可紫外固化组合物、可紫外固化胶膜和可紫外固化胶带转让专利

申请号 : CN201911313438.4

文献号 : CN112980352B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 张恩重郇恒宇任璞孙新欣

申请人 : 3M创新有限公司

摘要 :

本发明提供一种可紫外固化组合物、一种可紫外固化胶膜和一种可紫外固化胶带。所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:25‑60重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物;20‑60重量%的环氧树脂;5‑20重量%的玻璃泡;0.3‑8重量%的含羟基化合物;和0.5‑5重量%的光引发剂。根据本发明的技术方案,通过在可紫外固化体系中加入玻璃泡,可以使固化后的胶膜达到内聚破坏。本发明提供的可紫外固化产品可以在初粘性、固化后结构强度、无气味或低气味等性能方面实现良好的平衡。

权利要求 :

1.一种可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:

25‑60重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物:

20‑60重量%的环氧树脂;

5‑20重量%的玻璃泡;

0.3‑8重量%的含羟基化合物;和

0.5‑5重量%的光引发剂,

其中所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:A.玻璃泡的平均真密度在0.35g/cc至0.6g/cc的范围内;和B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少20兆帕斯卡。

2.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,其中在所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中,以所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的重量为100重量%计,醋酸乙烯酯重复单元的含量为60‑

90重量%。

3.根据权利要求2所述的可紫外固化组合物,其中在所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中,以所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的重量为100重量%计,醋酸乙烯酯重复单元的含量为70‑

80重量%。

4.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,其中所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物是预交联的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物或非交联的乙烯‑醋酸乙烯酯线性聚合物。

5.根据权利要求4所述的可紫外固化组合物,其中所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物是非交联的乙烯‑醋酸乙烯酯线性聚合物。

6.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,其中所述环氧树脂选自脂环式环氧树脂或环氧化聚烯烃中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,其中所述环氧树脂的环氧当量在150至

600的范围内。

8.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,其中所述含羟基化合物选自由下列各项组成的组中的一种或多种:多元醇、多元醇的酯以及多元醇的醚。

9.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,其中所述可紫外固化组合物包含4‑8重量%的含羟基化合物。

10.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,其中所述光引发剂为阳离子型光引发剂。

11.根据权利要求10所述的可紫外固化组合物,其中所述阳离子型光引发剂选自重氮盐光引发剂、碘鎓盐光引发剂、硫鎓盐光引发剂、锑鎓盐光引发剂和铁芳烃盐光引发剂中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物还包含导电剂、导热剂、阻燃剂和填充剂中的一种或多种。

13.根据权利要求12所述的可紫外固化组合物,其中所述导电剂是导电颗粒或导电纤维;所述导热剂是导热颗粒或导热纤维;并且所述填充剂是气相二氧化硅。

14.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物不含溶剂。

15.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为

100重量%计包含:30‑55重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物。

16.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为

100重量%计包含:26‑51重量%的环氧树脂。

17.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为

100重量%计包含:7‑18重量%的玻璃泡。

18.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为

100重量%计包含:1‑7重量%的含羟基化合物。

19.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:A.玻璃泡的平均真密度在0.38g/cc至0.6g/cc的范围内;和B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少28兆帕斯卡。

20.根据权利要求1所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为

100重量%计包含:

30‑55重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物;

26‑51重量%的环氧树脂;

7‑18重量%的玻璃泡;

1‑7重量%的含羟基化合物;和

0.8‑4重量%的光引发剂,

其中所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:A.玻璃泡的平均真密度在0.38g/cc至0.6g/cc的范围内;和B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少28兆帕斯卡。

21.一种可紫外固化胶膜,所述可紫外固化胶膜由根据权利要求1至20中任一项所述的可紫外固化组合物制备而成。

22.根据权利要求21所述的可紫外固化胶膜,所述可紫外固化胶膜通过热熔挤出所述可紫外固化组合物而形成。

23.根据权利要求21所述的可紫外固化胶膜,其中所述可紫外固化胶膜的厚度在10μm至300μm的范围内。

24.一种可紫外固化胶带,所述可紫外固化胶带包括根据权利要求21至23中任一项所述的可紫外固化胶膜。

25.根据权利要求24所述的可紫外固化胶带,所述可紫外固化胶带还包括离型纸或离型膜,所述离型纸或离型膜被设置在所述可紫外固化胶膜一个或两个表面上。

说明书 :

可紫外固化组合物、可紫外固化胶膜和可紫外固化胶带

技术领域

[0001] 本发明涉及压敏胶技术领域,并且更具体地,涉及一种可紫外固化组合物、一种可紫外固化胶膜和一种可紫外固化胶带。

背景技术

[0002] 当前家电产品(如电视、冰箱、洗衣机、抽油烟机等)以及汽车产品等,对外观设计有越来越高的要求,而且有使用胶带或胶膜取代螺栓的趋势,同时这类产品对原材料的气味也有很高的要求。另外,当前电子产品如笔记本、手持式移动终端等有小型化、轻型化、薄型化以及生产效率高效化的趋势,这种趋势要求这类产品越来越多地使用聚合物材料(如塑料、橡胶等)。因此,需要对这些材料使用具有较高粘接强度的粘合产品,从而以小的粘合面积实现牢固粘接,同时且具有低气味的特点。
[0003] 压敏胶带是一类广泛使用的粘合产品,只要施加微小的压力就可以实现粘接,不需要长时间或在大于160℃的温度下进行高温固化。压敏胶带可以经模切成型后直接进行粘接,并可实现连续化生产。但压敏胶带的一个致命缺点是其粘接强度较弱,一般不超过1MPa,故而不适合小面积粘接。
[0004] 另一种大量使用的粘合产品是泡棉胶带。泡棉胶带和压敏胶相似,只要施加较小的压力就可以实现粘接,不需要长时间或在大于160℃的温度下进行高温固化;泡面胶带也可模切成型后直接粘接,并可实现连续化生产,同时具有比压敏胶高的粘结强度。但是泡棉胶带的最大缺点是具有很强的气味,因此不适合在家电内部或汽车内部使用。
[0005] 美国专利申请US2002/182955A1(Weglewski)披露了一种使用纤维增强的单层结构粘合带。然而,该结构粘合带要求胶膜必须通过利用特定的纤维增强才能达到很好的形状保持和粘结强度,这使得制造工艺显著更复杂且成本显著更高;此外,这种结构粘合带的生产过程还需要真空热压才能达到很好的贴合效果,这也使得生产过程成本较高且条件苛刻,难以工业化。
[0006] 因此,本领域中仍期望开发出这样的胶膜或胶带,其可以展现出良好的初粘性、较高的固化后结构强度、无气味或低气味以及固化后达到内聚破坏以提高粘结的稳定性,同时可以解决常见的溢胶问题。

发明内容

[0007] 鉴于前述,本发明的目的在于提供新型的可紫外(UV)固化组合物、胶膜或胶带,其可以在初粘性、固化后结构强度、无气味或低气味、内聚破坏模式等方面实现良好的平衡。
[0008] 根据本发明的一个方面,本发明提供了一种可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:
[0009] 25‑60重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物:
[0010] 20‑60重量%的环氧树脂;
[0011] 5‑20重量%的玻璃泡;
[0012] 0.3‑8重量%的含羟基化合物;和
[0013] 0.5‑5重量%的光引发剂,
[0014] 其中所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:
[0015] A.玻璃泡的平均真密度在0.35g/cc至0.6g/cc的范围内;和
[0016] B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少20兆帕斯卡。
[0017] 根据本发明的另一个方面,本发明提供一种可紫外固化胶膜,所述可紫外固化胶膜由如上所述的可紫外固化组合物制备而成。
[0018] 根据本发明的再一个方面,本发明提供一种可紫外固化胶带,所述可紫外固化胶带包括如上所述的可紫外固化胶膜。
[0019] 本发明的优点包括但不限于以下方面:
[0020] 本发明提供了具有特定组分的可紫外固化组合物,所述组合物采用具有橡胶弹性体性能的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物作为基础材料,采用环氧树脂作为可固化材料,并且使用玻璃泡作为填料。玻璃泡在胶膜体系中可以起到很好的填充作用,同时可以适当的降低固化后结构胶膜的强度,使固化后的胶膜在破坏时可以达到固化后结构胶膜自身内聚破坏的破坏模式,从而提高粘结的可靠性。
[0021] 此外,用于形成本发明的可紫外固化胶膜结构的可紫外固化组合物采用了大分子量的乙烯‑醋酸乙烯酯(EVA)共聚物,且在制备该胶膜的过程中也避免了有机溶剂的使用,这使得本发明获得的可紫外固化胶膜具有低气味或无气味的特性。
[0022] 此外,利用本发明的胶膜可以通过例如热熔挤出法来形成,从而能够容易且方便地制得所需的胶膜。优选地,通过热熔挤出法制备胶膜具有更宽的厚度范围。
[0023] 此外,本发明提供的可紫外固化胶膜在粘接初期表现出普通压敏胶带的特性,即具有初粘性,施加微小的压力即可粘接被粘物,并可模切成型;而该胶膜在经过UV引发后,在室温下即可以固化成具备半结构强度到结构强度的胶带,因而可以粘接一些不耐高温的塑料制品如聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物ABS等,同时本发明的胶膜无气味或气味低,因此特别适用于家电和汽车内部部件以及电子产品手持式移动终端中的塑料件与塑料件,或塑料件与金属件之间的粘接。

具体实施方式

[0024] 经过本发明发明人的深入研究,出乎意料地发现:通过加入适当的玻璃泡形成的可紫外固化组合物在固化后可以达到很好的内聚破坏的模式,从而能够提供一种具有优异性能平衡的可紫外固化胶膜。
[0025] 在本发明中,利用具有特定组成的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物/环氧树脂杂化体系的可紫外固化组合物来形成可紫外固化胶膜。
[0026] 如本文关于胶膜的描述中使用的,术语“可固化”意指所提及的胶膜或组合物在UV光诱导下通过其中的光引发剂可引发该胶膜或组合物中的环氧树脂组分发生化学反应而固化。在本发明中,在经过UV光照射或诱导之后,即使在UV源移开后,仍可以在室温下继续引发环氧基团发生反应,从而完成固化过程(所谓的活性聚合过程)。此外,本发明的胶膜都是使用热熔方法生产,避免溶剂的使用从而达到低气味的效果。
[0027] 本发明提供的低气味可紫外固化胶膜在粘接初期表现出普通压敏胶带的特性(即具有初粘性),施加微小的压力即可粘接被粘物,并可模切成型;胶膜经过UV诱导后,室温下即可以固化成具备半结构强度到结构强度的胶带,因而可以粘接一些不耐高温的塑料制品,如:PC、PMMA、ABS等。同时,本发明的可紫外固化组合物不含溶剂,而且胶膜通过无溶剂的热熔挤出方式生产,从而可以实现低气味或无气味的要求,特别适用于家电和汽车内部部件以及电子产品手持式移动终端中的塑料件与塑料件,或塑料件与金属件之问的粘接。
[0028] 如本文中使用的,术语“结构胶”是指胶带与粘接件之间的剪切强度大于1000psi的胶(其中1MPa约等于145psi);术语“结构强度”是指胶带与粘接件形成的粘接构件的剪切强度大于或等于1000psi;术语“半结构强度”是指胶带与粘接件形成的粘接构件的剪切强度大于100psi但小于1000psi。
[0029] 除非另外指明,否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物化特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此,除非有相反的说明,否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值,本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性,适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围。例如,范围“1至5”等。
[0030] 在本发明的实施方案中,本发明提供了一种可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:25‑60重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物:20‑60重量%的环氧树脂;5‑20重量%的玻璃泡;0.3‑8重量%的含羟基化合物;和0.5‑5重量%的光引发剂,其中所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:A.玻璃泡的平均真密度在0.35g/cc至0.6g/cc的范围内;和B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少20兆帕斯卡。
[0031] 以下对各个组分进行详细描述。
[0032] a)乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物
[0033] 在本发明的可紫外固化组合物中,使用具有橡胶弹性体性能的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物作为基础材料。本发明使用的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物(简称为“EVA”)可以为无交联或非交联的乙烯‑醋酸乙烯酯线性共聚物,也可以为具有一定交联度的预交联的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物。根据本发明,术语“预交联”是指通过电离辐射交联方法所获得的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的用凝胶含量表征的交联度在50%至70%的范围内。
[0034] 在一些优选的实施方案中,乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯重复单元的含量在60‑90重量%之间,优选在70‑80重量%之间,这是因为醋酸乙烯酯的含量越高,共聚物的Tg越高,固化后的胶膜具有更高的模量,从而可以使得获得的胶膜或胶带具有更高的剪切强度。
[0035] 本发明使用的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物优选为无交联的乙烯‑醋酸乙烯酯线性共聚物。
[0036] 根据本发明的技术方案,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含25‑60重量%、优选30‑55重量%并且更优选40‑45重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物。
[0037] 可用于本发明的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物可商购获得,其实例例如是可获自朗盛公司的LEVAPREN 600,LEVAPREN 700,LEVAPREN 800,LEVAPREN 900,LEVAPREN 800XL等。
[0038] b)环氧树脂
[0039] 在本发明的可紫外固化组合物中,除了乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物作为基础材料之外,还使用环氧树脂作为基础材料和固化组分。
[0040] 可用于本发明的环氧树脂可以是本领域已知的环氧树脂。例如,在一些实施方案中,使用的环氧树脂分子内可以含有一个或两个以上的环氧基团,优选其环氧当量150至600的范围内。优选地,本发明可以使用由双酚A、双酚F、双酚S、六氢双酚A、四甲基双酚A、二芳基双酚A、四甲基双酚F等多元酚与例如表氯醇反应所获得的缩水甘油醚或酯等芳香环氧树脂;另外,环氧化聚烯烃等也是可使用的环氧树脂。
[0041] 可用于本发明的环氧树脂可商购获得,其实例例如是可获自昆山(kudko)化学(韩国)的YD 128(其环氧当量约为187)和KD212(其环氧当量为535)。
[0042] 本发明中的含玻璃泡的可紫外固化组合物中的环氧树脂含量一般为至少20重量%,或25重量%,或40重量%;环氧树脂含量一般为至多60重量%,或58重量%,或55重量%之间,或50重量%,或45重量%。
[0043] c)玻璃泡
[0044] 本发明的用于形成可紫外固化胶膜的可紫外固化组合物包含玻璃泡,该玻璃泡在胶膜中起到物理填充和降低固化后胶膜内聚,从而使固化后胶膜破坏达到内聚破坏,提高粘结稳定性的作用。
[0045] 玻璃泡的“平均真密度”是用玻璃泡样品的质量除以该质量的玻璃泡通过气体比重瓶测得的真体积所得到的商。“真体积”为玻璃泡的聚集体总体积而不是松散体积。可用于实施本公开的玻璃泡的平均真密度一般为至少每立方厘米0.30克(g/cc)、0.35g/cc或0.38g/cc。在一些实施方案中,可用于实施本公开的玻璃泡的平均真密度为至多约0.6g/cc。“约0.6g/cc”意指0.57g/cc‑0.63g/cc(即0.6g/cc±5%×0.6g/cc)。在这些实施方案中的一些中,玻璃泡的平均真密度为至多0.55g/cc或0.50g/cc。例如,本文公开的玻璃泡的平均真密度可以在0.30g/cc至0.6g/cc、0.30g/cc至0.55g/cc、0.35g/cc至0.60g/cc或0.35g/cc至0.55g/cc的范围内。就本公开的目的而言,平均真密度使用比重瓶根据ASTM D2840‑6 
9中的“中空微球的平均真粒子密度”进行测量。
[0046] 本发明中可以采用的玻璃泡通常需要足够强以在加工过程(例如,班伯里研磨或双辊研磨)中或针对橡胶的其它常规混合过程(例如,内部混合)中存留下来。使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少约20兆帕斯卡(MPa)。“约20MPa”意指19MPa‑21MPa(即20MPa±5%×20MPa)。在一些实施方案中,使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少约28MPa、110MPa或190MPa。在一些实施方案中,使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压可为至少100MPa、110MPa或120MPa。在一些实施方案中,使10体积%或20体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至多为250(在一些实施方案中,至多210或195)MPa。使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压可在20MPa至250MPa、28MPa至210MPa、或28MPa至
195MPa的范围内。以上流体静压值均意指该数值±该数值×5%。就本公开的目的而言,玻璃泡的坍塌强度是对玻璃泡在甘油中的分散体(其中,玻璃泡在甘油中的浓度为10体积%)使用ASTM D31 0 2‑7 2中的“Hydrostatic Collapse Strengthof Hollow Glass Microspheres”(中空玻璃微球的流体静力坍塌强度)测量的。
[0047] 可用于实施本公开的玻璃泡可以商购方式获得,并且包括由美国明尼苏达州圣保罗3M公司(3M Company,St.Paul,MN)以商品名“3M GLASS BUBBLES”(例如,等级S60、S60HS、iM30K、iM16K、S38HS、S38XHS、K20和K46)出售的那些。在一些实施方案中,为获得90%以上的存留,可用于实施本公开的玻璃泡可被选择为压碎强度为至少约20MPa。
[0048] 本发明中含玻璃泡的可紫外固化组合物中的玻璃泡含量为至少5重量%,或7重量%,或8重量%或12重量%;玻璃泡含量为至多20重量%,或18重量%,或16重量%。
[0049] d)含羟基化合物
[0050] 本发明的用于形成可紫外固化胶膜的可紫外固化组合物包含含羟基化合物,该含羟基化合物在环氧树脂中的环氧基团以阳离子机理反应时起着链转移剂的作用。
[0051] 含羟基化合物选自由下列各项组成的组中的一种或多种:多元醇、多元醇的酯以及多元醇的醚。可用于本发明的含羟基化合物包括这样的含羟基化合物的醚或酯衍生物。在一些优选实施方案中,含羟基化合物可以为多元醇化合物。可以使用的多元醇的实例包括但不限于聚醚多元醇如聚醚二元醇;聚酯多元醇如聚酯二元醇;双酚A多元醇等。可以使用上述多元醇中的一种,或它们中的多种的混合物。
[0052] 根据本发明的技术方案,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含至少0.3重量%、或1重量%、或4重量%的含羟基化合物;包含至多8重量%、或7重量%的含羟基化合物。
[0053] 可用于本发明的含羟基化合物可商购获得,其实例例如是购自陶氏化学(美国)的TONE 0230Polyol,VORANOL 230‑238,VORANOL 2070;购自J4T Seppic公司(法国)的DIANOL 285等。在一些实施方案中,使用获自美国陶氏化学的VORANOL 2070,其为聚醚二元醇,分子量为700。
[0054] e)光引发剂
[0055] 本发明的用于形成可紫外固化胶膜的可紫外固化组合物包含光引发剂,尽管光引发剂在可紫外固化组合物中的用量较少,但是对可紫外固化组合物的固化速度、储存稳定性有很大的影响。
[0056] 可用于本发明中的光引发剂可以选自阳离子型光引发剂中的至少一种。可以使用的阳离子型光引发剂包括但不限于重氮盐光引发剂、碘鎓盐光引发剂、硫鎓盐光引发剂、锑酸盐光引发剂和铁芳烃盐光引发剂一种的一种或多种,它们的具体实例包括二芳基碘鎓盐、二芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及二芳基硅氧醚。在一些实施方案中,使用二芳基锍六氟磷酸盐或六氟锑酸盐。这样的光引发剂可商购获得,其实例例如是可得自中国台湾双键化工公司的DOUBLECURE 1176。
[0057] 在本发明中,光引发剂例如阳离子型光引发剂在上述可紫外固化组合物中的含量范围分别在0.5~5重量%之间,或在0.8~4重量%之间(基于可紫外固化组合物的总重量)。一般而言,随着光引发剂例如阳离子型光引发剂的含量提高,可紫外固化组合物的固化速度加快,但如果含量过高,则会导致固化速度过快,甚至在日光或日光灯光下(含少量UV)都可固化,由此引起固化胶膜或胶带的部分性能受损,例如室温储存稳定性差;如果阳离子型光引发剂用量过小,则固化时对紫外的辐射能量要求高,固化速度慢,同时也会引起固化胶膜或胶带的部分性能受损。
[0058] f)抗氧化剂
[0059] 本发明的用于形成可紫外固化胶膜的可紫外固化组合物可选地包含抗氧化剂。使用的抗氧化剂在热熔挤出本发明可紫外固化组合物的过程中起到阻止聚合物被氧化的作用。
[0060] 可用于本发明中的抗氧化剂包括但不限于酚类抗氧化剂例如烷基单酚、烷基多酚、硫代多酚等。这样的抗氧化剂在本领域是已知的并可以商购获得,其实例例如是可得自德国巴斯夫公司的抗氧化剂264、IRGANOX 1076、IRGANOX 2246和、IRGANOX 1010等。
[0061] 在本发明中,抗氧化剂在上述含玻璃泡的可紫外固化组合物中的含量范围分别为0.5‑2重量%(分别基于可紫外固化组合物总重量)。如果抗氧化剂的添加量过少,例如少于
0.5重量%时,则不能起到很好的抗氧化效果;而如果抗氧化剂的添加量太多例如大于2重量%时,则会对其他性能产生损害。
[0062] 其他成分
[0063] 如本领域技术人员已知的,根据实际应用要求,本发明的可紫外固化组合物可以含有本领域熟知的其他可选的成分或添加剂助剂。对于这些其他成分的种类和含量没有特别限制,只要不影响根据本发明的可紫外固化组合物和胶膜所需的性能即可。
[0064] 在优选的实施方案中,本发明的含玻璃泡的可紫外固化组合物可以包含选自导电剂、导热剂、阻燃剂和填充剂中的一种或多种。在进一步优选的实施方案中,导电剂可以例如是导电颗粒或导电纤维(例如为2~45重量%),导热剂可以是导热颗粒或导热纤维(例如为2~45重量%),阻燃剂可以例如是硼酸锌(例如为2~30重量%);填充剂可以是气相二氧化硅(例如为0.5~8重量%),其中各组分的含量基于100重量%的相应的可紫外固化组合物的总重量。
[0065] 在优选的实施方案中,本发明使用的含玻璃泡的可紫外固化组合物不含溶剂,尤其是有机溶剂。在这样的情况下,本发明的可紫外固化组合物可以例如为粉末或颗粒混合物的形式。这样的可紫外固化组合物可以例如通过在混合容器或机器中简单地混合各个组分即可制得。
[0066] 胶膜/胶带
[0067] 在本发明中,胶膜/胶带可以利用本发明的含玻璃泡的可紫外固化组合物形成,例如或者优选地可以通过热挤出或熔融挤出方式形成胶膜/胶带。更具体地,可以首先将可紫外固化组合物通过热挤出或熔融挤出到柔性或非柔性基材(包括离型膜或离型纸)上来形成胶膜;本发明提供的胶带结构可以在一个表面胶膜层上提供基材,也可以仅在胶膜的一个表面胶膜层上提供离型纸或离型膜。作为离型膜或离型纸,可以使用现有技术中已知的离型膜或离型纸,如PET离型膜、玻璃纸、层压纸和聚丙烯薄膜等。
[0068] 此外,除了上述双面胶带之外,本发明还可以通过将上述胶膜一侧的离型纸或离型膜用粘接基材替代而提供单面胶带,这样的基材在本领域是已知的,其实例包括但不限于聚合物膜、织造或非织造织物、金属箔、泡沫以及它们的组合。
[0069] 本发明提供的可紫外固化胶膜在粘接初期表现出普通压敏胶带的特性,即具有初粘性,施加微小的压力即可粘接被粘物,并可模切成型;而胶膜在经过UV引发后,在室温下即可以固化成具备半结构强度到结构强度的胶带,因而可以粘接一些不耐高温的塑料制品如PC、PMMA、ABS等,同时本发明的胶膜无气味或气味低,因此特别适用于家电和汽车内部部件以及电子产品手持式移动终端中的塑料件与塑料件,或塑料件与金属件之间的粘接。
[0070] 具体实施方式列表
[0071] 1.一种可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:
[0072] 25‑60重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物:
[0073] 20‑60重量%的环氧树脂;
[0074] 5‑20重量%的玻璃泡;
[0075] 0.3‑8重量%的含羟基化合物;和
[0076] 0.5‑5重量%的光引发剂,
[0077] 其中所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:
[0078] A.玻璃泡的平均真密度在0.35g/cc至0.6g/cc的范围内;和
[0079] B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少20兆帕斯卡。
[0080] 2.根据具体实施方式1所述的可紫外固化组合物,其中在所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中,以所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的重量为100重量%计,醋酸乙烯酯重复单元的含量为60‑90重量%。
[0081] 3.根据具体实施方式1或2所述的可紫外固化组合物,其中在所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中,以所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的重量为100重量%计,醋酸乙烯酯重复单元的含量为70‑80重量%。
[0082] 4.根据具体实施方式1‑3中任一项所述的可紫外固化组合物,其中所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物是预交联的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物或非交联的乙烯‑醋酸乙烯酯线性聚合物。
[0083] 5.根据具体实施方式1‑3中任一项所述的可紫外固化组合物,其中所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物是非交联的乙烯‑醋酸乙烯酯线性聚合物。
[0084] 6.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,其中所述环氧树脂选自脂环式环氧树脂或环氧化聚烯烃中的一种或多种。
[0085] 7.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,其中所述环氧树脂的环氧当量在150至600的范围内。
[0086] 8.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,其中所述含羟基化合物选自由下列各项组成的组中的一种或多种:多元醇、多元醇的酯以及多元醇的醚。
[0087] 9.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,其中所述可紫外固化组合物包含4‑8重量%的含羟基化合物。
[0088] 10.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,其中所述光引发剂为阳离子型光引发剂。
[0089] 11.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,其中所述阳离子型光引发剂选自重氮盐光引发剂、碘鎓盐光引发剂、硫鎓盐光引发剂、锑鎓盐光引发剂和铁芳烃盐光引发剂中的一种或多种。
[0090] 12.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物还包含导电剂、导热剂、阻燃剂和填充剂中的一种或多种。
[0091] 13.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,其中所述导电剂是导电颗粒或导电纤维;所述导热剂是导热颗粒或导热纤维;并且所述填充剂是气相二氧化硅。
[0092] 14.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物不含溶剂。
[0093] 15.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:30‑55重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物。
[0094] 16.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:26‑51重量%的环氧树脂。
[0095] 17.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:7‑18重量%的玻璃泡。
[0096] 18.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:1‑7重量%的含羟基化合物。
[0097] 19.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:
[0098] A.玻璃泡的平均真密度在0.38g/cc至0.6g/cc的范围内;和
[0099] B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少28兆帕斯卡。
[0100] 20.根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物,所述可紫外固化组合物以其总重量为100重量%计包含:
[0101] 30‑55重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物:
[0102] 26‑51重量%的环氧树脂;
[0103] 7‑18重量%的玻璃泡;
[0104] 1‑7重量%的含羟基化合物;和
[0105] 0.8‑4重量%的光引发剂,
[0106] 其中所述玻璃泡满足以下条件A和B中的至少一个:
[0107] A.玻璃泡的平均真密度在0.38g/cc至0.6g/cc的范围内;和
[0108] B.使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为至少28兆帕斯卡。
[0109] 21一种可紫外固化胶膜,所述可紫外固化胶膜由根据上述任一项具体实施方式所述的可紫外固化组合物制备而成。
[0110] 22.根据具体实施方式21所述的可紫外固化胶膜,所述可紫外固化胶膜通过热熔挤出所述可紫外固化组合物而形成。
[0111] 23.根据具体实施方式21或22所述的可紫外固化胶膜,其中所述可紫外固化胶膜的厚度在10μm至300μm的范围内。
[0112] 24.一种可紫外固化胶带,所述可紫外固化胶带包括根据具体实施方式21‑23中任一项所述的可紫外固化胶膜。
[0113] 25.根据具体实施方式24所述的可紫外固化胶带,所述可紫外固化胶带还包括离型纸或离型膜,所述离型纸或离型膜被设置在所述可紫外固化胶膜一个或两个表面上。
[0114] 实施例
[0115] 下面参照实施例和对比例对本发明进行进一步的详细说明。应理解,本发明并不局限于下述实施例。
[0116] 在以下实施例和对比例中,除非另有说明,“份”均指的是“重量份”,“%”均指的是“重量%”,“g”均指重量单位“克”。此外,除非另外指出,所采用的试剂均为商购产品,直接使用而没有进一步纯化处理。
[0117] 表1.原料列表
[0118]
[0119] 测试方法
[0120] 根据下面所述的具体方法,对在实施例和比较例中制备的各种可紫外固化的胶膜的气味、180度剥离力、内聚力(动态剪切强度)和破坏模式进行测试。
[0121] 气味检测
[0122] 所获得的胶膜/胶带的气味通过人工嗅觉评测,无任何刺激性气味即为合格(即无气味或低气味)。
[0123] 180°剥离力
[0124] 将实施例或对比例中未经UV照射的胶膜样品裁制成12.7mm宽的胶条并且贴于不锈钢板上,并利用2Kg滚轮来回压制一遍(机台Rolldown,购自美国Cheminstruments)。在制备完成后,将贴有胶样的不锈钢板在室温中静置20分钟,然后以305mm/分钟的剥离速度进行剥离力测试(机台Instron 3300,购自美国英斯特朗公司)。记录5次剥离测试的数据并且将其平均值作为180°剥离力(单位:N/mm),即初粘性。当所测量的180°剥离力大于或等于0.2N/mm,则认为该胶样具有合格的初粘性;当所测量的180°剥离力大于或等于0.3N/mm,则认为该胶样具有良好的初粘性;当所测量的180°剥离力大于或等于0.45N/mm,则认为该胶样具有优秀的初粘性。
[0125] 动态剪切强度
[0126] (1)UV诱导固化试验
[0127] 将实施例或比较例中得到的含玻璃泡的可紫外固化的胶膜/胶带裁制成25.4mm X 25.4mm的胶条,剥去离型纸,将一个胶面与标准测试钢板贴合,将测试钢板胶面朝上,使用
2
昀通公司的UV‑LED紫外灯(Model KT403),控制UV辐照量为3J/cm (8min),5分钟内与另一标准测试钢板复合,并利用2Kg滚轮来回压制一遍(机台Rolldown,购自美国
Cheminstruments),在23℃恒温、50%恒湿条件下存放48小时后待测试,具体程序依照ASTM D3330进行。
[0128] (2)动态剪切强度实验
[0129] 按照FINAT FTM 2(FINAT技术手册测试方法,第8版)描述的方法(FTM2相当于第二种测试方法)对上述存放后的样品进行测试,得到剪切强度。使用的仪器为美国Instron公司的Instron 3300。记录5次剪切强度测试的数据并且将其平均值作为动态剪切强度(单位:MPa)。当所测量的动态剪切强度大于或等于4.5MPa时,则认为样品具有合格的固化后结构强度;当所测量的动态剪切强度大于或等于5.0MPa时,则认为样品具有良好的固化后结构强度;当所测量的动态剪切强度大于或等于7.0MPa时,则认为样品具有优秀的固化后结构强度。
[0130] 破坏模式
[0131] 胶膜的破坏模式包括界面破坏和内聚破坏。界面破坏(IF:Interface Failure)定义为,在前述动态剪切测试后,胶膜完全从粘结表面脱落。内聚破坏(CF:Cohesive Failure)定义为,在前述动态剪切测试后,胶膜自身破裂。相对于界面破坏,内聚破坏说明粘接更稳定,粘接效果更好。
[0132] 胶带的制备
[0133] 胶带是通过热熔挤出的方法制得的,其中根据以下表2和表3中所示的配方,将乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、环氧树脂、羟基化合物、光引发剂和抗氧化剂等各个组分在产自CPM公司的CPM‑40双螺杆挤出机中155℃下充分混合并以组合物形式挤出到由宝燕公司生产的5B2D离型膜上形成厚度为200μm的胶膜,以分别制备根据实施例1‑18(E1‑E18)和比较例1‑9(C1‑C9)的胶带。
[0134]
[0135]
[0136] 首先,对于上述实施例和对比例中制得胶膜/胶带进行气味检测,它们均为无气味或低气味的产品,可应用于家电和汽车内部部件以及电子产品手持式移动终端中的塑料件与塑料件,或塑料件与金属件之间的粘接。
[0137] 其次,由表2可见,实施例1‑18中可紫外固化组合物具有本发明所要求的特定组分及其特定含量,相应的胶膜/胶带具有良好的初粘性、固化后剥离力及破坏模式。
[0138] 对比例1‑9所提供的胶膜/胶带,由于不具有本发明所要求的特定组分及其特定含量,不具有良好的初粘性、固化后剥离力及破坏模式。
[0139] 在实施例1至4中,可紫外固化组合物含有不同的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物,其乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯重复单元的含量为60‑90重量%。随着使用的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯重复单元的含量增加(即相对较高),相应的玻璃化转变温度也逐渐增加,因此在未固化前的胶膜的180°剥离力(初粘性)逐渐降低。固化后胶膜的模量也逐渐增加,动态剪切强度使用LEVAPREN 800达到最大值,而且破坏模式为内聚破坏。如实施例2和3使用醋酸乙烯酯重复单元的含量为70‑80重量%的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物,相应的胶带表现出了优异的初粘性(未固化前的180°剥离力),动态剪切强度和破坏模式。
[0140] 在实施例5中使用了预交联的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物。由于预交联的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物具有较高的模量,和实施例1至4相比,在未固化前的胶膜的180°剥离力(初粘性)会降低。
[0141] 在实施例3、10和11中,以及对比例2和3中,分别使用了不同含量的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物。当乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的含量在本发明的范围内时,制备的胶膜均具有良好的初粘性、动态剪切强度和破坏模式。其中实施例3对应的胶膜具有优秀的初粘性、动态剪切强度和破坏模式。在对比例2的配方含有较低的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物树脂含量,由于树脂的含量过低,挤出的复合物很难形成胶膜,且固化后的胶膜是界面破坏。在对比例3的配方含有较高的乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物树脂含量,由于树脂含量太高,熔体粘度太大,从而导致混合体系无法通过热熔挤出涂布。
[0142] 在实施例5、6和7中,使用了三种符合本发明要求的玻璃泡,相应的胶膜都具有内聚破坏的破坏模式、合格的剪切强度和初粘性。在对比例1中,使用一种密度小于0.35g/cc,使10体积%的玻璃泡发生坍塌时的流体静压为3.45MPa的玻璃泡。固化后胶膜可以达到较高的剪切强度,但是由于玻璃泡在剪切过程中被破坏而坍塌,胶膜的破坏模式仍为界面破坏。
[0143] 在实施例5、8、9、16和17中,使用了不同含量的iM30K玻璃泡;制备出的胶膜都具有较高的剪切强度和内聚破坏模式。对比例4中玻璃泡的含量过低,对比例5中玻璃泡的含量过高。具体地,对比例4使用过低含量的玻璃泡,不能起到很好的填充作用,固化后胶膜的破坏模式仍为界面破坏。对比例5使用较高含量的玻璃泡,较高含量的玻璃泡导致体系熔体粘度太大,混合体系无法通过热熔挤出涂布。
[0144] 在实施例3、12和13中,以及对比例8和9中,使用了不同含量的多元醇。可见当多元醇含量在本发明的范围内时,相应的胶膜都具有内聚破坏的破坏模式、合格的剪切强度和初粘性。当控制多元醇的含量在优选范围内时,如实施例3和13,制备出的胶膜都具有较高的剪切强度、初粘性和内聚破坏模式。在对比例8和9中,当使用含量过低或过高的含羟基化合物时,过低的羟基化合物含量使固化速度较慢,一定时间内达不到很好的剪切强度;而过高的羟基化合物含量导致胶膜整体模量降低,胶膜的剪切模量同样也会降低。
[0145] 在实施例3、14和15中,使用了不同含量的光引发剂,这三个胶膜都可以具有较高的剪切强度和内聚破坏模式。在对比例6中,光引发剂的含量过少,导致胶膜很难固化,制备的胶膜动态剪切强度差,综合性能受损。在对比例7中,光引发剂含量过高,在UV光照的过程中固化太快,从而导致胶膜和基材的作用力较差,固化后的破坏模式为界面破坏,而且剪切强度较低。
[0146] 本发明前述的实施方案和实施例仅仅是对本发明的举例说明,并非对本发明的构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域中技术人员可以对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,其均应落入本发明的保护范围。