高折射率壓敏粘合劑的制作方法
【專利說明】
[0001 ] 本申請是申請日為2008年10月14日、申請?zhí)枮?00880120220.0、發(fā)明名稱為"高折 射率壓敏粘合劑"的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種高折射率壓敏粘合劑。具體地，本發(fā)明設(shè)及壓敏和熱活化粘合劑。 更具體地講，本發(fā)明設(shè)及具有高折射率的粘合劑。
【背景技術(shù)】
[0003] 壓敏粘合劑（"PSA")在本文中定義為在室溫下呈現(xiàn)出持久粘著性的粘合劑。該性 能使得僅施加輕的指壓便可讓壓敏粘合劑進(jìn)行牢固地粘附。PSA在W下性能方面達(dá)到平衡： 粘附力、內(nèi)聚力、延展性和彈性。粘著力既指瞬時粘附至表面上又指在施加壓力后生成的粘 合強(qiáng)度(通常測量為"剝離強(qiáng)度"）。內(nèi)聚力指"剪切強(qiáng)度"或當(dāng)經(jīng)受剪切力時涂覆的PSA對失 效的抵抗力。延展性指在低應(yīng)力下延長的能力。彈性指材料在延展時呈現(xiàn)回縮力并且當(dāng)該 力釋放時材料縮回的性能。
[0004] 熱活化粘合劑（"HA")在本文中定義為在室溫下是非粘性的但在高溫下會暫時變 成粘性的并且能結(jié)合至基底的粘合劑。處于或高于該活化溫度時，它們具有與PSA相同的特 性，既粘附力、內(nèi)聚力、延展性和彈性。運(yùn)些粘合劑通常具有高于室溫的Tg或烙點(diǎn)（Tm)。當(dāng)溫 度高于Tg或Tm時，儲能模量通常會降低并且粘合劑變成粘性的。
[0005] 壓敏和熱活化粘合劑具有多種多樣的用途，包括在光學(xué)產(chǎn)品中的應(yīng)用。對于某些 光學(xué)應(yīng)用，它可用于使粘合劑的折射率(RI)與其施加的基底的折射率相匹配。運(yùn)種折射率 的匹配通過減少炫光和反射，增強(qiáng)了構(gòu)造的光學(xué)性能。炫光在本文中定義為450-650納米范 圍的平均反射，反射在本文中定義為運(yùn)樣的過程，其中入射在某表面上的福射光通量的一 部分返回至其基部為該表面并包括入射福射的同一半球（參見化n化ook of Optics,2nd 6(1.，1。6腳*-化11，111(3.，1995(光學(xué)手冊，第二版，1995年））。通常，基底為折射率在1.48至 1.65的范圍內(nèi)的聚合物材料，例如聚甲基（甲基)丙締酸醋(PMMA)具有為1.489的折射率;聚 碳酸醋具有為1.585的折射率;而聚對苯二甲酸乙二醇醋(PET)具有為1.64的折射率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 典型的PSA和熱活化粘合劑具有約1.47或更小的折射率。如果將運(yùn)些PSA用于光學(xué) 應(yīng)用，則會產(chǎn)生炫光和反射。因此，存在對此類具有高折射率的粘合劑的需要。
[0007] 本發(fā)明提供的粘合劑具有至少為1.50的折射率。運(yùn)些壓敏和熱活化粘合劑特別適 用于其中基底或粘附體同樣具有高折射率的光學(xué)應(yīng)用。本發(fā)明的壓敏粘合劑有利地允許折 射率匹配，運(yùn)樣可減少炫光和反射。
[000引在多個實施例中，本發(fā)明還提供了光學(xué)透明的、光透射率值為至少85%，優(yōu)選至少 90%的粘合劑。術(shù)語"光透射率值"指既沒有反射回源又沒有被薄膜吸收的光在550nm波長 下占總?cè)肷涔獾陌俜直龋òl(fā)射光/光源X 100)。該粘合劑還具有小于2%，優(yōu)選小于1%的霧 度。
[0009] 本發(fā)明的粘合劑包含至少一種具有取代的或未取代的聯(lián)苯基的單體。本發(fā)明的一 個方面是壓敏粘合劑，其包含W下物質(zhì)的共聚反應(yīng)產(chǎn)物：（a)至少一種選自（甲基)丙締酸醋 單體的單體;和(b)至少一種具有取代的或未取代的聯(lián)苯基的單體。如本文所用，術(shù)語"（甲 基)丙締酸"或"(甲基)丙締酸醋"既包括丙締酸又包括甲基丙締酸(或丙締酸醋和甲基丙締 酸醋）。
[0010] 本發(fā)明的另一個方面是壓敏粘合劑，其包含W下物質(zhì)的共聚反應(yīng)產(chǎn)物：（a)至少一 種（甲基)丙締酸醋單體，（b)至少一種具有取代的或未取代的聯(lián)苯基的單體;和(C)至少一 種酸性官能單體。
[0011] 本發(fā)明的又一個方面是壓敏粘合劑，其包含W下物質(zhì)的共聚反應(yīng)產(chǎn)物：（a)至少一 種（甲基)丙締酸醋單體，（b)至少一種具有取代的或未取代的聯(lián)苯基的單體;和(C)任選至 少一種酸性官能單體；W及(d)至少一種非含酸極性單體，該極性單體能夠與組分(a)、（b) 和(C)的單體共聚。
[0012] 本發(fā)明的壓敏粘合劑可任選包含其它單體、交聯(lián)劑和其它添加劑。
[0013] 本發(fā)明的另一個實施例是用本發(fā)明壓敏粘合劑涂覆的基底。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明設(shè)及折射率為至少1.50的粘合劑。優(yōu)選地，粘合劑的折射率為至少1.54。
[0015] 本發(fā)明的壓敏粘合劑具有高折射率，并且在壓敏粘合劑相關(guān)的W下四個性能方面 具有良好的平衡:粘附力、內(nèi)聚力、延展性和彈性。該粘合劑在使用溫度下符合化hlquist標(biāo) 準(zhǔn)（在Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technolo邑y,D.Satas,2nd ed.,pa邑e 172(1989)(壓敏粘合劑技術(shù)手冊，第二版，第172頁，1989年）中有所描述）。該標(biāo)準(zhǔn)定義良好 的壓敏粘合劑應(yīng)為1秒蠕變?nèi)崃看笥趌Xl(T 6cm2/dyne的壓敏粘合劑。作為另外一種選擇，因 為模量大致為柔量的倒數(shù)，所W壓敏粘合劑可定義為剪切模量小于1 X 106dynes/cm2的粘合 劑。
[0016] 折射率在本文中定義為材料(例如單體或其聚合產(chǎn)物）的絕對折射率，被理解為在 自由空間中電磁福射的速度與在該物質(zhì)中福射速度的比率，該福射為鋼黃燈在約583.9納 米(nm)波長下的福射。折射率可用已知的方法測量，并且通常使用Abbe折射計測量。
[0017] 本發(fā)明的壓敏粘合劑為包含至少一種聯(lián)苯單體的（甲基)丙締酸醋粘合劑。壓敏粘 合劑包含至少一種非叔醇的（甲基)丙締酸醋、至少一種或多種酸性官能單體W及可選地一 種或多種非酸性官能極性單體。本發(fā)明的壓敏粘合劑可任選包含其它單體，加入該單體可 改善粘合劑的物理特性，例如交聯(lián)劑和其它添加劑如增粘劑或增塑劑。
[0018] WlOO重量份的單體總重量計，可用于本發(fā)明壓敏粘合劑中的（甲基)丙締酸單體 存在的量通常在約5至約95重量份，優(yōu)選10至90重量份的范圍內(nèi)?？捎玫谋喫釂误w包括至 少一種選自非叔烷基醇的單體丙締酸醋或甲基丙締酸醋W及它們的混合物的單體，非叔燒 基醇中的烷基含有約1個至約12個碳原子，優(yōu)選約4個至約8個碳原子。
[0019] 合適的（甲基）丙締酸醋單體包括(但不限于)選自丙締酸或甲基丙締酸與非叔燒 基醇的醋W及它們的混合物的單體，該非叔烷基醇例如為1-下醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、 2-甲基-1-下醇、1-甲基-1-下醇、1-甲基-1-戊醇、2-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-戊醇、2-乙基- I-下醇、2-乙基-I-己醇、3,5,5-S甲基-I-己醇、3-庚醇、2-辛醇、I-癸醇、I-十二燒醇等等。 此類單體丙締酸醋或甲基丙締酸醋在本領(lǐng)域是已知的并可商購獲得。
[0020] 優(yōu)選地，選擇丙締酸醋單體為所得粘合劑賦予低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。該單體通 常具有低于(TC的Tg。并且更優(yōu)選低于-20°C，運(yùn)作為均聚物的函數(shù)測量?？蓞⒖蓟痭dbook of Pressure Sensitive A化esive Technology,D.Satas,2nd ed.,page 399(1989)(壓敏 粘合劑技術(shù)手冊，第二版，第399頁，1989年）。
[0021] 聯(lián)苯單體為高折射率丙締酸單體，優(yōu)選所有聯(lián)苯單體的均聚物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 7(TC或低于7(TC。運(yùn)些聯(lián)苯單體單獨(dú)聚合或在其它丙締酸單體存在的情況下聚合時，可得 到具有較高折射率的PSA。通過調(diào)節(jié)單體的比率，可制成具有至少1.50的折射率的PSA。通 常，WlOO重量份單體總重量計，粘合劑含有約5至95重量份，優(yōu)選10至90重量份的聯(lián)苯單 體。
[0022] 本發(fā)明的芳族單體通常用W下化學(xué)式表示：
[0023]
[0024] 其中
[002引 X哺X2各自獨(dú)立地為-0-、-S-或-NR3-，其中R3為H或。-C4烷基，優(yōu)選X哺X 2各自為-
[0026] Ri為具有1至8個碳原子的亞烷基，任選含有一個或多個酸氧原子和一個或多個徑 基側(cè)基；
[0027] n為0至3;并且
[002引 R2為H或C出。
[0029] 在某些優(yōu)選的實施例中，Ri為具有1至8個碳原子的亞烷基；即-Ca出3-，其中a為1至 8。在其它實施例中，Ri可含有一個或多個鏈中酸氧原子;如-Cb此b-0-Cc此C-，其中b和C為至 少1并且b+c為2至8。在另一個實施例中，Rl可含有徑基側(cè)基；如-C出2b-CH(0H)-Cc出C-，其中b 和C為至少1且b+c為2至8。如果需要，可漠化處理聯(lián)苯基W增大所得粘合劑的折射率。然而， 運(yùn)種漠取代也可增大粘合劑的Tg。聯(lián)苯環(huán)可具有0至2個漠原子，并且通常相對于Xi基進(jìn)行 鄰位和/或?qū)ξ蝗〈?br>[0030] 化學(xué)式I表示的化合物(其中Ri為6至8)據(jù)信是新型的。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)運(yùn)些化合物與 其中Ri <4的同系物相比具有顯著較低的Tg,但是保留了高折射率，因此可用作高折射率 PSA。可任選地，可根據(jù)需要將均聚物和共聚物與增塑劑和增粘劑共混。
[0031] 根據(jù)Donatas Satas ,Handbook of Pressure Sensitive Adhesives, I""*, Von Nostrand Mieinhold,NY,1982(壓敏粘合劑手冊，第I版，1982年）："the glass transition temperature is neither an accurate measurement of polymer stiffness at room temper曰ture,nor is it an 曰ccur曰te me曰sure of pressure sensitive properties. It is 曰n e曰sy 曰nd convenient method to predict the suit曰bility of 曰 polymer for pressure-sensitive 曰dhesive 曰pplic曰tion 曰nd to predict the effect of 曰 comonomer on the copolymer p;rope;rties."(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度既不是室溫下聚合物硬度 的準(zhǔn)確測量，也不是壓敏性能的準(zhǔn)確測量。它是一種簡單和方便的方法，用于預(yù)測聚合物對 于壓敏粘合劑應(yīng)用的適用性W及預(yù)測共聚單體對共聚物性質(zhì)的影響。）
[0032] 化學(xué)式I表示的含聯(lián)苯的單體(其中n = 0)可通過（甲基)丙締酷基化合物(例如醋 或酸性面化物)與具有親核-XiH基團(tuán)的聯(lián)苯基化合物的簡單縮合來制備。化學(xué)式I表示的化 合物(其中n=l-3)可通過兩步合成制得:首先將具有親核-XH基團(tuán)的聯(lián)苯基化合物用化學(xué) 式Zi-Ri-X 2H表示的化合物烷基化，其中Z