液体光学粘合剂组合物制造技术

本公开描述了一种可固化组合物，所述可固化组合物包含a)溶质(甲基)丙烯酰基低聚物，所述溶质(甲基)丙烯酰基低聚物的Mw为5k至30k并且Tg<20℃，并且具有多个侧链、烯属不饱和、自由基聚合性官能团和亲核、亲水性基团；b)溶剂单体组分；以及非反应性低聚物和光引发剂。所述可固化组合物在光学应用中可用作粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及光学清晰的粘合剂以及包含该粘合剂的层合物。
技术介绍
光学清晰的粘合剂在光学显示器中寻找广泛的应用。此类应用包括将偏振器粘结到液晶显示器(LCD)的模块以及将各种光学膜附接到例如移动手持式(MHH)设备中的玻璃透镜。在使用期间，显示器可经受各种环境条件，诸如高温和/或高湿度。已被观察到的是，粘合剂在包括在粘合剂层内鼓泡以及光学粘合剂和层压体显示器组件的部件之间的分层的这些条件下可表现出失效。期望的是，通过改善粘合剂和层压体部件之间的粘合剂粘结，在环境测试条件期间这些类型的失效可能性将降低。
技术实现思路
本公开包括包含a)Mw为5k至30k，Tg<20℃(优选具有Tg<0℃)，具有多个侧链、烯属不饱和、自由基聚合性官能团和侧链羟基基团的反应性溶质(甲基)丙烯酰基低聚物；b)溶剂单体组分；c)非反应性低聚物以及d)光引发剂的可固化组合物。组合物在已固化时不黄变，表现出低收缩、低双折射以及低湿气敏感性(耐浊点)，从而使其适用于许多光学应用，包括但不限于将偏振器粘结到液晶显示器(LCD)的模块以及将各种光学膜附接到例如移动手持(MHH)设备中的玻璃透镜。组合物是低粘度的，使得其可用作可分配的光学粘合剂，并通过链生长加成方法来构建分子量。在一个方面，提供了光学清晰的层合物，其包括具有至少一个主表面的第一基底、具有至少一个主表面的第二基底以及设置在两个基底之间的固化的光学粘合剂组合物。本公开的制品以及制品的粘合剂层的厚度可大于约0.5毫米，双折射率(绝对值)一般小于1×10-6，平均透光率(在350nm至800nm的范围上)大于约85％，优选大于90％，并且CIELAB b*小于约1.5单位，对于厚度为500微米的样品优选小于约1.0单位。在另外的方面，提供了光学清晰的层合物，其包括具有至少一个主表面的第一基底、具有至少一个主表面的第二基底、以及位于第一基底的至少一个主表面和第二基底的至少一个主表面之间并且与第一基底的至少一个主表面和第二基底的至少一个主表面接触的耐浊点、光学清晰的粘合剂组合物，其中粘合剂的湿气透过率为至少400g/m2/天。通过在液体光学粘合剂基质中引入亲水部分，可获得不浑浊、耐浊点的粘合剂，其甚至在高温度/湿度加速老化测试之后仍保持清晰。提供的粘合剂适用于，例如将偏振器层合到光学LCD、将各种光学膜附接到移动手持设备中的玻璃透镜以及在各种温度和湿度环境中需要光学透明度的其它粘合剂应用。尽管不希望受理论的约束，但据信当在升高的温度下粘合剂被水饱和并且由于湿气与粘合剂基质的不良相容性导致水的浓度超过浊点时、当粘合剂迅速冷却时，粘合剂看起来浑浊。这可导致小水滴的相分离，由于折射率与粘合剂基质的失配，这产生浑浊或“白色”外观。如果小滴保持非常小(例如，几百纳米或更小)或水在环境条件下保持完全溶于粘合剂中，那么在粘合剂使其湿气含量与环境重新平衡时，粘合剂及其与基底的粘结线将保持清晰。为了有利于湿气与其环境的重新平衡，也预期到，粘合剂的湿气透过率需要足够高以便以足够高的速率传送水从而阻止可导致光散射和浑浊的水积聚。如本文所用：“浊点”是指粘合剂和水的混合物分离成连续粘合剂相和分散水相的温度，其中分散相大于光的波长并因此使粘合剂看起来为“白色”或混浊的；“烷基”意指具有一至约三十二个碳原子的直链或支链、环状或无环的饱和一价烃，例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、戊基等等。“亚烷基”意指具有一至约十二个碳原子的直链饱和二价烃或具有三至约十二个碳原子的支链饱和二价烃基，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、2-甲基亚丙基、亚戊基、亚己基等等。“杂烷基”包括具有一个或多个独立地选自S、P、Si、O和N的杂原子、具有未取代的和取代的烷基基团两者的直链、支链和环状烷基基团。除非另外指明，否则杂烷基基团通常包含1至20个碳原子。“杂烷基”为下文所述“包含一个或多个S、N、O、P、或Si原子的烃基”的子集。如本文所用，“杂烷基”的示例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、3,6-二氧杂庚基、3-(三甲基甲硅烷基)-丙基、4-二甲基氨基丁基等等。除非另有说明，否则杂烷基基团可为一价的或多价的，即一价杂烷基或多价杂亚烷基。“芳基”为包含6至18个环原子的芳族基团并且可包含任选的稠环，该稠环可为饱和的、不饱和的或芳族的。芳基基团的示例包括苯基、萘基、联苯基、菲基和蒽基。杂芳基为包含1至3个杂原子诸如氮、氧或硫的芳基并可包含稠环。杂芳基基团的一些示例为吡啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噻唑基、噁唑基、咪唑基、吲哚基、苯并呋喃基和苯并噻唑基。除非另有说明，否则芳基和杂芳基基团可为一价或多价的，即一价芳基或多价亚芳基。“(杂)烃基”包括烃基烷基和芳基基团和杂烃基杂烷基及杂芳基基团在内，后者包含一个或多个悬链氧杂原子诸如醚或氨基基团。杂烃基可任选地包含一个或多个悬链(处于链中的)官能团，该官能团包括酯、酰胺、脲、聚氨基甲酸酯和碳酸酯官能团。除非另外指明，否则非聚合的(杂)烃基基团通常包含1至60个碳原子。除了以上对于“烷基”、“杂烷基”、“芳基”和“杂芳基”所描述的那些外，如本文使用的此类杂烃基的一些示例还包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、4-二苯基氨基丁基、2-(2'-苯氧基乙氧基)乙基、3,6-二氧杂庚基、3,6-二氧杂己基-6-苯基。“丙烯酰基”包括酯和酰胺两者在内。“(甲基)丙烯酰基”包括丙烯酰基基团和甲基丙烯酰基基团两者；即，包括酯和酰胺两者在内。具体实施方式作为第一组分，粘合剂组合物具有a)Mw为5k至30k，优选8k至15k，以及Tg<20℃，优选Tg<10℃，更优选Tg<0℃的反应性溶质(甲基)丙烯酰基低聚物；b)溶剂稀释剂单体组分；c)非反应性(甲基)丙烯酰基低聚物以及d)光引发剂。在一些实施方案中，组合物包含：a)大于50重量份，优选大于80重量份且最优选大于90重量份的低聚物，其具有多个自由基聚合性侧链官能团，并且Mw为5k至30k并且Tg<20℃；b)小于50重量份，优选小于20重量份且最优选小于10重量份的稀释剂溶剂单体组分；c)基于100重量份的总单体加上反应性低聚物(a)+b)，1重量份至约20重量份；优选1重量份至约10重量份；更优选1重量份至5重量份的非反应性低聚物，以及d)基于100重量份的低聚物和稀释剂溶剂单体，0.001重量份至5重量份，优选0.001重量份至1重量份，最优选0.01重量份至0.1重量份的光引发剂。反应性低聚物一般包含以下各项的聚合单体单元：a)大于50重量份，优选大于75重量份，最优选大于80重量份的(甲基)丙烯酸酯单体单元；b)10重量份至49重量份，优选10重量份至35重量份，最优选15重量份至25重量份的具有侧链羟基官能团的单体单元，c)1重量份至10重量份，优选1重量份至5重量份，最优选1重量份至3重量份的具有侧链、自由基聚合性官能团的单体单元，d)0重量份至30重量份，优选0重量份至20重量份的其它极性单体单元，e)0重量份至10重量份的硅烷官能单体单元，其中单体单元的总和为100重量份。在一个方面，反应性低聚物包含(甲基)丙烯酸酯单体单元。(甲基)丙烯酸酯可包括脂族、脂环族或芳族烷基基团。可用的丙烯酸烷基酯(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化组合物，所述可固化组合物包含：a)Mw为5k至30k并且Tg<20℃的反应性溶质(甲基)丙烯酰基低聚物，所述反应性溶质(甲基)丙烯酰基低聚物包含：i.大于50重量份的(甲基)丙烯酸酯单体单元，ii.10重量份至49重量份的羟基官能单体单元，iii.1重量份至10重量份的具有侧链丙烯酸酯基团的单体单元，iv.0重量份至30重量份的极性单体单元，v.0重量份至10重量份的硅烷官能单体单元，其中所述单体单元的总和为100重量份；b)稀释剂单体组分；c)Mw为1k至30k的非反应性(甲基)丙烯酰基低聚物，以及d)光引发剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 US 61/906,9191.一种可固化组合物，所述可固化组合物包含：a)Mw为5k至30k并且Tg<20℃的反应性溶质(甲基)丙烯酰基低聚物，所述反应性溶质(甲基)丙烯酰基低聚物包含：i.大于50重量份的(甲基)丙烯酸酯单体单元，ii.10重量份至49重量份的羟基官能单体单元，iii.1重量份至10重量份的具有侧链丙烯酸酯基团的单体单元，iv.0重量份至30重量份的极性单体单元，v.0重量份至10重量份的硅烷官能单体单元，其中所述单体单元的总和为100重量份；b)稀释剂单体组分；c)Mw为1k至30k的非反应性(甲基)丙烯酰基低聚物，以及d)光引发剂。2.根据权利要求1所述的可固化组合物，基于100重量份的所述总单体加上反应性低聚物(a)+b))，所述可固化组合物包含1份至约20份；优选地1份至约10份，更优选地1份至5份的非反应性低聚物。3.根据权利要求1所述的可固化组合物，所述可固化组合物包含小于50重量％的所述稀释剂单体组分以及大于50重量％的所述溶质反应性低聚物和非反应性低聚物(a+c)。4.根据权利要求1所述的可固化组合物，所述可固化组合物包含小于25重量％的所述稀释剂单体组分以及大于75重量％的所述溶质反应性低聚物和非反应性低聚物。5.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中具有侧链丙烯酸酯基团的所述反应性低聚物的所述单体单元是通过具有侧链羟基官能团的所述低聚物与具有共反应性官能团的丙烯酰基化合物的反应来制备的。6.根据权利要求5所述的可固化组合物，其中所述具有共反应性官能团的丙烯酰基化合物由以下化学式表示：其中R1为氢、C1至C4烷基基团或苯基基团；R2为单键或(杂)烃基二价连接基团，其将烯属不饱和基团连接至共反应性官能团A，并且A为羧基、异氰酸根、环氧基、酸酐或噁唑啉基基团。7.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述低聚物的所述(甲基)丙烯酸酯单体单元的所述烷醇具有C8至C14的平均碳数。8.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述羟基官能单体具有通式：其中R5为烃基基团；R4为-H或C1至C4烷基；以及X1为-NR4-或-O-。9.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述稀释剂单体组分包含选自丙烯酸酯单体单元、羟基官能单体单元中的至少一种单体；极性单体单元和硅烷官能单体单元。10.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述稀释剂单体组分包含：80重量份至100重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和/或羟基官能单体((甲基)丙烯酸羟烷基酯)；0重量份至30重量份的极性单体；0重量份至10重量份的硅烷官能单体，其中所述稀释剂单体组分的所述单体的总和为100重量份。11.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述稀释剂单体组分包含：80重量份至100重量份的(甲基)丙烯酸酯单体；0重量份至30重量份的极性单体；0重量份至10重量份的硅烷官能单体，其中所述稀释剂单体组分的所述单体的总和为100重量份。12.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述稀释剂单体组分包含：80重量份至100重量份的羟基官能单体((甲基)丙烯酸羟烷基酯)；0重量份至30重量份的极性单体；0重量份至10重量份的硅烷官能单体，其中所述稀释剂单体组分的所述单体的总和为100重量份。13.根据权利要求10所述的可固化组合物，所述可固化组合物包含：重量比为95:5至5:95的(甲基)丙烯酸酯单体和羟基官能单体((甲基)丙烯酸羟烷基酯)。14.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述非反应性低聚物包含：80重量份至100重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和/或羟基官能单体((甲基)丙烯酸羟烷基酯)；0重量份至20重量份的极性单体；0重量份至2重量份的硅烷官能单体，其中所述稀释剂单体组分的所述单体的总和为100重量份。15.根据权利要求12所述的可固化组合物，所述可固化组合物包含：重量比为95:5至5:95的(甲基)丙烯酸酯单体和羟基官能单体((甲基)丙烯酸羟烷基酯)。16.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯单体组分可包含2-烷基烷醇的(甲基)丙烯酸酯，其中所述2-烷基烷醇的摩尔碳数平均值为12至32。17.根据前述权利要求中任一项所述的可固化组合物，其中所述反应性低聚物由以下化学式表示：～[M酯]a-[MOH]b*-[M极性]c-[M甲硅烷基]e-[M丙烯酰基]d-，其中～[M酯]-表示互聚的(甲基)丙烯酸酯单体单元；-[MOH]-表示具有侧链羟基基团的互聚的(甲基)丙烯酰基单体单元，-[M极性]-表示互聚的极性单体单元；并且[M丙烯酰基]表示具有侧链聚合性(甲基)丙烯酰基基团的互聚的(甲基)丙烯酰基单体单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰森·D·克拉珀，塞尔坎·尤尔特，克里斯托夫·J·坎贝尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US