專利名稱：混合粘合劑、制品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可固化粘合劑，特別是包含聚丙烯酸酯和任何環(huán)氧組分的粘合劑。本發(fā)明還涉及使用這種粘合劑的方法，以及用這種粘合劑制備的制品，如光學產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
可固化粘合劑在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。固化粘合劑的一個例子是美國專利5252694所述類型的粘合劑。足夠透明的壓敏粘合劑的具體應(yīng)用涉及制備光學元件。例如，參見美國專利6180200和5897727?？晒袒瘔好粽澈蟿┨貏e有用，因為它們能夠在還像壓敏粘合劑一樣粘的時候粘合到基底上，然后固化形成牢固的結(jié)構(gòu)性粘合結(jié)合。
盡管利用各種組分無以計數(shù)的組合和混合物制備了許多可固化粘合劑，所述組分包括各種聚合物，如丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧、交聯(lián)劑、其他熱陽離子固化聚合物和熱敏或?qū)椛涿舾械囊l(fā)劑，但并不是所有這些組成都適合使用，特別在對透明度和穩(wěn)定性要求較高的光學應(yīng)用中。適合光學應(yīng)用的粘合劑應(yīng)當是光學透明的，而且要在采用了該粘合劑的產(chǎn)品的整個使用壽命期間保持透明度。所述粘合劑應(yīng)能經(jīng)受生產(chǎn)光學元件和使用這種元件的過程中出現(xiàn)的各種條件，透明度不致大幅度下降。此性質(zhì)不僅要求粘合劑本身穩(wěn)定，而且在光學元件或光學產(chǎn)品中與其他元件一起使用時具有穩(wěn)定性和適應(yīng)性。
光學元件不僅包括粘合劑，還包括用粘合劑結(jié)合在一起的其他組件。舉例來說，粘合劑用于將材料粘合到聚合物材料如聚酯上；將材料粘合到剛性材料如剛性聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃上；將材料粘合到偏振層上；等等。
這些光學元件組件中的任何一個組件，或者其他相鄰組件，常常對同一光學元件中的粘合劑的穩(wěn)定性、透明度、粘合強度或其他性能造成負面影響。例如，人們都知道聚碳酸酯會釋放氣體，產(chǎn)生氣泡，使光學元件中的聚碳酸酯和另外一層之間的粘合部分或全部脫開。如果釋放氣體層與另一個透氣性不好的層或?qū)盈B物結(jié)合，則起泡和脫層尤其普遍。起泡和脫層會影響光學元件的透明度和整體結(jié)構(gòu)，必須加以避免。因此，在這些及其他裝置中，需要在使用中能保持穩(wěn)定、不脫層、不起泡，透明度或結(jié)構(gòu)一體性不會下降的粘合劑。
另一個問題是，其他光學材料特別脆弱，例如脆性膜。脆性膜這種材料沒有熱穩(wěn)定性，沒有尺寸穩(wěn)定性，對水或濕度敏感，等等。這樣的材料遇到高溫或高濕度條件時會收縮或降解。由于這種不穩(wěn)定性，難以在光學元件中使用這些脆性材料。脆性材料的一個例子是所謂的“KE偏振膜”，由于它們很薄，當遇到特定下限溫度和濕度時會收縮。但在大型光學元件中還是常常用到這種脆性材料，這里面考慮了各種因素，如成本或性能。因此，如果能想辦法保持脆性材料的穩(wěn)定性，使它們能用于很有用途的產(chǎn)品，包括光學元件中，那么將非常有益。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分的粘合劑組合物。較好的粘合劑是所謂的“混合”粘合劑，它同時具有壓敏粘合劑和可固化結(jié)構(gòu)粘合劑的性質(zhì)。壓敏粘合性來自聚丙烯酸酯組分，而結(jié)構(gòu)粘合性來自環(huán)氧組分。所述組合物的優(yōu)選實施方案具有有效的光透過率，例如具有光學透明性，并且在產(chǎn)品有效使用期限內(nèi)基本上能保持光學透明。聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分可任選但宜形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，更好的是內(nèi)反應(yīng)形成的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，提供額外的穩(wěn)定性和透明度。這可通過使用交聯(lián)劑實現(xiàn)，也可通過環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯的官能團之間的直接反應(yīng)實現(xiàn)。
可適當選擇可固化粘合劑中各組分的化學組成和相對用量，以便形成具有所需綜合性質(zhì)的可固化粘合劑和固化粘合劑，其中所述組分包括聚丙烯酸酯、環(huán)氧組分(有時稱“環(huán)氧樹脂”)和陽離子光引發(fā)劑，還包括任選組分，如其他光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、接枝劑、光敏劑等，所述綜合性質(zhì)包括粘性、粘合強度、穩(wěn)定性特別適合光學產(chǎn)品的透明度和透明度的穩(wěn)定性。較好的固化粘合劑可以是單相的，它能提高光學透明度、粘合強度和穩(wěn)定性。單相可通過選擇適當量的環(huán)氧組分與聚丙烯酸酯來形成，例如以環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯為100份計，環(huán)氧組分(例如環(huán)氧樹脂)小于60重量份。環(huán)氧組分的最低用量可為固化粘合劑提供結(jié)構(gòu)整體性。環(huán)氧組分的最低用量可以改變，但示例性下限在約1-5重量份之間(以環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯為100份計)。
本發(fā)明還涉及使用可固化粘合劑的方法，例如將可固化粘合劑施涂到基底上，然后固化粘合劑。本發(fā)明方法的其他步驟可以包括將粘合劑放置到隔離襯墊上；任選干燥粘合劑中的任選溶劑或聚合或固化(甲基)丙烯酸酯單體或聚丙烯酸酯組分；或者用可固化粘合劑制備光學元件中已知所使用的其他步驟、技術(shù)或方法。
光學透明的粘合劑可用于制備許多有用的產(chǎn)品，特別是受益于光透過率粘合劑的產(chǎn)品，如光學元件和光學產(chǎn)品。光學元件一般包含許多不同材料構(gòu)成的不同層，所述材料可以是下述材料中的一種或多種聚合物、玻璃、金屬或金屬化聚合物，或者本發(fā)明粘合劑或其他粘合劑，例如另一種壓敏粘合劑或結(jié)構(gòu)粘合劑。這些材料中的任何一種或多種可以具有彈性、剛性、反射性、逆反射性、偏振性，并且通常足夠透明，可用作光學元件的一個組件。
用于光學產(chǎn)品的某些材料可以具有特殊物理或化學性質(zhì)，它們對光學產(chǎn)品產(chǎn)生負面影響。例如，某些材料會釋放氣體，如果釋放的氣體影響粘合劑和粘合性，則會破壞粘合劑的粘合力。某些材料的透濕氣能力差，可能加劇脫氣層對中間粘合劑的影響。這里所描述的粘合劑可以優(yōu)選使用，因為這些粘合劑透光，能保持結(jié)構(gòu)整體性，從而抑制諸如脫氣和低透濕氣性能的綜合影響。
其他光學材料比較脆弱，例如熱敏、濕敏、水敏或?qū)C械應(yīng)力敏感性或?qū)鈱W材料在制備或使用中所處的環(huán)境敏感。在這種環(huán)境下的脆性層可能發(fā)生降解、收縮、剝離、撕裂或伸長，或者失去結(jié)構(gòu)的整體性。這里所描述的粘合劑可優(yōu)選使用，特別是當它鄰近這種脆性材料時，因為處于這種位置的粘合劑能為脆性層提供結(jié)構(gòu)支撐。有粘合劑支撐，脆性層在熱、濕、水或機械應(yīng)力等條件下就能得到粘合劑的結(jié)構(gòu)支撐，從而不會發(fā)生降解或失去其結(jié)構(gòu)整體性。
因此，本發(fā)明設(shè)想將所述粘合劑用于任何應(yīng)用中，特別是涉及光學產(chǎn)品或光學元件的應(yīng)用中，特別是在需要用到光透過率或透明粘合劑的場合用來粘合材料。具體說來，本發(fā)明設(shè)想粘合容易釋放氣體的材料，特別是在這種脫氣作用容易破壞脫氣材料與其他材料之間的粘合力的場合下。更具體地，本發(fā)明設(shè)想將脫氣材料粘合到透濕氣速度低的材料上。
此外，本發(fā)明設(shè)想用所述粘合劑為脆性層提供結(jié)構(gòu)支撐，所述脆性層如熱敏或濕敏偏振聚合物膜。這包括在脆性材料的至少一面，任選兩面上涂敷固化粘合劑，使該材料能夠在會發(fā)生降解、收縮、起皺、剝離、撕裂、伸長、變形或失去結(jié)構(gòu)整體性的條件下使用。在這樣的環(huán)境中，鄰近脆性層的固化粘合劑能為脆性層提供結(jié)構(gòu)支撐，使之保持結(jié)構(gòu)整體性，并防止降解。在這里，所述粘合劑可以僅僅在脆性層的一面或兩面上用作保護層，也可以用來將脆性層粘合到作為大型光學元件產(chǎn)品組成部分的另一種材料上。
本發(fā)明一方面涉及可固化粘合劑組合物。所述粘合劑包含聚丙烯酸酯組分、環(huán)氧組分和陽離子引發(fā)劑。未固化粘合劑是光學透明的，其光透過率超過90％，霧度小于2％，不透明度小于1％。未固化的可固化粘合劑宜固化成具有聚合物交叉網(wǎng)絡(luò)的粘合劑。在90℃使固化粘合劑老化500小時后，固化并老化的粘合劑的光透過率大于90％，霧度小于2％，不透明度小于1％。
本發(fā)明另一方面涉及多層組裝件，它包含含有互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的固化粘合劑。所述互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)包含聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分，粘合劑組分是透明的，而組件包括一個低濕氣轉(zhuǎn)移層，該層粘合在粘合劑組合物上。
本發(fā)明另一方面涉及制備多層制品的方法。該方法包括將含有聚丙烯酸酯組分、環(huán)氧組分和陽離子引發(fā)劑的可固化粘合劑組合物涂敷到隔離襯墊上；干燥可固化粘合劑組合物，以除去溶劑；將可固化粘合劑組合物層壓到基底上；激活引發(fā)劑，使粘合劑固化。
本發(fā)明另一方面涉及為脆性材料提供結(jié)構(gòu)支撐的方法。所述方法包括將可固化粘合劑施涂到脆性材料的表面上，并固化粘合劑。
附圖簡述

圖1所示為本發(fā)明光學元件的一個實施方案，它包含脫氣層和低透濕氣性層。
圖2所示為本發(fā)明光學元件的一個實施方案，它包含支撐在固化粘合劑上的脆性膜。
圖3所示為本發(fā)明偏振元件的一個實施方案。
圖4所示為本發(fā)明偏振元件的一個實施方案。
所有的圖都不是按比例畫的。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了特定粘合劑組合物，它包含聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分，并含有陽離子引發(fā)劑以固化環(huán)氧組分。未固化粘合劑具有壓敏粘合劑的性質(zhì)。這可使未固化粘合劑能方便又準確地施涂和定位，例如定位在基底和要粘合到基底上的材料之間。結(jié)果是，可固化粘合劑在固化之后能在材料之間產(chǎn)生結(jié)構(gòu)結(jié)合力。
所述粘合劑在其未固化和固化兩種狀態(tài)之一宜具有光透過率，或者在兩種狀態(tài)下均具光透過率，例如是透明的。光學透明性使得粘合劑能用于制備光學元件。如加速老化實驗結(jié)果所表明的，所述粘合劑在正常使用條件下，也可在有效期內(nèi)保持透明性，例如光透過率。通過選擇組合粘合劑的各組分組合，粘合劑在所需透明性、穩(wěn)定性、粘合強度、整體性等性質(zhì)上可以實現(xiàn)平衡，其中所述組分具體包括聚丙烯酸酯(及其組成單體)、環(huán)氧組分和陽離子引發(fā)劑。還可以選用其他組分來綜合平衡透明性、粘合強度、整體性、穩(wěn)定性等性質(zhì)，如下面將要說明的，所述其他組分包括交聯(lián)劑、接枝劑、敏化劑等，適當選擇用量也能平衡并改善粘合劑的性質(zhì)。
聚丙烯酸酯組分一般是通過聚合(甲基)丙烯酸酯單體制備的聚合物組分。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體可統(tǒng)稱為“(甲基)丙烯酸酯”單體。由一種或多種(甲基)丙烯酸酯類單體，并任選加入一種或多種其他有用單體制備的聚合物，可統(tǒng)稱為“聚丙烯酸酯類”。所述聚合物可以是均聚物或共聚物，任選與其他非(甲基)丙烯酸酯類單體，如烯鍵不飽和單體組合。這樣的聚丙烯酸酯聚合物及其單體，以及制備這些單體和聚合物的方法，為聚合物和粘合劑領(lǐng)域已知。技術(shù)人員不難理解，這種聚合物可用作壓敏粘合劑，與環(huán)氧組分一起用來形成這里所述的粘合劑，并提供壓敏粘合劑的性質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員非常熟悉，壓敏粘合劑(PSA)組合物具有的性質(zhì)包括(1)持久的強粘性，(2)僅在指壓下就能發(fā)生粘合，(3)能足夠牢固地粘在被粘物上，(4)足夠的粘著強度。已發(fā)現(xiàn)能用作PSA的材料包括一些專門設(shè)計和配制的聚合物，它們具有要求的粘彈性，在粘性、剝離粘合力和剪切握力等性質(zhì)上達到平衡。
可用于本發(fā)明的聚丙烯酸酯聚合物的具體例子包括由丙烯酸酯單體或低可自由基聚合的聚物制備的聚合物，如美國專利5252694第5欄第35-68行所述。雖然本發(fā)明可利用各種不同的(甲基)丙烯酸酯單體和聚丙烯酸酯完成，但為了獲得穩(wěn)定性、透明性和內(nèi)反應(yīng)IPN，聚丙烯酸酯宜包含一種或多種反應(yīng)官能團，這些官能團能發(fā)生反應(yīng)，使聚丙烯酸酯直接或間接與環(huán)氧組分連接，即將聚丙烯酸酯連接到環(huán)氧組分上，生成內(nèi)反應(yīng)的共聚物網(wǎng)。這些反應(yīng)官能團可以是任何已知的反應(yīng)官能團，如羥基(-OH)或酸性反應(yīng)基團(例如羧基-COOH)?？梢栽诰郾┧狨ブ屑尤脒@些基團，例如在制備聚丙烯酸酯的過程中加入合適的單體，如丙烯酸單體?；蛘撸郾┧狨ヅc環(huán)氧之間的內(nèi)反應(yīng)可以通過使用雙官能或多官能單體(如環(huán)氧丙烯酸酯)和能與聚丙烯酸酯反應(yīng)的接枝基團結(jié)合來完成。制備內(nèi)反應(yīng)IPN的另一個例子是在聚丙烯酸酯主鏈上引入環(huán)氧官能團。全環(huán)氧官能體系可用陽離子引發(fā)劑固化，不需要其他引發(fā)劑如自由基引發(fā)劑。
有用的單體的具體例子有下面這幾類，但不是全部A類烷基醇(宜為非叔醇)的丙烯酸酯，所述醇含1-14(宜為4-14)個碳原子，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異壬酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸十一酯；B類烷基醇(宜為非叔醇)的甲基丙烯酸酯，所述醇含1-14(宜為4-14)個碳原子，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯；C類多羥基烷醇的(甲基)丙烯酸單酯，所述醇如1，2-乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇，各種丁二醇、各種己二醇、丙三醇，所得酯較好為(甲基)丙烯酸羥烷基酯；D類多官能的(甲基)丙烯酸酯，如二丙烯酸1，4-丁二醇酯、二丙烯酸1，6-己二醇酯、二丙烯酸甘油酯、三丙烯酸甘油酯、二丙烯酸新戊二醇酯，但是這些單體一般不適用于反應(yīng)擠塑或熔融混合；E類大分子單體的(甲基)丙烯酸酯，如以(甲基)丙烯酸酯為端基的苯乙烯低聚物和以(甲基)丙烯酸酯為端基的聚醚，如PCT專利申請WO 84/03837和歐洲專利申請EP 140941所述；F類(甲基)丙烯酸及其堿金屬鹽和堿土金屬鹽，所述堿金屬如鋰、鈉和鉀，所述堿土金屬如鎂、鈣、鍶和鋇。
化學、粘合劑和結(jié)構(gòu)粘合劑領(lǐng)域的技術(shù)人員也熟悉適用于本發(fā)明的環(huán)氧材料。這樣的環(huán)氧材料包括可陽離子聚合的單體，其中相當一部分是化學和粘合劑領(lǐng)域所熟知的。例如，可參見美國專利5897727，其全部內(nèi)容在此引為參考。有用的環(huán)氧組分的一般例子包括環(huán)氧單體和大分子單體、多官能環(huán)氧交聯(lián)劑、脂族和環(huán)狀環(huán)氧單體和大分子單體。任選但較好的，環(huán)氧組分宜包含能直接或通過交聯(lián)劑或其他交聯(lián)化學試劑與丙烯酸酯組分反應(yīng)的官能團，形成內(nèi)反應(yīng)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。可適當選擇環(huán)氧，與粘合劑其他組分一起形成所需的平衡性質(zhì)，包括透明度、粘合強度、整體性和穩(wěn)定性。
環(huán)氧組分的例子見述于美國專利5252694第4欄第30行-第5欄第34行，其全部內(nèi)容在此引為參考。
優(yōu)選環(huán)氧單體包括環(huán)脂族、脂族、環(huán)和芳族環(huán)氧單體。重要的例子包括雙酚A和雙酚F，如殼牌公司(休斯頓，得克薩斯)生產(chǎn)的EPON 828、EPON 1001F和EPONEX樹脂1510。環(huán)脂族環(huán)氧單體的重要例子包括ERL環(huán)脂族環(huán)氧單體系列，如ERL-4221或ERL-4206，可商購于聯(lián)碳公司(Danbury，CT)。
雖非必須，但聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分在固化之后宜形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)。至少有兩類互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，一類組分之間不反應(yīng)，一類不同組分之間反應(yīng)形成化學鍵(內(nèi)反應(yīng)IPN)。具體地，本發(fā)明中的一種IPN包括聚丙烯酸酯和環(huán)氧化物相互纏繞形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)機械地連接聚合物的相互纏結(jié)鏈。IPN機械纏繞的性質(zhì)增加了粘合劑的強度和整體性，能防止相分離和透明度的損失。本發(fā)明中的另一種IPN具有內(nèi)反應(yīng)形成的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，其中環(huán)氧組分直接或間接地與聚丙烯酸酯組分形成化學連接。這里，環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯組分含有彼此間能直接或間接反應(yīng)的反應(yīng)官能團。例如，環(huán)氧基直接與聚丙烯酸酯組分上的羥基或酸基官能團直接反應(yīng)?；蛘?，聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分與中間化學組分如雙官能或多官能聚合物、交聯(lián)劑、大分子單體或低聚物形成化學連接。此中間化學組分通過將環(huán)氧組分化學連接到聚丙烯酸酯上，產(chǎn)生整體性和透明度均得到進一步提高的內(nèi)反應(yīng)IPN。
粘合劑組合物中可含有任何相對量的環(huán)氧和聚丙烯酸酯，與光引發(fā)劑和其他任選組分一起，使固化和未固化粘合劑獲得有效的平衡性質(zhì)，所述粘合劑至少是光透明的穩(wěn)定粘合劑。
加入聚丙烯酸酯的量要能夠為粘合劑提供壓敏粘合劑的功能性質(zhì)，包括一定量的粘度和其他PSA性質(zhì)。對于壓敏粘合劑的上述及其他性質(zhì)，人們已經(jīng)有了充分認識。因此，對于聚丙烯酸酯的有效量，人們也不難理解。
在一個特定應(yīng)用中可以加入任何量的環(huán)氧組分，只要能形成足夠的結(jié)構(gòu)強度、優(yōu)選的穩(wěn)定性和透明度。所包含的環(huán)氧組分的量宜能提供足夠的粘合強度，以便在粘合劑或含有所述粘合劑的產(chǎn)品通常要經(jīng)歷的條件下，粘合劑在使用期間保持透明。特別地，環(huán)氧組分的用量要使粘合劑在各種環(huán)境條件下的粘合力足夠強，不隨時間的推移而脫層或起泡。所需粘合強度取決于要粘合的材料，但優(yōu)選環(huán)氧組分的用量能形成本發(fā)明的粘合劑，即用來將脫氣材料粘合到低透濕氣性材料上時不隨時間而起泡或脫層的粘合劑。環(huán)氧組分的量宜足夠高，以提供這樣的結(jié)構(gòu)粘合強度，但也可以足夠低，以便粘合劑保持單相，不會分離成環(huán)氧組分相和聚丙烯酸酯相。單相可以提高光透明度。
總的說來，粘合劑中環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯的相對用量能夠提供使用過程中所需壓敏粘性、結(jié)構(gòu)粘合性質(zhì)和透明度的組合，以及這些性質(zhì)的穩(wěn)定性和透明度。環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯的交聯(lián)量一般取決于諸如化學組分和分子量等因素，當然還有其他因素，以環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯總重量為100重量份計，低于60重量份環(huán)氧組分時能得到具有合適的透明度的單相固化粘合劑組合物。優(yōu)選小于約55或50重量份的環(huán)氧組分。能提供足夠粘合強度的環(huán)氧組分用量的低端取決于諸如環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯的類型等因素，但有效用量一般至少約為1或5重量份環(huán)氧組分。以環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯總重量為100重量份計，這兩個組分的優(yōu)選范圍約為20-40重量份環(huán)氧組分。
粘合劑中至少含有一種引發(fā)劑，以固化粘合劑，特別是引起環(huán)氧組分的固化，形成結(jié)構(gòu)粘合?？捎糜诠袒h(huán)氧的引發(fā)劑有陽離子光引發(fā)劑，這在粘合劑領(lǐng)域是廣為人知的。從粘合劑的應(yīng)用角度講，宜采用光活化引發(fā)劑而不是熱活化引發(fā)劑，以免粘合劑暴露在激發(fā)熱活化引發(fā)劑的溫度。技術(shù)人員不難理解知道在此所述粘合劑中可以加入的引發(fā)劑的有效量和化學性質(zhì)。
有用的陽離子光引發(fā)劑包括任何可以固化環(huán)氧的有用材料，如鎓鹽和某些有機金屬絡(luò)合物。對有機金屬絡(luò)合物及其與環(huán)氧和丙烯酸酯的應(yīng)用實例可參見美國專利5252694、5897727和6180200等，它們的全部內(nèi)容在此引為參考。
所述鎓鹽例子描述為具有AX型結(jié)構(gòu)，其中A可以是有機陽離子，如重氮鎓離子、碘鎓離子和锍離子，宜選自二苯基碘鎓離子、三苯基锍鎓離子和苯基硫苯基二苯基锍鎓離子；X是陰離子，鎓鹽的反電荷離子，包括有機磺酸根、鹵代金屬或準金屬。
特別有用的鎓鹽包括，但不限于芳基重氮鎓鹽、二芳基碘鎓鹽和三芳基锍鹽。鎓鹽的其他例子見述于美國專利5086086第4欄第29-61行，其全部內(nèi)容在此引為參考。
陽離子光引發(fā)劑的有效量很容易理解，這個量在功能上要足以引起粘合劑的固化，特別是，陽離子光引發(fā)劑的量要適合環(huán)氧組分的選定量和化學性質(zhì)，以形成有效的結(jié)構(gòu)粘合劑的結(jié)合。陽離子光引發(fā)劑的優(yōu)選或典型用量范圍可以為每100重量份環(huán)氧組分約0.1-5重量份引發(fā)劑，宜在約0.5-3重量份范圍內(nèi)。
本發(fā)明任選在可固化粘合劑組合物中包含光敏劑。光敏劑可用來改變引發(fā)劑對波長的敏感度。光敏劑的代表性例子包括蒽、二苯酮、二萘嵌苯、吩噻嗪、呫噸酮、苯乙酮、芴酮、蒽醌、9-甲基蒽、2-乙基-9，10-二甲氧基蒽、9，10-二乙氧基蒽、樟腦醌和1，3-二苯基異苯并呋喃。
此外，可以用接枝劑引發(fā)聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分的內(nèi)反應(yīng)或交聯(lián)聚丙烯酸酯。接枝劑的一個例子是4-丙烯酰氧二苯酮(ABP)。接枝劑能將自由基接枝在聚丙烯酸酯上。這些自由基能與(甲基)丙烯酸酯基反應(yīng)，如環(huán)氧-丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯交聯(lián)劑中的(甲基)丙烯酸酯基，或者與聚丙烯酸酯基其他接枝劑產(chǎn)生的自由基反應(yīng)。
在一個形成內(nèi)反應(yīng)IPN的實施方式中，諸如EBYCRYL 1561的環(huán)氧化物-丙烯酸酯可與接枝劑一起使用。接枝劑產(chǎn)生的自由基位與環(huán)氧-丙烯酸酯中的丙烯酸酯反應(yīng)，而環(huán)氧組分與環(huán)氧化物-丙烯酸酯中的環(huán)氧化物反應(yīng)。加入自由基光引發(fā)劑可以提高反應(yīng)效率。
接枝劑也可以與多官能(甲基)丙烯酸酯交聯(lián)劑一起使用，以交聯(lián)聚丙烯酸酯。加入自由基光引發(fā)劑可以提高反應(yīng)效率。
一類有用的交聯(lián)劑的例子是多官能丙烯酸酯類，包括二官能、三官能等丙烯酸酯化合物。優(yōu)選交聯(lián)劑的例子包括二丙烯酸己二醇酯(HDDA)和三羥甲基丙烷丙烯酸(TMPTA)及其混合物，可商購于Aldrich Chemical，Milwaukee，WI。
粘合劑中應(yīng)包含有效量的交聯(lián)劑，較好的其用量能改善粘合劑的性質(zhì)。熟練技術(shù)人員不難理解這樣的用量。例如，以環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯總重量為100重量份計，多官能(甲基)丙烯酸酯化合物(同樣指丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯)的用量可以約為0-30重量份，宜為約0.1-10重量份。此范圍之外的用量也是可以的，但每種粘合劑組合物都有一個特定的交聯(lián)劑用量，這取決于許多因素，包括交聯(lián)劑的化學性質(zhì)、聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分的化學性質(zhì)及固化和未固化粘合劑的所需性質(zhì)。
對于可用來使聚丙烯酸酯材料發(fā)生反應(yīng)或聚合的自由劑光引發(fā)劑，以及它們在所述粘合劑中的使用及用量，人們都已非常了解。與接枝劑和/或環(huán)氧-丙烯酸酯或多官能丙烯酸酯交聯(lián)劑一起使用的聚丙烯酸酯發(fā)生聚合的自由基光引發(fā)劑的例子有苯偶姻醚，如苯偶姻甲醚或苯偶姻異丙醚；取代苯偶姻醚，如茴香偶姻甲醚；取代苯乙酮，如2，2-二乙氧基苯乙酮和2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮；取代α-乙酮醇，如2-甲基-2-羥基苯丙酮；芳基磺酰氯，如2-萘基磺酰氯；光活化肟，如1-苯基-1，2-丙二酮-2(O-乙氧羰基)肟。
不難理解自由基光引發(fā)劑的有效用量要足以引起粘合劑組合物的反應(yīng)、聚合或交聯(lián)?；谡澈蟿┙M合物中的(甲基)丙烯酸酯和聚丙烯酸酯總量為100重量份計，優(yōu)選或有效用量約為0.01-5重量份自由基引發(fā)劑，宜為約0.1-1重量份。
可固化粘合劑中還可包含的其他材料有一元醇和多元醇、增粘劑、增強劑和其他改性劑，其中有些能與自由基或陽離子聚合單體、低聚物或聚合物發(fā)生共聚，或者單獨聚合。
雖然無溶劑實施方式也視為在本發(fā)明范圍之內(nèi)，但在制備本發(fā)明的粘合劑組合物時宜使用溶劑。代表性溶劑較好為有機溶劑，包括丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、庚烷、甲苯、環(huán)戊酮、甲基纖溶劑乙酸酯、二氯甲烷、硝基甲烷、甲酸甲酯、γ-丁內(nèi)酯、碳酸異丙烯酯和1，2-二甲氧基乙烷(glyme)。
能提供200-800nm范圍光的輻射源能有效固化本發(fā)明的粘合劑。優(yōu)選在為250-700nm范圍。合適的輻射源包括汞蒸氣放電管、碳弧光燈、石英鹵燈、鎢燈、氙燈、熒光燈、激光、日光等。促進聚合反應(yīng)所需的輻射量取決于許多因素，如特定自由基和陽離子聚合單體的種類和濃度、輻射材料的厚度、基底類型、輻射強度和輻射產(chǎn)生的熱量。
可固化粘合劑組合物可以用常規(guī)方法制備，即使(甲基)丙烯酸酯材料、聚烯酸酯材料、環(huán)氧化物、光引發(fā)劑和任意輔劑混合并任選反應(yīng)。例如，參見美國專利5252694、5897727和6180200。一般地，如上所述聚烯酸酯材料可直接與可固化粘合劑組合物中的上述環(huán)氧物質(zhì)和其他組分混合，其他組分包括交聯(lián)劑、引發(fā)劑等，其有效量為上述量。
可固化粘合劑組合物可通過任何常規(guī)施涂技術(shù)施涂，包括(但不限于)凹槽式涂敷、幕涂、縫涂、旋涂、網(wǎng)涂、轉(zhuǎn)移涂敷、刷涂或輥涂等。涂敷的粘合劑層，特別是液態(tài)粘合劑層在固化之前的厚度部分地取決于所用材料的性質(zhì)和所需具體性質(zhì)，但這些性質(zhì)及厚度與性質(zhì)之間的關(guān)系在本領(lǐng)域已是人所共知的。舉例來說，未固化的可固化粘合劑層的厚度可以在約0.05-100微米范圍內(nèi)。
粘合劑組合物宜透明。透明度可通過許多不同方法測定，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所掌握的，但在本發(fā)明中，透明度可根據(jù)ASTM-D 1003-95測定。這樣測定時，本發(fā)明的優(yōu)選未固化粘合劑的光透過率至少為90％，霧度小于2％，不透明度小于1％。固化之后，根據(jù)ASTM-D 1003-95測定，固化粘合劑的透明度在同樣范圍之內(nèi)。
由于可固化粘合劑組合物的優(yōu)選性質(zhì)不會造成多層制品，例如層疊物的光透過率降低，與不含粘合劑的元件比較，所測定層疊物的光透過率可以最大光透過率基底作為參考來記錄。例如，對于玻璃/粘合劑/膜層疊物，可以玻璃作為參考(即玻璃的透光度可設(shè)定為100％)，層疊物的透光百分數(shù)僅相對于玻璃而言。
優(yōu)選粘合劑可在粘合劑的整個有效期內(nèi)保持有效的透光度，并且在有效期內(nèi)保持牢固的粘合強度，抵抗或避免脫層或起泡，保持多層產(chǎn)品中各元件之間的透明度。這種穩(wěn)定性和對光透過率的保持情況可通過加速老化實驗測定，在實驗中，將任選粘合在一種或多種其他材料上的粘合劑樣品置于高溫及任選高濕度下一段時間。本發(fā)明優(yōu)選粘合劑在這種加速老化實驗后能保持透明度在90℃爐子中加速老化固化粘合劑500小時后，固化老化粘合劑的透光度大于90％，霧度小于2％，不透明度小于1％。90℃爐子的濕度不受控制，爐子內(nèi)部的濕度為通常濕度；90℃的相對濕度一般低于10％或20％。
也可以采用另一種加速老化實驗，在80℃和相對濕度為90％的爐中，并加速老化固化粘合劑500小時，固化老化粘合劑的光透過率大于90％，霧度小于2％，不透明度小于1％，如ASTM D 1003-95所測定的(T％和霧度)。
透明粘合劑可用來將各種光學組件、光學元件和光學產(chǎn)品的組件粘合在一起。更一般地，粘合劑可用于將各種類型的產(chǎn)品粘合在一起，如果產(chǎn)品需要或能受益于透光、宜為透明粘合劑，則更加有用。
光學元件包括具有光學效應(yīng)或光學應(yīng)用的制品和產(chǎn)品，如計算機屏幕或其他顯示器；這種屏幕組件如偏振層、反射層，所述反射層、選擇性反射層如紅外反射透明層；能偏振或反射的窗涂層；其他部分或全部反射透光產(chǎn)品等。
光學元件的例子包括用粘合劑粘合一種或多種不同光學材料層，通常是至少部分透光、反射、偏振或透明的層或膜的光學元件。光學元件通常包含許多不同材料形成的不同層，所述材料可以是一種或多種聚合物、玻璃、金屬或金屬化聚合物，或者一種或多種本發(fā)明粘合劑或另一種粘合劑，例如另一種壓敏或結(jié)構(gòu)粘合劑。這些材料中的任何一種或多種也能提供所需物理性質(zhì)，包括彈性、剛性、強度或支撐力，也可以是反射性、部分反射性、抗反射性、偏振性、選擇光透過率或者對不同波長的反射性中的一種或多種，通常具有足夠的光透過率，以在光學元件中起作用。這些層可由已知的光學材料制備，包括聚合物材料、玻璃材料或金屬材料，也可以由粘合劑層制備。這些材料或?qū)又械娜魏我环N或多種可以是脆性層、脫氣層，或低透濕氣性層(見下面)。
可包含在光學元件中起支撐作用的剛性層的例子包括玻璃或剛性聚合物材料，如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酯等。這種剛性聚合物材料，特別是較厚的剛性聚合物材料(例如毫米或厘米范圍內(nèi)的材料，而不是更小尺寸的材料)往往具有脫氣性質(zhì)。這在光學產(chǎn)品和光學元件中是眾所周知的麻煩問題。如果脫氣層粘合到氣體不能通過的層上，這個脫氣問題可能會惡化，反而會成為氣體通過的障礙，使氣體聚集在粘合劑界面上，引起氣泡或脫層，粘合強度降低，或者透明度下降。本發(fā)明粘合劑可以提高粘合強度和穩(wěn)定性，因而能減少或消除氣泡或脫層現(xiàn)象，所述粘合劑甚至可以用來將脫氣層粘合到低透濕氣性層上。
脫氣層的具體例子包括聚碳酸酯，如厚度在約1-3毫米甚至更厚的聚碳酸酯；聚丙烯酸酯如聚甲基丙烯酸甲酯，例如厚度至少為1-3毫米甚至更厚的聚甲基丙烯酸甲酯。
具有低透濕氣速率的材料也是已知的，它們具有特定的膜化學性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，包括聚合物膜，所述膜可以含有能有效阻擋濕氣的特定涂層，也可以不含該層。具體光學產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中能引起脫層、起泡、失去粘合強度或失去光透過率的透濕氣率的閾值取決于許多因素，如脫氣層的組成及脫氣層產(chǎn)生的氣體量、所用條件，粘合劑的組成、整體強度、整體性和穩(wěn)定性。例如，透濕氣率為30g/(m2×24小時)或以下的膜材料可以認為是低透濕氣性材料(如ASTME96-80所測定的)。這種材料在使用中是否會使粘合不穩(wěn)定、起泡、脫層或失去透明度，取決于諸如粘合劑的種類和要粘合粘合劑的材料的種類?？梢钥醋鞯屯笣駳庑圆牧系钠渌拥耐笣駳馑俾实陀诩s20g/(m2×24小時)，特別是低于約10或5g/(m2×24小時)(如ASTM E96-80所測定的)。
低透濕氣速率膜的例子包括用在光學元件中發(fā)揮其抗反射性或?qū)щ娦?例如用于EMI屏蔽)的金屬化膜。金屬化膜如聚對二甲苯乙二酯(PET)或其他聚合材料膜，所述材料的表面部分或全部涂敷了一種金屬或金屬材料。更具體的例子包括多層AR(抗反射性)膜，如美國專利6277485第13和14欄所述，其全部內(nèi)容在此引為參考。另一種低透濕氣性材料包括微層膜類材料，如美國專利6049419所述(其全部內(nèi)容在此引為參考)，其中任何一層膜都可以具有反射、部分反射或其他光學作用。甚至有些未涂敷的聚合物膜也具有低透濕氣性，這取決于它們的厚度和結(jié)構(gòu)。這種具有足夠厚度的聚合物材料可基本上減少或防止?jié)駳獾牧鲃?，起聚合物濕氣屏障的作用。一個例子是厚度約為127μm的聚對二甲苯乙二酯，如帝國化學工業(yè)膜公司(Hopewell，VA)生產(chǎn)的ICI617。
可用于光學元件的其他材料包括脆性或易損壞的材料制成的膜或?qū)?。脆性膜可以是不穩(wěn)定的材料，例如對熱不穩(wěn)定，對水或濕度敏感等，或者整體性差或結(jié)構(gòu)強度低，容易剝離、撕裂或拉伸變形。例如，不穩(wěn)定材料遇到高溫或高濕度條件時可能收縮或降解，或者容易撕裂或拉伸。一種脆性材料的例子是熱敏或濕敏材料，如KE起振器，它在某最小溫度或濕度條件下會收縮。KE起偏振器通常是光學材料領(lǐng)域熟知的起偏振器，如美國專利3914017和5666223所述，其整體內(nèi)容在此引為參考。這些起偏振器一般比較薄(例如約15-35μm)的膜，由聚乙烯醇組分制備，通過拉伸使分子定向形成偏振膜。這些材料和方法為光學產(chǎn)品領(lǐng)域技術(shù)人員所了解，在此所述的環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯粘合劑可以粘合到KE起偏振器的表面上并固化，這樣固化的粘合劑就能在一定溫度或濕度下支撐或保持起偏振器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，例如，防止KE起偏振器收縮。所述粘合劑也可以施涂到其他任何脆性材料上，提供結(jié)構(gòu)整體性，防止或減少剝離、撕裂或拉伸變形等。類似地，可用粘合劑將脆性材料粘合到另一材料上，例如光學元件的另一種組件上。
本發(fā)明提供了所述聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分粘合劑的用途，即將上述任何材料或其他脫氣材料粘合到上述任何材料或其他低透濕氣性材料上，適合在透光多層制品中形成透明且對環(huán)境穩(wěn)定的粘合層。本發(fā)明還提出了所述粘合劑與任何脆性材料之間的粘合，所述脆性材料如曾作為示例的KE起偏振器。在這種脆性材料上的合劑的目的可以僅僅是為在任何環(huán)境下使用脆性材料提供支撐和整體性。聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分的粘合劑可粘合在脆性材料的一面或兩面上?？膳c偏振器層一起使用的其他材料包括(但不限于)在此所述的用來制造光學元件的任何材料，它們也可以用所述粘合劑粘合到脆性材料上。
下面結(jié)合附圖1-4描述根據(jù)本發(fā)明制備的多層光學產(chǎn)品的示例性實施方式。這些實施方式大體上說明了本發(fā)明，可用于任何用途的可固化粘合劑的使用，特別是用于需要透明性的用途。
圖1所示為本發(fā)明光學元件在一個實施方式，它包含用可固化粘合劑粘合到脫氣層上的低透濕氣性膜。如圖所示，光學元件2包含用透光粘合劑8粘合到低透濕氣性膜6上的脫氣層4，所述透光粘合劑包含在此所述的聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分。脫氣層4可以是上述或其他任何脫氣層，如剛性聚碳酸酯或聚丙烯酸酯，低透濕氣性膜可以是上述或其他任何透濕氣性膜。脫氣層4是厚4.4毫米的聚碳酸酯或3.0mm的丙烯酸酯，低透濕氣性膜6可以是AR膜?；蛘?，低透濕氣性膜6可以是IR膜(即紅外反射膜)，如具有選擇透過性的微層膜，如透明但反射紅外線的膜，如美國專利5360659所述，其全部內(nèi)容在此引為參考。
圖2所示為本發(fā)明光學元件的一個實施方式，它包含支撐在固化粘合劑上的脆性膜。參見圖2，多層制品10包含脆性層12和位于脆性層12一個面上的至少一個固化粘合劑層14。所述粘合劑層是本發(fā)明所述聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分層。任選粘合劑層16可以施涂在脆性層12的相背面上，該粘合劑層可以是在所述的環(huán)氧組分和聚丙烯酸酯粘合劑，也可以是其他任何類型的結(jié)構(gòu)或壓敏粘合劑。所述脆性層可以是起偏振器層，如上述KE起偏振器層，也可以是其他任何類型的脆性膜或材料。所述粘合劑層的厚度應(yīng)足以提供結(jié)構(gòu)強度或與另一種材料形成粘合。這兩種粘合劑層中的任何一種可任選將脆性材料粘合到另一個基底上(圖中未示出)，如光學元件中的另一種材料(見圖3-4)。
圖3所示為本發(fā)明偏振光學元件的一個實施方案。圖3示出了偏振光學元件20，它包含LCD玻璃層22，壓敏粘合劑層24，KE偏振層26，聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分的粘合劑層28(如上所述)，層30是transflective膜。
圖4所示為本發(fā)明偏振光學元件的另一個實施方式。圖4示出了偏振光學元件40，它包含PET層42，粘合劑層44和46，KE偏振層48，PC遲滯層50，壓敏粘合劑層52，LCD玻璃層54。粘合劑層44和46中至少一種，任選兩種是上述聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分的粘合劑層。第二層也可以是這種聚丙烯酸酯和環(huán)氧組分的粘合劑，或者是不同的壓敏或結(jié)構(gòu)粘合劑。
本發(fā)明還涉及使用可固化粘合劑的方法，例如將可固化粘合劑分散在基底上，任選使可固化粘合劑與另一種材料接觸，如多層制品中的另一層，然后固化該粘合劑。例如，本發(fā)明方法可以包括將粘合劑放置在一隔離襯墊上；任選干燥粘合劑中的任選溶劑，或聚合或固化丙烯酸酯單體或聚丙烯酸酯組分；固化環(huán)氧組分；或者用混合粘合劑制備多層制品所使用的其他已知步驟、技術(shù)或方法。
本發(fā)明還涉及在膜或其他材料，特別是脆性材料上形成保護涂層的方法，包括將粘合劑分散到膜的一面或兩面上，或者將粘合劑分散到隔離襯墊上，并層壓到膜的一面或兩面上，然后固化粘合劑，在一個或兩個面上形成非粘性保護涂層。這特別適用于脆性膜，如某些熱敏起偏振器上。
在本發(fā)明的一個重要實施方式中，上述粘合劑特別適用于制備透明組件和光學元件中。例如，制備光學元件的方法包括美國專利5897727、5858624和6180200所述方法，還有其他方法，所述專利在此引為參考。未固化粘合劑組合物通常呈液態(tài)，以便通過液體壓敏粘合劑通常所用的方法涂敷，例如涂敷到隔離襯墊上。如果使用溶劑，則溶劑可在后面從涂敷的粘合劑中除掉。下面一個有用的步驟是，例如，將涂敷的但未固定的涂層轉(zhuǎn)移到基底上，通常用層疊的方法。
隔離襯墊的例子是廣為人知并且可以購得的，包括涂敷了隔離劑的紙和膜襯墊，所述隔離劑如有機硅、碳氟化物等，如CP Film，Martinsville，VA生產(chǎn)的T-30襯墊。
在本發(fā)明的某些實施方式中，可在下一個步驟中固化粘合劑，例如，要用該粘合劑支撐另一種材料，如脆性材料。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，載有粘合劑的基底接著可與另一種材料接觸并粘合。此步可通過層疊等方法完成。與另一種材料接觸后，就可固化粘合劑。
實施例這些實施例僅僅是起示例的作用，而不是對附屬權(quán)利要求范圍構(gòu)成限制。實施例和說明書其他部分中所有的份、百分數(shù)、比例等都是就重量而言，除非另有說明。
縮略表
測試方法光透過率和霧度所有樣品的光透過率和霧度都根據(jù)美國測試測量學會(ASTM)測試方法D1003-95(“透明塑料的霧度和光透過度標準測試方法”)測定，采用BYK-GardnerInc.，Silver Springs，MD制造的TCS Plus分光光度計。樣品制備細節(jié)將在正文敘述。
不透明度測定測定霧度和光透過率的同樣樣品用于測定不透明度。用BYK-Gardner TCSPlus分光光度計測定不透明度，安裝標準尺寸的反射口(25mm)，測定漫反射(鏡面反射除外)。所需光學不透明度＜1％。
加速老化實驗有好幾種不同的老化方法可以用來測定經(jīng)涂敷固化的層疊結(jié)構(gòu)的老化性質(zhì)。一種方法是將層疊物放在90℃爐子中500小時，稱作“90℃/500小時實驗”。另一種方法是將層疊物放在80℃、相對濕度控制在90％的爐子中500小時，稱作“80℃/90％RH/500小時實驗”。非常接近的實驗方法是在85℃放置7天(“85℃/7天實驗”)，然后在80℃、90％相對濕度下放置7天(80℃/90％RH/7天實驗)。所有實驗方法的結(jié)果通過肉眼觀察確定，或者用上述光學實驗方法確定樣品的光學性質(zhì)是否得到保持。用肉眼觀察時，如果樣品保持透明，則結(jié)果記為“合格”，如果粘合部分中存在氣泡，則記為“起泡”；如果用上述實驗方法測定，則記錄相應(yīng)光學數(shù)據(jù)。
參考光學性質(zhì)測定了基底AR膜、PET、顯微鏡載玻片、PMMA片、IR膜和聚碳酸酯片的光透過率、霧度和不透明度等性質(zhì)，作為這些基底用在層疊物中時的光學性質(zhì)參考值。這些值列于表A。
表A
MVTR實驗透濕氣速率根據(jù)ASTM E96-80“材料的透過水汽性標準測試方法”——水法進行。測試溫度為40℃，試驗室的相對濕度為20％。結(jié)果示于表B。
表B
*膜的非金屬化面朝向水。
聚丙烯酸酯合成的樣品聚丙烯酸酯A根據(jù)常規(guī)自由基熱聚合方法，用57.5份IOA、35份MA和7.5份AA制備的溶劑基壓敏粘合劑。PSA在乙酸乙酯/甲苯中的固含量約為26％。
聚丙烯酸酯B根據(jù)常規(guī)自由基熱聚合方法，用81份BA和19份制備的溶劑基壓敏粘合劑。PSA在乙酸乙酯中的固體含量約為26％，特性粘度為0.71。
實施例1-7和比較例C1-C2粘合劑的制備在棕色玻璃反應(yīng)器中加入蒽、RHODORSIL 2074和乙酸乙酯，用量見表1。-旦所有固體溶解，加入聚丙烯酸酯A，充分攪拌所得混合物。向混合物中加入EPON 828或ERL 422l和TTE，用量見表l。
表1
層疊物的制備混合后，將此溶液涂敷到AR膜的非金屬化面，在70℃干燥10分鐘，得到37.5μm厚的干PSA膠帶。將此PSA膠帶樣品層壓到聚碳酸酯片、PMMA片或顯微鏡載玻片上。這些層疊物放置24小時后，用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UVCuring System)在下述條件下輻照(透過AR膜)，總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。這些樣品被輻照之后，在進行老化實驗之前先在室溫下至少保存24小時。
光學性質(zhì)測定根據(jù)上述測試方法測定了AR膜/粘合劑/顯微鏡載玻片層疊物的光透過率、霧度和不透明度。光學性質(zhì)數(shù)據(jù)列于表2。
表2
*以玻璃為參照，載玻片光透過率T％＝100％老化實驗用上述實驗方法老化AR膜/粘合劑/聚碳酸酯片，AR膜/粘合劑/顯微鏡載玻片和AR膜/粘合劑/PMMA片的層疊物。所得結(jié)果和詳細實驗條件見表3-6。
表3
表4
*以玻璃為參照，載玻片光透過度T％＝100％表5
表6
*以PMMA為參照，PMMA片光透過率T％＝100％實施例8-11和比較例C3粘合劑的制備在棕色玻璃反應(yīng)器中加入蒽、RHODORSIL 2074、Irgacure 651和乙酸乙酯，用量見表7。一旦所有固體溶解，加入聚丙烯酸酯A，充分攪拌所得混合物。向混合物中加入ABP、TMPTA、EPON 828和TTE，用量見表7。
表7
層疊物的制備混合后，將此溶液涂敷到AR膜的非金屬化面，在70℃干燥10分鐘，得到37.5μm厚的干PSA膠帶。將此PSA膠帶樣品層壓到聚碳酸酯片、PMMA片或顯微鏡載玻片上。這些層疊物放置24小時后，用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UVCuring System)在下述條件下輻照(透過AR膜)，總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。這些樣品輻照之后，在進行老化實驗之前先在室溫下至少保存24小時。
光學性質(zhì)測定根據(jù)上述測試方法測定了AR膜/粘合劑/顯微鏡載玻片層疊物的光透過度、霧度和不透明度。光學性質(zhì)數(shù)據(jù)列于表8。
表8
*以玻璃為參照，載玻片光透過度T％＝100％
老化實驗用上述實驗方法老化AR膜/粘合劑/聚碳酸酯片，AR膜/粘合劑/顯微鏡載玻片和AR膜/粘合劑/PMMA片的層疊物。所得結(jié)果和詳細實驗條件見表9-12。
表9
表10
*以玻璃為參照，載玻片光透過率T％＝100％表11
表12
*以PMMA為參照，PMMA光透過率T％＝100％實施例12-14粘合劑的制備在棕色玻璃反應(yīng)器中加入Irgacure 651和乙酸乙酯，用量見表13。一旦所有固體溶解，加入聚丙烯酸酯A，充分攪拌所得混合物。向混合物中加入EBECRYL 1561或EPON 828或ERL 4221；TTE；CD1012和苯甲酮(BZP)，用量見表13。
表13
層疊物的制備混合后，將實施例12的溶液涂敷到AR膜的非金屬化面，在70℃干燥10分鐘，得到37.5μm厚的干PSA膠帶。將此PSA膠帶樣品層壓到顯微鏡載玻片上。這些層疊物放置24小時后，用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UV Curing System)在下述條件下輻照(透過AR膜)，總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。這些樣品輻照之后，在進行老化實驗之前先在室溫下至少保存24小時。
將實施例12-14的溶液涂敷到T-30隔離襯墊上，在70℃干燥10分鐘，得到37.5μm厚的干PSA膠帶。將此PSA膠帶樣品層壓到PTC21膜的非金屬化面上。取掉隔離襯墊，將PSA結(jié)構(gòu)層壓到聚碳酸酯片上。這些層疊物用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UV Curing System)在下述條件下輻照(透過PTC21膜)，總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2，UVB(280-320nm)劑量約為0.7J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。這些樣品輻照之后，在進行老化實驗之前先在室溫下至少保存24小時。
光學性質(zhì)測定根據(jù)上述測試方法測定了AR膜/粘合劑/顯微鏡載玻片層疊物的光透過率、霧度和不透明度。光學性質(zhì)數(shù)據(jù)列于表14。
表14
*以玻璃為參照，載玻片透光度T％＝100％老化實驗用上述實驗方法老化層疊物PTC21膜/粘合劑/聚碳酸酯片層疊物。所得結(jié)果和詳細實驗條件見表15。
表15
實施例15和比較例C4粘合劑的制備在棕色玻璃反應(yīng)器中加入RHODORSIL 2074或CD1012、Irgacure 651和聚丙烯酸酯B，用量見表16。向混合物中加入ABP、TMPTA、EPON 828、ERL4221和TTE，用量見表16。
表16
層疊物的制備混合后，將此溶液涂敷到AR膜的非金屬化面，在70℃干燥10分鐘，得到37.5μm厚的干PSA膠帶。將此PSA膠帶樣品層壓到聚碳酸酯板或顯微鏡載玻片上。這些層疊物放置24小時后，用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UV CuringSystem)在下述條件下輻照(透過AR膜)，總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。這些樣品輻照之后，在進行老化實驗之前先在室溫下至少保存24小時。
光學性質(zhì)測定根據(jù)上述測試方法測定了AR膜/粘合劑/顯微鏡載玻片層疊物的光透過率、霧度和不透明度。光學性質(zhì)數(shù)據(jù)列于表17。
表17
*以玻璃為參照，玻璃光透過率T％＝100％老化實驗用上述實驗方法老化AR膜/粘合劑/聚碳酸酯片層疊物。所得結(jié)果和詳細實驗條件見表18。
表18
實施例16-21和比較例C5用實施例1-6和比較例C4所述粘合劑樣品制備多層疊物。將粘合劑溶液涂敷到T-30隔離襯墊上，于70℃干燥10分鐘，得到37.5μm厚的干PSA膠帶。將此PSA膠帶樣品層壓到含有HB3/Bostik粘合劑/KE膜的預(yù)制結(jié)構(gòu)的KE表面上。除去隔離襯墊，將PSA結(jié)構(gòu)層疊到聚碳酸酯遲滯膜上。這些層疊物用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UV Curing System)在下述條件下輻照(透過聚碳酸酯遲滯膜)，總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2，UVB(280-320nm)劑量約為0.7J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。輻照之后，用Soken 1885PSA將聚碳酸酯遲滯膜進一步層壓到顯微鏡載玻片上。這些樣品輻照之后，在進行老化實驗之前先在室溫下至少保存24小時。用上述實驗方法老化這些層疊物，所得結(jié)果列于表19。
表19
實施例22-24實施例4、5和7所述粘合劑樣品用于制備KE膜上的保護涂層。將粘合劑溶液涂敷到T-30隔離襯墊上，于70℃干燥10分鐘，得到50.8μm厚的干PSA膜。將這種PSA膜的兩個樣品層壓到KE膜的兩個面上，形成隔離襯墊/粘合劑/KE膜/粘合劑/隔離襯墊層疊物。這些層疊物用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UVCuring System)在下述條件下輻射(透過隔離襯墊)兩面，每面總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。24小時后，從固化粘合劑上除去隔離襯墊。然后用上述實驗方法老化固化的粘合劑/KE膜/固化粘合劑層疊物500小時，所得結(jié)果列于表20。
表20
實施例25實施例5所述粘合劑樣品用于制備有IR膜層疊物。將粘合劑溶液涂敷到IR膜上，于70℃干燥10分鐘，得到38.1μm厚的干PSA膠帶。將這種PSA膠帶樣品層壓到聚碳酸酯片或PMMA片上。放置24小時后，這些層疊物用熔融UV固化系統(tǒng)(Fusion UV Curing System)在下述條件下輻照(透過IR膜)，總UVA(320-390nm)劑量約為1J/cm2熔融“D”燈泡，300瓦/英寸，50英尺/分鐘，雙路。這些樣品輻照之后，在進行老化實驗之前先在室溫下至少保存24小時。然后用上述實驗方法老化這些層疊物500小時，所得結(jié)果列于表21-22。
表21
表2權(quán)利要求
1.一種可固化粘合劑組合物，它包含聚丙烯酸酯組分，環(huán)氧組分，陽離子引發(fā)劑；其中未固化粘合劑是透明的，使得組合物的光透過率超過90％，組合物的霧度小于2％，組合物的不透明度小于1％；其中未固化的可固化粘合劑可固化成具有互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的粘合劑，而且在90℃使固化粘合劑老化500小時后固化并老化的粘合劑的光透過率大于90，固化并老化的粘合劑的霧度小于2％，固化并老化的粘合劑的不透明度小于1％。
2.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于在80℃和90％相對濕度下老化500小時后，固化并老化的粘合劑的光透過率大于90％，固化并老化的粘合劑的霧度小于2％，固化并老化的粘合劑的不透明度小于1％。
3.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述固化粘合劑由單相組成。
4.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述未固化粘合劑包含能通過化學反應(yīng)將聚丙烯酸酯組分結(jié)合到環(huán)氧組分上的官能團。
5.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述聚丙烯酸酯組分包含能與環(huán)氧組分反應(yīng)的基團。
6.權(quán)利要求5所述粘合劑，其特征在于所述聚丙烯酸酯組分所包含的反應(yīng)基團選自羥基和羧基。
7.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述固化粘合劑包含內(nèi)反應(yīng)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。
8.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述聚丙烯酸酯組分是由自由基聚合單體衍生而來的聚合物，所述單體選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸和甲基丙烯酸。
9.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述聚丙烯酸酯組分是由丙烯酸單體衍生而來的聚合物。
10.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述環(huán)氧組分選自芳族和脂環(huán)族環(huán)氧組分。
11.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于所述陽離子引發(fā)劑是光活化陽離子引發(fā)劑。
12.權(quán)利要求11所述粘合劑，其特征在于所述光活化陽離子引發(fā)劑選自碘鎓鹽、锍鹽及其混合物。
13.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于它包含光敏劑。
14.權(quán)利要求1所述粘合劑，其特征在于它包含自由基光引發(fā)劑，選自苯偶姻醚、取代苯偶姻醚、取代苯乙酮、取代α-乙酮醇、芳基磺酰氯、光活化肟和它們的混合物。
15.權(quán)利要求1所述組合物，其特征在于它包含接枝劑。
16.權(quán)利要求15所述組合物，其特征在于所述接枝劑是4-丙烯酰氧基二苯酮。
17.權(quán)利要求15所述組合物，其特征在于它包含環(huán)氧-丙烯酸酯化合物。
18.權(quán)利要求15所述組合物，其特征在于它包含交聯(lián)劑。
19.權(quán)利要求18所述組合物，其特征在于所述交聯(lián)劑包含多官能丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯。
20.權(quán)利要求18所述組合物，其特征在于所述交聯(lián)劑選自二丙烯酸己二醇酯(HDDA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯及其混合物。
21.權(quán)利要求1所述組合物，其特征在于，以環(huán)氧化物和聚丙烯酸酯總重為100份計，所述組合物包含約5-55重量份環(huán)氧化物。
22.權(quán)利要求1所述組合物，其特征在于以環(huán)氧化物和聚丙烯酸酯總重為100份計，所述組合物包含約10-50重量份環(huán)氧化物。
23.一種多層組件，它包括含有互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的固化粘合劑，所述互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)含聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分，粘合劑組分是透明的，而粘合劑將低濕氣轉(zhuǎn)移層粘合在脫氣層上。
24.權(quán)利要求23所述組件，其特征在于所述脫氣層包含選自聚碳酸酯和聚(甲基丙烯酸甲酯)的材料。
25.權(quán)利要求24所述組件，其特征在于，在90℃老化500小時后，或在80℃和90％相對濕度下老化500小時后，脫氣層和低濕氣轉(zhuǎn)移層之間的粘合不會發(fā)生脫層或起泡，所述光學產(chǎn)品保持透明度，因而光學產(chǎn)品的光透過率大于90％，光學產(chǎn)品的霧度小于2％，光學產(chǎn)品的不透明度小于1％。
26.權(quán)利要求24所述組件，其特征在于所述低濕氣轉(zhuǎn)移層是金屬化聚合物膜。
27.權(quán)利要求24所述組件，其特征在于所述低濕氣轉(zhuǎn)移層的透濕氣速率小于約30克/(米2×24小時)。
28.權(quán)利要求24所述組件，其特征在于所述組件包括抗反射光學元件，所述元件包含剛性聚碳酸酯層，所述剛性聚碳酸酯層通過粘合劑粘合到聚對苯二甲酸乙二酯的一個面上，所述聚對苯二甲酸乙二酯的背面涂敷了多個銦-錫氧化物和氧化硅的交替層。
29.權(quán)利要求24所述組件，其特征在于所述粘合劑包含內(nèi)反應(yīng)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。
30.權(quán)利要求24所述組件，其特征在于所述低濕氣轉(zhuǎn)移層是紅外反射膜。
31.權(quán)利要求23所述組件，其特征在于所述組件包括導(dǎo)電光學元件，所述元件包含剛性聚碳酸酯層，所述剛性聚碳酸酯層通過粘合劑粘合到聚合物膜層的一個面上，所述聚合物膜層的背面涂敷了導(dǎo)電層。
32.包含固化粘合劑的多層組件，所述粘合劑包含由聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分組成的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，其中粘合劑組合物是透明的，所述組件包含粘合在粘合劑上的脆性層。
33.權(quán)利要求32所述組件，其特征在于所述固化粘合劑能為脆性層提供結(jié)構(gòu)支撐。
34.權(quán)利要求32所述組件，其特征在于所述脆性層是含有定向聚乙烯醇的偏振層。
35.權(quán)利要求34所述組件，其特征在于它還包含粘合在起偏振器第二個表面上的第二粘合劑。
36.權(quán)利要求35所述組件，其特征在于所述第二粘合劑是透明的固化粘合劑，所述固化粘合劑包含由聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分組成的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。
37.權(quán)利要求34所述組件，其特征在于它包含兩面都粘合在透明固化粘合劑上的脆性起偏振器，所述固化粘合劑包含由聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分組成的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。
38.權(quán)利要求32所述組件，其特征在于它包含粘合在聚碳酸酯材料表面上的脆性起偏振器；通過粘合劑粘合在脆性起偏振器第二個表面上的聚對苯二甲酸乙二酯，其中至少一層粘合劑是透明的固化粘合劑，所述固化粘合劑包含由聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分組成的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。
39.權(quán)利要求38所述組件，其特征在于所述聚碳酸酯通過壓敏粘合劑粘合到玻璃上。
40.一種制備多層制品的方法，所述方法包括將可固化粘合劑組合物涂敷到隔離襯墊上，所述可固化粘合劑包含聚丙烯酸酯組分，環(huán)氧組分，陽離子引發(fā)劑，溶劑；干燥可固化粘合劑組合物，除去溶劑；將可固化粘合劑組合物層壓到基底上；活化該引發(fā)劑，使粘合劑固化。
41.一種為脆性光學元件提供結(jié)構(gòu)支撐的方法，所述方法包括將可固化粘合劑組合物施涂到脆性光學元件的表面上，并固化粘合劑，其中所述可固化粘合劑組合物包含聚丙烯酸酯組分，環(huán)氧組分和陽離子引發(fā)劑。
全文摘要
介紹了一種可固化粘合劑，它包含聚丙烯酸酯組分和環(huán)氧組分，并且宜為透明的；還介紹了使用這種粘合劑的方法，以及由所述粘合劑制備光學組件和光學元件的方法。
文檔編號C09J4/06GK1585807SQ02822256
公開日2005年2月23日 申請日期2002年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月2日
發(fā)明者楊杰, D·薩爾尼科夫, J·W·巴里齊 申請人:3M創(chuàng)新有限公司