包含固化粘合剂的多层组件制造技术

本发明专利技术提供一种多层组件，它包括含有互穿聚合物网络的固化粘合剂，所述互穿聚合物网络包含聚丙烯酸酯组分和环氧组分，粘合剂组合物是光学透明的，粘合剂将低湿气转移层粘合在脱气层上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可固化粘合剂，特别是包含聚丙烯酸酯和任何环氧组分的粘合剂。本专利技术还涉及使用这种粘合剂的方法，以及用这种粘合剂制备的制品，如光学产品。
技术介绍
可固化粘合剂在工业上有广泛应用。固化粘合剂的一个例子是美国专利5252694所述类型的粘合剂。足够透明的压敏粘合剂的具体应用涉及制备光学元件。例如，参见美国专利6180200和5897727。可固化压敏粘合剂特别有用，因为它们能够在还像压敏粘合剂一样粘的时候粘合到基底上，然后固化形成牢固的结构性粘合结合。尽管利用各种组分无以计数的组合和混合物制备了许多可固化粘合剂，所述组分包括各种聚合物，如丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯、环氧、交联剂、其他热阳离子固化聚合物和热敏或对辐射敏感的引发剂，但并不是所有这些组成都适合使用，特别在对透明度和稳定性要求较高的光学应用中。适合光学应用的粘合剂应当是光学透明的，而且要在采用了该粘合剂的产品的整个使用寿命期间保持透明度。所述粘合剂应能经受生产光学元件和使用这种元件的过程中出现的各种条件，透明度不致大幅度下降。此性质不仅要求粘合剂本身稳定，而且在光学元件或光学产品中与其他元件一起使用时具有稳定性和适应性。光学元件不仅包括粘合剂，还包括用粘合剂结合在一起的其他组件。举例来说，粘合剂用于将材料粘合到聚合物材料如聚酯上；将材料粘合到刚性材料如刚性聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃上；将材料粘合到偏振层上；等等。这些光学元件组件中的任何一个组件，或者其他相邻组件，常常对同一光学元件中的粘合剂的稳定性、透明度、粘合强度或其他性能造成负面影响。例如，人们都知道聚碳酸酯会释放气体，产生气泡，使光学元件中的聚碳酸酯和另外一层之间的粘合部分或全部脱开。如果释放气体层与另一个透气性不好的层或层叠物结合，则起泡和脱层尤其普遍。起泡和脱层会影响光学元件的透明度和整体结构，必须加以避免。因此，在这些及其他装置中，需要在使用中能保持稳定、不脱层、不起泡，透明度或结构一体性不会下降的粘合剂。另一个问题是，其他光学材料特别脆弱，例如脆性膜。脆性膜这种材料没有热稳定性，没有尺寸稳定性，对水或湿度敏感，等等。这样的材料遇到高温或高湿度条件时会收缩或降解。由于这种不稳定性，难以在光学元件中使用这些脆性材料。脆性材料的一个例子是所谓的“KE偏振膜”，由于它们很薄，当遇到特定下限温度和湿度时会收缩。但在大型光学元件中还是常常用到这种脆性材料，这里面考虑了各种因素，如成本或性能。因此，如果能想办法保持脆性材料的稳定性，使它们能用于很有用途的产品，包括光学元件中，那么将非常有益。
技术实现思路
本专利技术涉及包含聚丙烯酸酯和环氧组分的粘合剂组合物。较好的粘合剂是所谓的“混合”粘合剂，它同时具有压敏粘合剂和可固化结构粘合剂的性质。压敏粘合性来自聚丙烯酸酯组分，而结构粘合性来自环氧组分。所述组合物的优选实施方案具有有效的光透速率，例如具有光学透明性，并且在产品有效使用期限内基本上能保持光学透明。聚丙烯酸酯组分和环氧组分可任选但宜形成互穿聚合物网络，更好的是内反应形成的互穿聚合物网络，提供额外的稳定性和透明度。这可通过使用交联剂实现，也可通过环氧组分和聚丙烯酸酯的官能团之间的直接反应实现。可适当选择可固化粘合剂中各组分的化学组成和相对用量，以便形成具有所需综合性质的可固化粘合剂和固化粘合剂，其中所述组分包括聚丙烯酸酯、环氧组分(有时称“环氧树脂”)和阳离子光引发剂，还包括任选组分，如其他光引发剂、交联剂、接枝剂、光敏剂等，所述综合性质包括粘性、粘合强度、稳定性特别适合光学产品的透明度和透明度的稳定性。较好的固化粘合剂可以是单相的，它能提高光学透明度、粘合强度和稳定性。单相可通过选择适当量的环氧组分与聚丙烯酸酯来形成，例如以环氧组分和聚丙烯酸酯为100份计，环氧组分(例如环氧树脂)小于60重量份。环氧组分的最低用量可为固化粘合剂提供结构整体性。环氧组分的最低用量可以改变，但示例性下限在约1-5重量份之间(以环氧组分和聚丙烯酸酯为100份计)。本专利技术还涉及使用可固化粘合剂的方法，例如将可固化粘合剂施涂到基底上，然后固化粘合剂。本专利技术方法的其他步骤可以包括将粘合剂放置到隔离衬垫上；任选干燥粘合剂中的任选溶剂或聚合或固化(甲基)丙烯酸酯单体或聚丙烯酸酯组分；或者用可固化粘合剂制备光学元件中已知所使用的其他步骤、技术或方法。光学透明的粘合剂可用于制备许多有用的产品，特别是受益于光透速率粘合剂的产品，如光学元件和光学产品。光学元件一般包含许多不同材料构成的不同层，所述材料可以是下述材料中的一种或多种聚合物、玻璃、金属或金属化聚合物，或者本专利技术粘合剂或其他粘合剂，例如另一种压敏粘合剂或结构粘合剂。这些材料中的任何一种或多种可以具有弹性、刚性、反射性、逆反射性、偏振性，并且通常足够透明，可用作光学元件的一个组件。用于光学产品的某些材料可以具有特殊物理或化学性质，它们对光学产品产生负面影响。例如，某些材料会释放气体，如果释放的气体影响粘合剂和粘合性，则会破坏粘合剂的粘合力。某些材料的透湿气能力差，可能加剧脱气层对中间粘合剂的影响。这里所描述的粘合剂可以优选使用，因为这些粘合剂透光，能保持结构整体性，从而抑制诸如脱气和低透湿气性能的综合影响。其他光学材料比较脆弱，例如热敏、湿敏、水敏或对机械应力敏感性或对光学材料在制备或使用中所处的环境敏感。在这种环境下的脆性层可能发生降解、收缩、剥离、撕裂或伸长，或者失去结构的整体性。这里所描述的粘合剂可优选使用，特别是当它邻近这种脆性材料时，因为处于这种位置的粘合剂能为脆性层提供结构支撑。有粘合剂支撑脆性层，脆性层在热、湿、水或机械应力等条件下就能得到粘合剂的结构支撑，从而不会发生降解或失去其结构整体性。因此，本专利技术设想将所述粘合剂用于任何应用中，特别是涉及光学产品或光学元件的应用中，特别是在需要用到光透速率或透明粘合剂的场合用来粘合材料。具体说来，本专利技术设想粘合容易释放气体的材料，特别是在这种脱气作用容易破坏脱气材料与其他材料之间的粘合力的场合下。更具体地，本专利技术设想将脱气材料粘合到透湿气速度低的材料上。此外，本专利技术设想用所述粘合剂为脆性层提供结构支撑，所述脆性层如热敏或湿敏偏振聚合物膜。这包括在脆性材料的至少一面，任选两面上涂敷固化粘合剂，使该材料能够在会发生降解、收缩、起皱、剥离、撕裂、伸长、变形或失去结构整体性的条件下使用。在这样的环境中，邻近脆性层的固化粘合剂能为脆性层提供结构支撑，使之保持结构整体性，并防止降解。在这里，所述粘合剂可以仅仅在脆性层的一面或两面上用作保护层，也可以用来将脆性层粘合到作为大型光学元件产品组成部分的另一种材料上。本专利技术一方面涉及可固化粘合剂组合物。所述粘合剂包含聚丙烯酸酯组分、环氧组分和阳离子引发剂。未固化粘合剂是光学透明的，其光透速率超过90％，雾度小于2％，不透明度小于1％。未固化的可固化粘合剂宜固化成具有聚合物交叉网络结构的粘合剂。在90℃使固化粘合剂老化500小时后，固化并老化的粘合剂的光透速率大于90，雾度小于2％，不透明度小于1％。本专利技术另一方面涉及多层组装件，它包含含有互穿聚合物网络结构的固化粘合剂。所述互穿聚合物网络结构包含聚丙烯酸酯组分和环氧组分，粘合剂组分是透明的，而组件包括一个低湿气转移层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层组件，它包括含有互穿聚合物网络的固化粘合剂，所述互穿聚合物网络包含聚丙烯酸酯组分和环氧组分，粘合剂组合物是光学透明的，粘合剂将低湿气转移层粘合在脱气层上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，D萨尔尼科夫，JW巴里齐，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]