本發明屬于高分子粘性材料,具體涉及一種反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料及其制備方法和應用。
背景技術:
1、近年來,隨著光電產業的迅猛迭代,特別是mini-led(次毫米發光二極管)、micro-led(微米發光二極管)、oled(有機發光二極管)等新型顯示技術的普及,以及消費電子設備向超薄、柔性、高集成度方向的持續發展,對其中所使用的功能性材料的性能要求也日益嚴苛。
2、壓敏膠作為這些設備中不可或缺的粘接、固定、密封材料,其功能已不再局限于傳統的粘結作用。在許多精密的內部結構中,壓敏膠被期望能同時承擔額外的物理功能。一個典型的應用需求是光反射功能。例如,在直下式mini-led背光模組中,需要將位于側邊或底部的led芯片發出的光線高效地、均勻地導向液晶面板的出光面。傳統方案是在led芯片與導光板之間使用具有反射功能的膠帶或涂層,將向下或側向散射的光線反射回去,從而極大提升整體亮度和亮度均勻性,并減少光能損失。
3、目前,行業內的主流技術方案主要存在兩種:其一,是采用獨立的金屬反射膜(如真空鍍銀膜、鋁膜)與透明的壓敏膠帶進行復合,形成雙層或多層結構;其二,是在壓敏膠中物理共混高折射率的白色顏料,最常用的是二氧化鈦(tio2),制備成白色反射型壓敏膠帶。
4、然而,上述兩種傳統方案均存在不可忽視的技術缺陷和局限性。對于第一種貼合反射膜的方案,其最明顯的問題在于增加了額外的物料成本、復雜的組裝工序和工時,并且使得器件整體的厚度增加,這與當前消費電子追求極致輕薄化的趨勢背道而馳。此外,多層界面之間存在潛在的剝離風險,影響長期可靠性。
5、對于第二種高填充白色顏料方案,為了實現足夠高的光反射率(通常要求>90%),需要向聚合物基體中添加非常大比例(通常超過膠粘劑總重量的30%,甚至更高)的二氧化鈦粉末。
6、如此高的填料負載量會嚴重破壞壓敏膠連續相的完整性,導致一系列負面效應:膠體的流變性能變差,涂布加工困難;壓敏膠的本體力學性能顯著下降,表現為初粘性降低、180°剝離強度減弱、持粘力大幅下滑(即抗剪切蠕變能力變差);同時,膠層會變得硬而脆,柔韌性喪失,難以適應動態應力或熱脹冷縮,且容易因填料聚集形成應力集中點,導致早期失效。
7、因此,如何在保持壓敏膠優異粘結性能的前提下,有效地賦予其高反射功能,成為一個亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的不足,本發明提供一種反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料及其制備方法和應用。
2、本發明的技術方案如下:
3、本發明提供一種反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料,原料按重量份計包括以下組分:
4、丙烯酸軟單體:50-60份;
5、丙烯酸硬單體:20-30份;
6、功能單體:5-15份;
7、銦粉:1-5份;
8、甲基丙烯酰氧基硅烷:0.1-1份;
9、油性引發劑:0.5-2份;
10、非醇類有機溶劑:80-100份。
11、基于以上所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料,所述銦粉的平均粒度為1-10μm。
12、基于以上所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料,所述甲基丙烯酰氧基硅烷,為kh-570硅烷偶聯劑、kbe-503硅烷偶聯劑或kbe-502硅烷偶聯劑。
13、本發明還提供一種所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,包括如下步驟:
14、(1)將銦粉分散于第一比例的非醇類有機溶劑,得到銦粉分散液;
15、惰性氣氛,加熱條件下,將甲基丙烯酰氧基硅烷與水組成的混合液滴加至銦粉分散液中反應,純化,得到目標分散液;
16、(2)將第二比例的單體、油性引發劑與非醇類有機溶劑混合,保溫反應,得到第一反應體系;所述單體為丙烯酸軟單體、丙烯酸硬單體和功能單體;
17、將剩余單體、剩余油性引發劑、剩余非醇類有機溶劑與目標分散液混合,得到的混合液滴加至第一反應體系,繼續保溫。
18、基于以上所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,步驟(1)中,所述純化,得到目標分散液,包括:反應產物進行離心分離,棄去上層清液,對所得固體沉淀進行多次洗滌,將洗滌后的產物重新分散在新的非醇類有機溶劑中,形成目標分散液。
19、基于以上所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,步驟(1)中,第一比例的非醇類有機溶劑占非醇類有機溶劑總添加量的20%-30%;
20、水用量占甲基丙烯酰氧基硅烷重量的10%-20%。
21、基于以上所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,步驟(2)中,第二比例的單體占丙烯酸軟單體、丙烯酸硬單體和功能單體總添加量的30%-50%;
22、第二比例的單體、油性引發劑與非醇類有機溶劑的添加比例為100:0.5-1:25-35。
23、基于以上所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,步驟(2)中,得到的混合液滴加至第一反應體系,滴加時間控制在3-5h,溫度維持在75±2℃,繼續保溫1-2h。
24、本發明還提供一種所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料在光學顯示器件、電子設備散熱模塊以及反光標識材料方面中的應用。
25、具體而言,所述反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料在提高光學顯示器件、電子設備散熱模塊以及反光標識材料的反射率、持粘力、穩定性、180°剝離強度方面中的應用。
26、有益效果
27、本發明引入具有高本征反射率的金屬銦粉作為功能性填料,并通過分子設計,利用甲基丙烯酰氧基硅烷分子結構中含有的甲基丙烯酰氧基,使得銦粉以化學鍵合的方式成為聚合物網絡的一部分,得到兼具高效光反射性能和優異粘結性能的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料。
28、本發明先通過銦粉表面官能化,接枝上可參與聚合的雙鍵,再進行原位聚合鍵合,改性后的銦粉在丙烯酸酯單體聚合過程中直接參與反應,形成牢固的共價鍵連接。這一方法從根本上解決了傳統物理共混法中填料與基體界面結合力弱、易沉降遷移、導致性能衰減的技術難題,確保了填料分散的均勻性和長期穩定性。
1.一種反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料,其特征在于,原料按重量份計包括以下組分:
2.根據權利要求1所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料,其特征在于,所述銦粉的平均粒度為1-10μm。
3.根據權利要求1所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料,其特征在于,所述甲基丙烯酰氧基硅烷,為kh-570硅烷偶聯劑、kbe-503硅烷偶聯劑或kbe-502硅烷偶聯劑。
4.一種如權利要求1所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
5.根據權利要求4所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,所述純化,得到目標分散液,包括:反應產物進行離心分離,棄去上層清液,對所得固體沉淀進行多次洗滌,將洗滌后的產物重新分散在新的非醇類有機溶劑中,形成目標分散液。
6.根據權利要求4所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,第一比例的非醇類有機溶劑占非醇類有機溶劑總添加量的20%-30%;
7.根據權利要求4所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,第二比例的單體占丙烯酸軟單體、丙烯酸硬單體和功能單體總添加量的30%-50%;
8.根據權利要求4所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,得到的混合液滴加至第一反應體系,滴加時間控制在3-5h,溫度維持在75±2℃,繼續保溫1-2h。
9.一種如權利要求1所述的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料或權利要求4所述的制備方法制備得到的反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料在光學顯示器件、電子設備散熱模塊以及反光標識材料方面中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用,其特征在于,所述反光溶劑型丙烯酸酯粘性材料在提高光學顯示器件、電子設備散熱模塊以及反光標識材料的反射率、持粘力、穩定性、180°剝離強度方面中的應用。