备。适宜的聚异丁烯聚合物以商品名VISTANEX(Exxon化学公司)、HYCAR(Goodrich公司)、
OPPANOL(BASF AG)和JSR BUTYL(日本丁基有限公司)可商购获得。这些聚异丁烯中的一些
可商购获得,其中卤素离子水平低于分析检测限(所谓的B级,如Oppanol‑B),而其它的则可
具有更高的卤素含量。在某些情况下,可使用与不含卤素离子的增粘剂(例如二环戊二烯衍
生的增粘剂)组合的B级聚合物而不为用于电子迹线的金属添加额外的稳定剂或钝化剂。它
们的低含水量和低极性可向它们直接接触的金属提供足够的钝化。当使用具有较高卤素离
子浓度的PIB级和/或添加剂时,可能需要钝化剂以在某些环境暴露条件下进一步使金属钝
化。
外,本发明的聚合物可含有大于1ppm的卤素离子浓度,这可引起铜和其它金属的腐蚀,从而
使得它对于直接接触金属迹线是关键要求的应用是不可取的。当卤素离子浓度处于腐蚀成
为问题的水平下时,杂环化合物,尤其是基于氮的化合物诸如唑衍生物,是有效的抑制剂,
或者也被称为钝化剂。此类化合物可通过它们的氮原子孤对电子与铜(和其它一些金属)配
位,以形成具有高耐腐蚀性的复合物。这些复合物在铜表面上形成吸附的保护性膜,从而通
过充当对侵蚀性离子诸如氯离子的屏障来提供腐蚀抑制。合适的腐蚀抑制剂的示例包括但
不限于具有富电子官能团诸如氮、硫和氧以及共轭双键的化合物。此类化合物的示例包括
苯并三唑、二唑、三嗪、硫醇、冠醚、肉桂酸酯、水杨醛(salicylidene)等。如果粘合剂组合物
中存在痕量的酸性物质,并且这些酸性物质可被具有碱性氮的化合物中和,则此类具有碱
性氮的化合物可以是特别有用的。
组合是特别有利的,因为该组合提供了宽范围的所需特征。低分子量PIB通过降低配混的粘
合剂混合物的熔体粘度而促进热熔融挤出过程中的加工。在溶剂加工中,低分子量有利于
溶剂在干燥过程中更快地扩散,从而能够形成更厚的涂层。而且,低分子量PIB赋予粘合剂
适形能力,这实现油墨阶覆盖,以及在不同表面上的适当润湿度,这些是粘合剂中的关键特
征。高分子量赋予粘合剂体系内聚力,这改善了粘合力、剪切强度、拉伸强度、室温和高温尺
寸稳定性。这些特性对于粘合剂是关键的,并且不同的应用可能需要宽范围的组合物以适
应每种特定应用的特定特征。存在于粘合剂组合物中的低分子量PIB的量可在按重量计1‑
90%的范围内,并且存在于粘合剂中的高分子量PIB的量可在按重量计1‑80%的范围内。可
使用多于一种的低分子量PIB和多于一种的高分子量。
加了组合物的Tg(玻璃化转变温度),并且可将其储能模量降低至高于Tg,从而使其具有更
低的弹性和更大的可流动性,诸如层压过程中符合油墨阶所需的条件。然而,增粘剂的相同
添加可能使粘弹性平衡向粘性行为转变过多,诸如在需要最小蠕变并因此需要更小的可流
动性的那些情况下。因此,增粘剂的添加是任选的,并且其存在和浓度取决于具体应用。
100重量份之间。在一些实施方案中,基于聚异丁烯组分,使用的这些增粘剂通常在10和60
重量份/100重量份之间。
于萜烯酚醛的树脂和基于芳族改性的萜烯的树脂;以及通过使这些基于萜烯的树脂氢化获
得的氢化的基于萜烯的树脂;以及衍生自石油的树脂,诸如基于C9的石油树脂及其氢化变
型(环脂族),或混合的合成树脂,诸如通过使石油树脂的C9级分和C5级分共聚获得的那些
及其氢化变型。这些增粘剂的可混溶性和着色性较差,因此在可接受的雾度较小且浓度较
低的情况下使用,因此粘合剂颜色是可接受的。
了降低组合物的储能模量之外,它还允许降低组合物的玻璃化转变温度。这赋予组合物更
高的流动特征,这在需要适形于诸如油墨阶、柔性连接等的特征的应用中是有利的。在需要
无缺陷层合覆盖油墨阶的应用中,已知具有较高蠕变柔量的粘合剂组合物提供更好的油墨
4
阶覆盖。在一个实施方案中,大于1.5×10的蠕变柔量适用于商业油墨阶特征部上的最佳
层合覆盖。
或它们的组合。光稳定剂的示例包括但不限于受阻胺光稳定剂(HALS)。本发明的粘合剂片
材可具有中性色和低雾度,这是光学透明的粘合剂所需的。本发明的粘合剂片材具有清楚
的UV截留,UV截留的示例包括但不限于在380nm波长下小于1.5%的透射率(%T)、在400nm
波长下小于84%和在410nm波长下高于96%及以上,其可有效地阻隔UV光或甚至紫色光,但
不会引起过多的黄色。
清除剂填料、干燥剂、交联剂、颜料、增量剂、软化剂、树脂稳定剂。可单独地或者组合其中的
两种或更多种来使用这些添加剂。
重量%的浓度范围添加额外的添加剂,在下文中如上所述称为“钝化剂”。这使得粘合剂组
合物对金属无腐蚀性。
底的至少一个主表面相邻的PIB压敏粘合剂组合物的光学透明粘合剂层。层合物还可包括
永久性地或暂时地附接到压敏粘合剂层的第二基底,并且压敏粘合剂层位于光学透明基底
和第二基底之间。
或透镜。光学膜意在增强、调控、控制、维持、透射、反射、折射、吸收、延迟或以其它方式改变
投射在光学膜表面上的光。包括在层合物中的光学膜包括具有光学功能的材料类别,诸如
偏振器、干涉型偏振器、反射型偏振器、漫射器、有色光学膜、镜面、百叶式光学膜、光控制
膜、透明片、增亮膜、抗炫光和抗反射膜等等。用于所提供的层合体的光学膜还可包括延迟
板,诸如四分之一波长和半波长相位延迟光学元件。其它光学透明的膜可包括透光塑料(诸
如聚酯、环烯烃共聚物、透光型聚酰亚胺、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯)、抗裂膜和电磁干
扰滤波器。这些膜中的一些也可用作ITO(即,氧化铟锡)涂层或图案化的基底,诸如使用用
于制造触摸传感器的那些。本发明的PIB粘合剂的低吸水性和WVTR提供稳定的低介电常数
粘合剂,该粘合剂可非常有利地用于触摸传感器的应用中,既保护传感器和集成导体免受
环境和腐蚀的影响,又最小化传感器的电子噪声通信。
光学元件可用于例如电子显示器(例如,液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)、建筑应
用、运输应用、投影应用、光电应用和图形应用。合适的光学元件包括但不限于窗用玻璃(例
如,窗户和挡风玻璃)、屏幕或显示器、偏振光分束器,ITO涂覆的触摸传感器,诸如使用玻璃
或透光塑料基底的那些,和反射器。
如,膜)来形成制品。如果使用剥离衬件,则可将层转移到另一个基底上。该另一个基底可为
例如电子显示器组件的部件。即,可将该层层合至另一个基底上。通常将膜层合在第一基底
和第二基底之间(即,压敏粘合剂层位于第一基底和第二基底之间)。
提及的所有份数、百分比和比率均按重量计。
加Tinuvin 928、Tinuvin 477、Tinuvin 123和BHT。然后,将制得的溶液涂覆在50μm厚剥离
膜RF22N上,并于70℃下在烘箱中干燥30分钟。在干燥之后PSA的厚度为25μm。随后,将该PSA
‑4
表面与50μm厚剥离膜RF02N层合。样品具有60C/5min的蠕变柔量0.50×10 。
加Tinuvin 928、Tinuvin 477、Tinuvin 123和BHT。然后,将制得的溶液涂覆在50μm厚剥离
膜RF22N上,并于70℃下在烘箱中干燥30分钟。在干燥之后PSA的厚度为25μm。随后,将该PSA
‑4
表面与50μm厚剥离膜RF02N层合。样品具有60C/5min的蠕变柔量1.84×10 。
加Tinuvin 928、Tinuvin 477、Tinuvin 123和BHT。然后,将制得的溶液涂覆在50μm厚剥离
膜RF22N上,并于70℃下在烘箱中干燥30分钟。在干燥之后PSA的厚度为25μm。随后,将该PSA
‑4
表面与50μm厚剥离膜RF02N层合。样品具有60C/5min的蠕变柔量0.50×10 。
液添加Tinuvin 928、Tinuvin 477、Tinuvin 123、BHT和4‑氨基‑5‑苯基‑4H‑1,2,4‑三唑‑3‑
硫醇。然后,将制得的溶液涂覆在50μm厚剥离膜RF22N上,并于70℃下在烘箱中干燥30分钟。
在干燥之后PSA的厚度为25μm。随后,将该PSA表面与50μm厚剥离膜RF02N层合。样品具有
‑4
60C/5min的蠕变柔量1.84×10
带层合到LCD玻璃上。然后移除另一侧的剥离衬件,并置于65oC/90%RH中500小时。在50X显
微镜下检查并记录相对于顶侧铜片(非LCD侧)所看到的任何腐蚀。测试结果在图2a‑2h中示
出。
样品的蠕变柔量(J)。通过将聚合物材料涂覆到硅树脂剥离衬件上并且在真空炉中在160℃
下干燥来制备样品。然后将所得的聚合物膜在140℃下压制至大约1毫米(0.039英寸)的厚
度。在环境条件下冷却至室温后,然后使用直径为8毫米(0.315英寸)的圆形口模冲压样品,
并在移除剥离衬件后粘附到8毫米直径的上平行板上。将具有聚合物膜的板位于流变仪中
的Peltier板上方并置于其上,暴露的聚合物样品表面接触Peltier板,并且压缩聚合物膜,
直到样品的边缘与顶板的边缘一致。然后在0克+/‑15克的标称轴向力下,在测试温度下平
衡温度2分钟。两分钟后,停用轴向力控制器,以便在测试的剩余时间期间保持固定间隙。对
样品施加8,000帕斯卡的应力300秒,并记录287秒时的蠕变柔量(J)。
包含六个电路,如图1所示。使用EXTECH万用表380198测量每个电路的电阻(单位为kOhm),
并将它们平均为初始电阻R0,无环境暴露。然后将样品置于65℃/90%RH环境舱中并在t小
时环境暴露后测量Rt。电阻变化百分比相对于环境暴露时间的计算如下:%电阻变化=
100*(Rt‑R0)/R0,其中R0是没有环境暴露的初始电阻,Rt是t小时环境暴露后的电阻。测试结
果汇总在表2中。
40%),然后在60℃和6kg/cm的压力下高压消毒15分钟。与油墨阶重叠的粘合剂为约0.2至
0.5mm。然后,从粘合剂移除第二剥离衬件,并且手工层合2mil SH 81PET,并使样品通过
2
40PSI加压橡胶辊层合机。然后将样品在60℃和6kg/cm压力的条件下再次高压消毒15分
钟。然后将样品在环境舱中调理以进行耐久性测试。在特定时间间隔后,检查气泡或分层。
结果汇总在表3中,其中“良好”意味着没有观察到气泡或分层。表中指示的“不好”意味着观
察到气泡、分层或两者。
提供更好的油墨阶覆盖。在一个实施方案中,大于1.5×10的蠕变柔量适用于商业油墨阶
特征部上的最佳层合覆盖。
65℃,相对湿度为90%。样品应在环境条件中浸泡指定时间,诸如0、72、168、336和504hr。浸
泡时间后,应将样品从室中取出,并在室温和湿度条件下,即25℃和40‑45%RH下静置24小
时。在Dk测量之前,将两个150μm的片层合在一起。然后,应对样品进行介电常数测量。测量
设备可被定位于标准的工作室条件下。根据ASTM D150使用宽带Novocontrol电介质光谱仪
测量介电常数和电耗散因数(tanδ)。