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聚氨酯胶粘剂组合物、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯胶粘剂胶带和制备聚氨酯胶粘剂胶带的方法

摘要

本发明涉及一种聚氨酯胶粘剂组合物,包括:a)聚二元醇,所述聚二元醇至少包括聚酯二元醇,所述聚酯二元醇的重均分子量为400~4000;b)脂肪族聚己内酯三元醇,所述脂肪族聚己内酯三元醇的重均分子量为100~600;和c)聚二异氰酸酯,所述聚二异氰酸酯至少包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种。由根据本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物制备的聚氨酯胶粘剂和包括该聚氨酯胶粘剂的聚氨酯胶粘剂胶带都至少具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

著录项

  • 公开/公告号CN113861919A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-12-31

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 3M创新有限公司;

    申请/专利号CN202010611843.0

  • 发明设计人 陈雪花;殷冠南;

    申请日2020-06-30

  • 分类号C09J175/06(20060101);C09J11/04(20060101);C09J7/25(20180101);C09J7/10(20180101);C09J7/30(20180101);C08G18/79(20060101);C08G18/42(20060101);C08G18/66(20060101);C08G18/32(20060101);

  • 代理机构11021 中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人牛海军

  • 地址 美国明尼苏达州

  • 入库时间 2023-06-19 13:30:50

说明书

技术领域

本发明涉及胶粘剂领域,具体地,涉及一种聚氨酯胶粘剂组合物、一种聚氨酯胶粘剂、一种包括该聚氨酯胶粘剂的胶带和一种制备该胶带的方法。

背景技术

随着电动汽车、传感器、VR/AR(虚拟现实/增强现实)、物联网、区块链、和5G等技术的出现和快速发展,芯片市场快速增长。在芯片制程中,往往需要用保护膜来保护芯片。例如,在芯片减薄过程中,需要用保护膜来保护芯片;又如,在一些涉及高温的芯片制程过程(如锡球、铜柱的沉积过程)中,也需要用保护膜来保护芯片在200℃以上(甚至260℃以上)经过数分钟到数十分钟。因此,需要提供一种具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能的保护膜来满足这一需求。

此外,在制造显示器的过程中,高性能的涂层的沉积可以用来改进玻璃屏的光学性能。为了能使这种涂层在原子尺度上保持平滑,需要通过气相沉积过程来制备这种涂层。通常,在气相沉积过程(一般须在200℃或200℃以上的条件下沉积)中,需要一种保护膜来保护玻璃屏上不需要沉积涂层的区域;而且,在气相沉积过程中,这种保护膜须与基材具有良好的贴敷性,从而不起泡、不翘曲、也不脱落;此外,在气相沉积过程结束后,这种保护膜还须能被方便地移除且不在基材上留残胶。因此,需要提供一种具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能的保护膜来满足这一需求。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种聚氨酯胶粘剂组合物和一种基于该组合物的聚氨酯胶粘剂。该聚氨酯胶粘剂至少具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能,所以,至少可以用它来解决制造芯片或显示器玻璃屏的过程中存在的某些问题。

本发明的另一目的在于提供一种聚氨酯胶粘剂胶带。

本发明的再一目的在于提供一种制备聚氨酯胶粘剂胶带的方法。

为此,在一个方面,本发明提供一种聚氨酯胶粘剂组合物,包括:a)聚二元醇,所述聚二元醇至少包括聚酯二元醇,所述聚酯二元醇的重均分子量为400~4000;b)脂肪族聚己内酯三元醇,所述脂肪族聚己内酯三元醇的重均分子量为100~600;和c)聚二异氰酸酯,所述聚二异氰酸酯至少包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种。

根据本发明的某些技术方案,所述聚酯二元醇至少包括芳香族聚酯二元醇和脂肪酸聚酯二元醇中的一种。

根据本发明的某些技术方案,所述聚酯二元醇的重均分子量为500~3000。

根据本发明的某些技术方案,所述脂肪族聚己内酯三元醇的重均分子量为200~400。

根据本发明的某些技术方案,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.01~1:0.7,优选1:0.04~1:0.5,特别优选1:0.06~1:0.3。

根据本发明的某些技术方案,所述聚二元醇还包括:二聚二元醇。

根据本发明的某些技术方案,所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1。

根据本发明的某些技术方案,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.04~1:0.3,并且,所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1;优选,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.06~1:0.3,并且,所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1。

根据本发明的某些技术方案,所述聚氨酯胶粘剂组合物还包括:d)二氧化硅颗粒。

根据本发明的某些技术方案,所述二氧化硅颗粒的平均粒径(D50)为5~15μm,优选6~10μm。

根据本发明的某些技术方案,所述二氧化硅颗粒至少包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面改性的二氧化硅颗粒、蜡表面改性的二氧化硅颗粒、和表面未改性的二氧化硅颗粒中的一种。

根据本发明的某些技术方案,所述二氧化硅颗粒的重量和所述聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇以及聚二异氰酸酯的总重量的比为1.0:100~5.1:100。

在又一个方面,本发明提供一种聚氨酯胶粘剂,包括:经固化的根据本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物。

在另一个方面,本发明提供一种胶带,包括基材和设置在所述基材上的根据本发明提供的聚氨酯胶粘剂。

根据本发明的某些技术方案,所述基材为聚酰亚胺基材、聚酯基材、聚醚醚酮基材、离型纸、或离型膜。

在再一个方面,本发明提供一种制备聚氨酯胶粘剂胶带的方法,包括步骤:将根据本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物设置到基材上;并且,使所述聚氨酯胶粘剂组合物固化。

以下,将结合本发明的具体实施方式来对本发明作出更加详细的说明。

具体实施方式

以下,为了更加清楚的对本发明进行说明,阐述了本发明的若干个技术方案及用于对比的若干个技术方案。然而,本部分仅仅举例说明了要求保护的一些具体实施方案,其中一个或更多个技术方案中所记载的技术特征可以与任意的一个或多个技术方案相组合,这些经组合而得到的技术方案,只要其不违背本发明的精神,其也在本申请保护范围内。

本文中使用的“良好的室温粘附性能”意指:可以在室温(23℃)条件下将聚氨酯胶粘剂或聚氨酯胶粘剂胶带粘附到基材(包括但不限于,玻璃基材、不锈钢基材、或硅晶片基材)表面,并且在基材上具有良好的室温180°剥离力。

本文中使用的“良好的耐高温性能”意指:经过高温过程之后,聚氨酯胶粘剂或聚氨酯胶粘剂胶带仍然能够粘附在基材上,无起泡,无脱落,可以被完整的从被保护基材表面移除且不留残胶。

本文中使用的“平均粒径”意指:粒径分布的累积频率(G或R)等于50%的颗粒的粒径,又称中位径,也称D50。

本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物包括:a)聚二元醇,所述聚二元醇至少包括聚酯二元醇,所述聚酯二元醇的重均分子量为400~4000;b)脂肪族聚己内酯三元醇,所述脂肪族聚己内酯三元醇的重均分子量为100~600;和c)聚二异氰酸酯,所述聚二异氰酸酯至少包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种。

在本发明中,所述聚酯二元醇是指由二元羧酸与二元醇等通过缩聚反应得到的羟基官能度为2的聚酯多元醇。并且,所述聚酯二元醇的分子量为400~4000,优选500~3000。所述聚酯二元醇可以调节聚氨酯胶粘剂的极性和内聚强度,从而调节聚氨酯胶粘剂的室温粘附性能和耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,所述聚酯二元醇可以是脂肪酸聚酯二元醇(fattyacid based polyester diol)。该脂肪酸聚酯二元醇可以选用购自位于中国上海市的禾大化学品(上海)有限公司的Priplast 3162、Priplast 3172、Priplast 3192、或Priplast3190。

根据本发明的一个实施方案,所述聚酯二元醇还可以是芳香族聚酯二元醇。该芳香族聚酯二元醇可以选用购自位于中国苏州市的旭川化学(苏州)有限公司的XCPA-110或XCPA-195。

根据本发明的一个实施方案,所述聚二元醇还可以进一步包括:二聚二元醇(dimer diol)。所述二聚二元醇(dimer diol)可以由二聚酸(dimer acid)经过加氢还原而制得,其中,所述二聚酸可以是由结构不同的C18不饱和脂肪酸二聚物和较高级齐聚物组成的复杂混合液。所述二聚二元醇可以调节聚氨酯胶粘剂的极性和内聚力,从而调节聚氨酯胶粘剂的室温粘附性能和耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,所述二聚二元醇可以选用购自位于中国上海市的禾大化学品(上海)有限公司的Pripol 2033或Pripol 2030。

根据本发明的一个实施方案,所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1。当所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1时,可以使聚氨酯胶粘剂具有良好的耐高温性能。

在本发明中,所述脂肪族聚己内酯三元醇是指由己内酯开环聚合形成的羟基官能度为3的聚酯多元醇,并且,所述脂肪族聚己内酯三元醇的重均分子量为100~600,优选200~400。所述脂肪族聚己内酯三元醇可以增加聚氨酯胶粘剂的交联度,从而提升聚氨酯胶粘剂的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,所述脂肪族聚己内酯三元醇可以选用购自位于英国Cheshire市的Perstorp UK Ltd.的Capa 3050或Capa 3031。

根据本发明的一个实施方案,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.01~1:0.7,优选1:0.04~1:0.5。当所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.01~1:0.7时,可以使聚氨酯胶粘剂具有良好的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.01~1:0.7,优选1:0.04~1:0.5,并且,所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1,此时,可以使聚氨酯胶粘剂具有良好的耐高温性能。

在本发明中,所述聚二异氰酸酯至少包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种。所述六亚甲基二异氰酸酯三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体均可以为聚氨酯胶粘剂提供良好的室温粘附性能和耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,所述六亚甲基二异氰酸酯三聚体可以选用购自位于中国上海市的科思创公司的N3800、N3390、或N3300。

根据本发明的一个实施方案,所述异佛尔酮二异氰酸酯三聚体可以选用购自位于中国上海市的科思创公司的Z4470。

根据本发明的一个实施方案,本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物还可以进一步包括二氧化硅颗粒。在本发明中,所述二氧化硅颗粒的平均粒径D50为5~15μm,优选6~10μm。所述二氧化硅颗粒可以调节聚氨酯胶粘剂的室温粘附性能并提高聚氨酯胶粘剂的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,所述二氧化硅颗粒可以选自下列组中的一种或多种:聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面改性的二氧化硅颗粒、蜡表面改性的二氧化硅颗粒、和表面未改性的二氧化硅颗粒。

根据本发明的一个实施方案,所述聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面改性的二氧化硅颗粒可以选用购自位于中国上海市的赢创公司的Acematt 3300。根据本发明的一个实施方案,所述蜡表面改性的二氧化硅颗粒可以选用购自位于中国上海市的赢创公司的OK520。根据本发明的一个实施方案,所述表面未改性的二氧化硅颗粒可以选用购自位于中国上海市的赢创公司的TS-100。

根据本发明的一个实施方案,在本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物中,所述二氧化硅颗粒的重量和所述聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇以及聚二异氰酸酯的总重量的比为1.0:100~5.1:100。该比值(A/B)可以按照下列公式计算:

A=二氧化硅颗粒的重量,

B=聚二元醇的重量+脂肪族聚己内酯三元醇的重量+聚二异氰酸酯的重量,

A/B=(二氧化硅颗粒的重量)/(聚二元醇的重量+脂肪族聚己内酯三元醇的重量+聚二异氰酸酯的重量);

其中,聚二元醇的重量、脂肪族聚己内酯三元醇的重量、和聚二异氰酸酯的重量可以分别按照下列公式计算:

聚二元醇的重量=聚二元醇溶液的重量×聚二元醇溶液的固含量,

脂肪族聚己内酯三元醇的重量=脂肪族聚己内酯三元醇溶液的重量×脂肪族聚己内酯三元醇溶液的固含量,

聚二异氰酸酯的重量=聚二异氰酸酯溶液的重量×聚二异氰酸酯溶液的固含量。

聚氨酯胶粘剂

本发明提供的聚氨酯胶粘剂包括:经固化的根据本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物。

所述聚氨酯胶粘剂组合物所包括的各成分详见本说明书“聚氨酯胶粘剂组合物”部分,此间不再赘述。

根据本发明的一个实施方案,可以根据以下步骤制备所述聚氨酯胶粘剂:

步骤一,在室温的条件下将所述聚氨酯胶粘剂组合物所包括的各成分一起加入到适用的容器中混合;

步骤二,将经混合的聚氨酯胶粘剂组合物的各成分放入烘箱中反应固化,以得到聚氨酯胶粘剂。

根据本发明的一个实施方案,可以在步骤二中,在将经混合聚氨酯胶粘剂组合物的各成分放入烘箱中后,将温度从120℃升到150℃,并保温20分钟,以使聚氨酯胶粘剂组合物反应固化,得到聚氨酯胶粘剂。

根据本发明的一个实施方案,可以在步骤二中,在将经混合聚氨酯胶粘剂组合物的各成分放入烘箱中后,将温度从120℃升到150℃,并保温20分钟,然后把温度下降至80℃,并保温24小时,以使固化反应进行完全。

根据本发明的一个实施方案,可以在步骤一中先将除二氧化硅颗粒之外的聚氨酯胶粘剂组合物的各成分加入适用的容器中,再将二氧化硅颗粒加入该容器中,并以2500rpm的转速下高速分散5~15分钟。

根据本发明的一个实施方案,可以将所述聚氨酯胶粘剂置于室温下储存。

根据本发明的一个实施方案,本发明提供的聚氨酯胶粘剂至少具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、和聚二异氰酸酯时,由该聚氨酯胶粘剂组合物制得的聚氨酯胶粘剂在玻璃基材表面具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、聚二异氰酸酯、和二氧化硅颗粒时,由该聚氨酯胶粘剂组合物制得的聚氨酯胶粘剂在硅晶片基材表面具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、聚二异氰酸酯、和二氧化硅颗粒时,由该聚氨酯胶粘剂组合物制得的聚氨酯胶粘剂在不锈钢基材表面具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

本发明提供的胶带(也可以称为“保护膜”)包括基材和设置在所述基材上的根据本发明提供的聚氨酯胶粘剂。所述聚氨酯胶粘剂详见本说明书“聚氨酯胶粘剂”部分,此间不再赘述。

根据本发明的一个实施方案,所述聚氨酯胶粘剂可以设置在所述基材的至少一侧上。

根据本发明的一个实施方案,所述基材为聚酰亚胺基材、聚酯基材、聚醚醚酮基材、离型纸、或离型膜。

根据本发明的一个实施方案,本发明提供的胶带至少具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、和聚二异氰酸酯时,由该聚氨酯胶粘剂组合物制备的聚氨酯胶粘剂胶带在玻璃基材表面具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、聚二异氰酸酯和二氧化硅颗粒时,由该聚氨酯胶粘剂组合物制备的聚氨酯胶粘剂胶带在硅晶片基材表面具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

根据本发明的一个实施方案,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、聚二异氰酸酯和二氧化硅颗粒时,由该聚氨酯胶粘剂组合物制备的聚氨酯胶粘剂胶带在不锈钢基材表面具有良好的室温粘附性能和良好的耐高温性能。

本发明提供的制备聚氨酯胶粘剂胶带的方法包括步骤:将本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物设置到基材上;并且,使所述聚氨酯胶粘剂组合物固化。

所述聚氨酯胶粘剂组合物所包括的各成分详见本说明书“聚氨酯胶粘剂组合物”部分,此间不再赘述。

根据本发明的一个实施方案,具体地,所述制备方法可以包括以下步骤:

步骤一,在室温的条件下将所述聚氨酯胶粘剂组合物所包括的各成分一起加入到适用的容器中混合;

步骤二,将混合好的聚氨酯胶粘剂组合物涂布到基材表面;和

步骤三,将涂布有聚氨酯胶粘剂组合物的基材放入烘箱中反应固化,以得到聚氨酯胶粘剂胶带。

根据本发明的一个实施方案,可以在步骤三中,在将涂布有聚氨酯胶粘剂组合物的基材放入烘箱中后,将温度从120℃升到150℃,并保温20分钟,以使聚氨酯胶粘剂组合物反应固化,得到聚氨酯胶粘剂胶带。

根据本发明的一个实施方案,可以在步骤三中,在将涂布有聚氨酯胶粘剂组合物的基材放入烘箱中后,将温度从120℃升到150℃,并保温20分钟,然后把温度下降至80℃,并保温24小时,以使固化反应进行完全。

根据本发明的一个实施方案,可以在步骤一中先将除二氧化硅颗粒之外的聚氨酯胶粘剂组合物的各成分加入适用的容器中,再将二氧化硅颗粒加入该容器中,并以2500rpm的转速下高速分散5~15分钟。

根据本发明的一个实施方案,可以将所述聚氨酯胶粘剂胶带置于室温下储存。

实施例

在下文中,将提供优选实施例以更好地理解本发明。然而,以下实施例仅用于举例说明目的并为了本领域技术人员更好地理解本发明,而本发明不应受这些实施例限制。

1.原料

(1)聚酯二元醇

Priplast 3162(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“3162”,固含量100%wt),聚酯二元醇,禾大化学品(上海)有限公司(位于中国上海市),分子量1000。

Priplast 3172,(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“3172”,固含量100%wt)聚酯二元醇,禾大化学品(上海)有限公司(位于中国上海市),分子量3000。

Priplast 3192(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“3192”,固含量100%wt),聚酯二元醇,禾大化学品(上海)有限公司(位于中国上海市),分子量2000。

Priplast 3190(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“3190”,固含量100%wt),聚酯二元醇,禾大化学品(上海)有限公司(位于中国上海市),分子量2000;

XCPA-110(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“110”,固含量100%wt),聚酯二元醇,旭川化学(苏州)有限公司(位于中国苏州市),分子量1000。

XCPA-195(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“195”,固含量100%wt),聚酯二元醇,旭川化学(苏州)有限公司(位于中国苏州市),分子量560。

XCP-1000N(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“1000N”,固含量100%wt),聚酯二元醇,旭川化学(苏州)有限公司(位于中国苏州市),分子量1000。

XCP-500N(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“500N”,固含量100%wt),聚酯二元醇,旭川化学(苏州)有限公司(位于中国苏州市),分子量500。

(2)二聚二元醇

Pripol 2033(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“2033”,固含量100%wt),二聚二元醇,禾大化学品(上海)有限公司(位于中国上海市),分子量570。

(3)脂肪族聚己内酯三元醇

Capa 3031(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“3031”,固含量100%wt),脂肪族聚己内酯三元醇,Perstorp UK Ltd.(位于英国Cheshire市),分子量300。

(4)六亚甲基二异氰酸酯三聚体

Desmodur N3800(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“N3800”,固含量100%wt),科思创公司(位于中国上海市)。

Desmodur N3390(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“N3390”,固含量90%wt),科思创公司(位于中国上海市)。

(5)异佛尔酮二异氰酸酯三聚体

Desmodur Z4470(在表1-1、表2-1、和表3-1中简称“Z4470”,固含量为70%wt),科思创公司(位于中国上海市)。

(6)二氧化硅颗粒

TS-100,二氧化硅颗粒,赢创公司(位于中国上海市),平均直径D50=6.5μm。

Acematt 3300,聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面改性的二氧化硅颗粒,赢创公司(位于中国上海市),平均直径D50=10μm。

EXP 3400,聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面改性的二氧化硅颗粒,赢创公司(位于中国上海市),平均直径D50=6.5μm。

OK-520,蜡表面改性的二氧化硅颗粒,赢创公司(位于中国上海市),平均直径D50=6.5μm。

(7)基材

PI膜(聚酰亚胺膜),宁波今山电子材料有限公司(位于中国宁波市)。

(8)其他

MEK(甲基乙基酮),上海国药公司(位于中国上海市),分析级。

Dibutyltin dilaurate(DBTDL,二月桂酸二丁基锡),上海国药公司(位于中国上海市)。

Propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate(丙二醇-1-单甲醚2-乙酸酯),陶氏化学公司(位于中国上海市)。

MIBK(甲基异丁基酮),上海国药公司(位于中国上海市),分析级。

BA(乙酸丁酯),上海国药公司(位于中国上海市),分析级。

Xylene(二甲苯),上海国药公司(位于中国上海市),分析级。

Acetyl acetone(乙酰丙酮),上海国药公司(位于中国上海市),分析级。

2.测试方法

(1)室温粘附力测试(室温180°剥离力测试)

用异丙醇(IPA)清洁基材(例如,玻璃基材、硅晶片基材、或不锈钢基材)表面,并用压缩空气吹扫以干燥基材表面;

裁切宽为1英寸的长方形胶带试样;

用自动辊(附自动辊的滚压机,可商购自位于美国俄亥俄州费尔菲尔德(Fairfield,Ohio,USA)的化学仪器公司(ChemInstruments公司),以4.5磅力的负荷、12英寸/分钟的速度,来回滚压一次,将胶带层压在基材表面;

将层压在基材表面的胶带试样在室温(23℃)下放置20分钟,然后用Instron(180°剥离力测试仪,可商购自位于美国波士顿市的Instron公司)以12英寸/分钟的速度测试该胶带试样在基材表面的室温180°剥离力,并记录测得的室温180°剥离力的数值。

(2)耐高温测试

用异丙醇(IPA)清洁基材(例如,玻璃基材、硅晶片基材、或不锈钢基材)表面,并用压缩空气吹扫以干燥基材表面;

裁切宽为1英寸的长方形胶带试样;

用自动辊(附自动辊的滚压机,可商购自位于美国俄亥俄州费尔菲尔德(Fairfield,Ohio,USA)的化学仪器公司(ChemInstruments公司),以4.5磅力的负荷、12英寸/分钟的速度,来回滚压一次,将胶带层压在基材表面;

将层压有胶带试样的基材放入马弗炉(可商购自位于美国的宾夕法尼亚州York市的Densply International公司的VULCAN 3-550马弗炉)中,以35℃/分钟的速度将炉温从室温升至某一预设温度(例如,230℃、或260℃),并在该预设温度保持一段时间(例如,10分钟、30分钟、或1小时);

将层压有胶带试样的基材从马弗炉中取出,冷却至室温,并观察胶带试样是否出现起泡、爆裂、或脱落;

然后将该胶带试样手动从层压基材上拉起观察是否有胶粘剂残留在基材表面;

若胶带试样既未出现过起泡、爆裂、或脱落,也未在基材表面留下胶粘剂残留,则标记为“良好”,否则标记为“不合格”。

实施例E1

将1.00g丙二醇1-单甲醚2-乙酸酯,1.58g乙酸丁酯(BA),0.54g甲基异丁基酮(MIBK),0.98g二甲苯,1.77g XCPA-110,1.61g XCPA-195,0.40g CAPA-3031,0.15g 1wt%的DBTDL的MEK溶液,和0.30g乙酰丙酮加入30ml的塑料瓶中,然后将塑料瓶盖盖紧并放入高速混合机ARE-310(可商购自位于日本东京市的Thinky公司)中,先以每分钟2000转的转速混合2分钟,再以每分钟2200转的转速消泡2分钟,以得到均一的第一溶液;

然后,在第一溶液中加入5.22g N3800和0.24g TS-100,以每分钟2500转的转速在高速分散机SFJ-400(可商购自位于中国上海的上海现代环境工程技术有限公司)上搅拌5分钟,得到均一的第二溶液(即,聚氨酯胶粘剂溶液)。该第二溶液所包含的成分及其含量如表1-1所示。例如,在该实施例中,NCO:OH的摩尔比为1.034:1;并且,二氧化硅颗粒的重量和聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、以及聚二异氰酸酯的总重量的比为2.67:100,该比值(A/B)的具体的计算公式如下:

A=二氧化硅颗粒的重量,

A/B=(二氧化硅颗粒的重量)/(聚二元醇的重量+脂肪族聚己内酯三元醇+聚二异氰酸酯的重量);

其中,聚二元醇的重量、脂肪族聚己内酯三元醇的重量、和聚二异氰酸酯的重量可以分别按照下列公式计算:

聚二元醇的重量=聚二元醇溶液的重量×聚二元醇的重量的固含量,

脂肪族聚己内酯三元醇的重量=脂肪族聚己内酯三元醇溶液的重量×脂肪族聚己内酯三元醇的固含量,

聚二异氰酸酯的重量=聚二异氰酸酯溶液的重量×聚二异氰酸酯溶液的固含量;

在实施例1中,A/B=0.24/(1.77×100%+1.61×100%+0.40×100%+5.22×100%)=2.67/100;

将厚度为25μm的PI膜裁切成A4纸大小;

用逗号辊将第二溶液(即,聚氨酯胶粘剂溶液)涂布到PI膜上,放入烘箱中,将其从120℃加热到150℃,并在150℃保持20分钟,使其干燥和固化,从而得到聚氨酯胶粘剂胶带。

按照本文所述的测试方法对该聚氨酯胶粘剂胶带进行室温180°剥离力测试(玻璃基材表面)和耐高温测试(玻璃基材表面,在260℃经过10分钟),测试结果列于表1-2。

实施例E2-E15

按照与实施例E1相同的方法制备实施例E2-E15的聚氨酯胶粘剂胶带,其不同之处在于,对于用于制备聚氨酯胶粘剂胶带的聚氨酯胶粘剂组合物的成分和含量的选择不同,或者聚氨酯胶粘剂的厚度不同,具体列于表1-1和表1-2中。

按照本文所述的测试方法对实施例E2-E15的聚氨酯胶粘剂胶带进行室温180°剥离力测试(玻璃基材表面)和耐高温测试(玻璃基材表面,在260℃经过10分钟),测试结果列于表1-2。

表1-1

注1:A/B=(二氧化硅颗粒的重量)/(聚二元醇的重量+脂肪族聚己内酯三元醇的重量+聚二异氰酸酯的重量)

表1-2

根据实施例E1-E15,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇和聚二异氰酸酯时,由其制备的胶带不仅在常温下对玻璃表面具有良好的粘附力,而且还具有良好的耐高温性(在260℃经过10分钟后,既未出现过气泡、爆裂、或脱落,也未在玻璃基材表面留下胶粘剂残留)。

实施例E16

将61.63g MEK(甲基乙基酮),24.17g XCPA-110,24.17g XCPA-195,6.36g CAPA-3031,和2.27g 1wt%的DBTDL的MEK溶液加入500ml的塑料容器,混合均匀,得到均一的第一溶液;

然后,在第一溶液中加入78.30g N3800和2.78g Acematt 3300,以每分钟2500转的转速在高速分散机SFJ-400(可商购自上海现代环境工程技术有限公司)上搅拌5分钟,得到均一的第二溶液(即,聚氨酯胶粘剂溶液)。该第二溶液所包含的成分及其含量如表2-1所示。例如,在该实施例中,NCO:OH的摩尔比为1.034:1;并且,A/B=2.09/100;

将厚度为25μm的PI膜裁切成A4纸大小;

用逗号辊将第二溶液(即,聚氨酯胶粘剂溶液)涂布到PI膜上,放入烘箱中,将其从120℃加热到150℃,使其干燥和固化,并在150℃保持20分钟,从而得到聚氨酯胶粘剂胶带。

按照本文所述的测试方法对该聚氨酯胶粘剂胶带进行室温180°剥离力测试(硅晶片基材表面)和耐高温测试(硅晶片基材表面),测试结果列于表2-2。

实施例E17-E23和对比例C1

按照与实施例E16相同的方法制备实施例E17-E23和对比例C1的聚氨酯胶粘剂胶带,其不同之处在于,对于用于制备聚氨酯胶粘剂胶带的聚氨酯胶粘剂组合物的成分和含量的选择不同,或者聚氨酯胶粘剂的厚度不同,具体列于表2-1和表2-2中。

按照本文所述的测试方法对实施例E17-E23和对比例C1的聚氨酯胶粘剂胶带进行室温180°剥离力测试(硅晶片基材表面)和耐高温测试(硅晶片基材表面),测试结果列于表2-2。

表2-1

注2:A/B=(二氧化硅颗粒的重量)/(聚二元醇的重量+脂肪族聚己内酯三元醇的重量+聚二异氰酸酯的重量)

表2-2

根据实施例E16-E23,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、聚二异氰酸酯和二氧化硅颗粒时,由其制备的胶带不仅在常温下对硅晶片基材具有良好的粘附力,而且还具有良好的耐高温性(在230℃经过60分钟后,其仍然对硅晶片基材表面具有良好的粘附力,并且,既未出现过气泡、爆裂、或脱落,也未在硅晶片基材表面留下胶粘剂残留)。

对比例C1中,其聚氨酯胶粘剂组合物中未包含二氧化硅颗粒,所以,由其制备的聚氨酯胶粘剂和胶带未能通过耐高温性测试。

实施例E24

将46.18g MEK(甲基乙基酮),18.09g Priplast 3162,18.09g Pripol 2033,4.76g CAPA-3031,和1.70g 1wt%的DBTDL的MEK溶液加入500ml的塑料容器,混合均匀,得到均一的第一溶液;

然后,在第一溶液中加入58.16g N3800和2.02g Acematt 3300,以每分钟2500转的转速在高速分散机SFJ-400(可商购自上海现代环境工程技术有限公司)上搅拌5分钟,得到均一的第二溶液(即,聚氨酯胶粘剂溶液);该第二溶液所包含的成分及其含量如表3-1所示,例如,在该实施例中,NCO:OH的摩尔比为1.034:1,并且,A/B=2.04/100;

将厚度为25μm的PI膜裁切成A4纸大小;

用逗号棍辊将第二溶液(即,聚氨酯胶粘剂溶液)涂布到PI膜上,放入烘箱中,将其从120℃加热到150℃,使其干燥和固化,并在150℃保持20分钟,从而得到聚氨酯胶粘剂胶带。

按照本文所述的测试方法对该聚氨酯胶粘剂胶带进行室温180°剥离力测试(不锈钢基材表面)和耐高温测试(不锈钢基材表面260℃/1hr),测试结果列于表3-2。

实施例E25-E32和对比例C2

按照与实施例E24相同的方法制备实施例E25-E32和对比例C2的聚氨酯胶粘剂胶带,其不同之处在于,对于用于制备聚氨酯胶粘剂胶带的聚氨酯胶粘剂组合物的成分和含量的选择不同,或者聚氨酯胶粘剂的厚度不同,具体列于表3-1和表3-2中。

按照本文所述的测试方法对实施例E25-E32和对比例C2的聚氨酯胶粘剂胶带进行室温180°剥离力测试(不锈钢基材表面)和耐高温测试(不锈钢基材表面260C/1hr),测试结果列于表3-2。

表3-1

注3:A/B=(二氧化硅颗粒的重量)/(聚二元醇的重量+脂肪族聚己内酯三元醇的重量+聚二异氰酸酯的重量)

表3-2

根据实施例E24-E32,当本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物包括适量的聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇、和聚二异氰酸酯和二氧化硅颗粒时,由本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物制备的聚氨酯胶粘剂胶带不仅在常温下对不锈钢基材表面具有良好的粘附力,而且还具有良好的耐高温性(在260℃经过1小时后,其仍然对不锈钢基材表面具有良好的粘附力,并且,其既未出现过起泡、爆裂、或脱落,也未在不锈钢基材表面留下胶粘剂残留)。

对比例C2中,其聚氨酯胶粘剂组合物中只包含了聚酯二元醇,但不包含脂肪族聚己内酯三元醇,所以,由其制备的聚氨酯胶粘剂和胶带未能通过耐高温性测试。

综上所述,由本发明提供的聚氨酯胶粘剂组合物制备的聚氨酯胶粘剂至少具有良好的低温粘附性能和良好的耐高温性能。

根据本发明的构思,发明人至少提出以下技术方案:

方案1.一种聚氨酯胶粘剂组合物,包括:a)聚二元醇,所述聚二元醇至少包括聚酯二元醇,所述聚酯二元醇的重均分子量为400~4000;b)脂肪族聚己内酯三元醇,所述脂肪族聚己内酯三元醇的重均分子量为100~600;和c)聚二异氰酸酯,所述聚二异氰酸酯至少包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体中的一种。

方案2.根据方案1所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚酯二元醇至少包括芳香族聚酯二元醇和脂肪酸聚酯二元醇中的一种。

方案3.根据方案1或2所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚酯二元醇的重均分子量为500~3000。

方案4.根据前述任一项方案所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述脂肪族聚己内酯三元醇的重均分子量为200~400。

方案5.根据前述任一项方案所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.01~1:0.7。

方案6.根据前述任一项方案所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.04~1:0.5。

方案7.根据前述任一项方案所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚二元醇还包括:二聚二元醇。

方案8.根据方案7所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1。

方案9.根据方案7或8所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚酯二元醇和所述脂肪族聚己内酯三元醇的重量比为1:0.04~1:0.3,并且,所述聚酯二元醇和所述二聚二元醇的重量比为1:0.1~1:1。

方案10.根据前述任一项方案所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述聚氨酯胶粘剂组合物还包括:d)二氧化硅颗粒。

方案11.根据方案10所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述二氧化硅颗粒的平均粒径为5~15μm。

方案12.根据方案10或11所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,所述二氧化硅颗粒至少包括聚二甲基硅氧烷表面改性的二氧化硅颗粒、蜡表面改性的二氧化硅颗粒、和表面未改性的二氧化硅颗粒中的一种。

方案13.根据方案10、11或12所述的聚氨酯胶粘剂组合物,其中,二氧化硅的重量和所述聚二元醇、脂肪族聚己内酯三元醇以及聚二异氰酸酯的总重量的比为1.0:100~5.1:100。

方案14.一种聚氨酯胶粘剂,包括:经固化的根据方案1-13中任一项所述的聚氨酯胶粘剂组合物。

方案15.一种聚氨酯胶粘剂胶带,包括基材和设置在所述基材上的根据方案14所述的聚氨酯胶粘剂。

方案16.根据方案15所述的聚氨酯胶粘剂胶带,其中,所述基材为聚酰亚胺基材、聚酯基材、聚醚醚酮基材、离型纸、或离型膜。

方案17.一种制备聚氨酯胶粘剂胶带的方法,包括步骤:将根据方案1-13中任一项所述的聚氨酯胶粘剂组合物设置到基材上;并且,使所述聚氨酯胶粘剂组合物固化。

尽管出于举例说明的目的,上述具体实施方式包含许多具体细节,但本领域普通技术人员应理解,这些细节的许多变型、更改、替代和改变均在权利要求所保护的本发明范围内。因此,具体实施方式中描述的公开内容不对权利要求所保护的本发明施加任何限制。本发明的适当范围应由权利要求书及其适当的法律等同物限定。所有引用的参考文献均以引用的方式全文并入本文中。

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