本發(fā)明涉及光固化膠粘劑和包括相應(yīng)的光固化膠粘劑的反應(yīng)性膠帶。此外,公開(kāi)了相應(yīng)的光固化膠粘劑和反應(yīng)性膠帶用于粘合兩個(gè)或更多個(gè)部件的用途。
背景技術(shù):
1、獨(dú)立元件的接合是制造技術(shù)的核心方法之一。在此,除諸如焊接和釬焊的其他方法以外,粘合,即使用膠粘劑的接合現(xiàn)如今特別重要。作為使用無(wú)形狀的膠粘劑(其例如從管中施加)的備選的是所謂的膠帶。特別地,壓敏膠帶在日常生活中是已知的,其中壓敏膠粘劑確保了粘合效果,其在常規(guī)環(huán)境條件下是永久粘性的以及膠粘性的。相應(yīng)的壓敏膠帶可通過(guò)壓力施加到基材上并在那里保持粘附,但以后可或多或少地以無(wú)殘留物的方式被移除。
2、然而,另一種類型的膠帶對(duì)于工業(yè)制造技術(shù)中的使用也非常重要。在這些有時(shí)也被稱為反應(yīng)性膠帶的膠帶中,使用可固化的膠粘劑。相應(yīng)的可固化的膠粘劑在預(yù)期的應(yīng)用狀態(tài)下尚未達(dá)到其最大交聯(lián)度,并且可通過(guò)外部影響而固化,方式是引發(fā)可固化的膠粘劑中的聚合并由此提高交聯(lián)度。這種情況下,此刻固化的膠粘劑的機(jī)械性能發(fā)生變化,其中特別是粘度、表面硬度和強(qiáng)度增加。
3、一般來(lái)說(shuō),可固化的膠粘劑在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并且從化學(xué)角度來(lái)看具有非常不同的組成。這些可固化的膠粘劑的共同點(diǎn)是,交聯(lián)反應(yīng)可通過(guò)外部影響因素引發(fā),例如通過(guò)能量供應(yīng),特別是通過(guò)溫度、等離子體或輻射固化、和/或與聚合促進(jìn)物質(zhì)的接觸,例如在濕固化膠粘劑的情況中那樣。特別令人感興趣的是可輻射活化或光固化的(通常uv光可固化的)膠粘劑。這種光或uv固化的膠粘劑公開(kāi)于例如de?102015222028?a1、ep?3091059?a1、ep?2768919b1、wo?2017174303a1和us2021/198520中。
4、此外,de?69?816?283?t2公開(kāi)了可光聚合的組合物,其包括環(huán)氧樹(shù)脂和三元光引發(fā)劑體系,該體系包括碘鎓鹽、敏化劑和電子供體化合物,特別是烷基芳胺供體化合物。
5、wo?2022/241772?a1公開(kāi)了可固化的組合物,其包括至少一種(甲基)丙烯酸酯、至少一種二芳基碘鎓鹽和至少一種潛性胺固化劑。
6、wo?2021/177621?a1涉及用于發(fā)光顯示設(shè)備的偏振板,其包括偏振器和依次堆疊在偏振器表面上的第一膠粘劑層、第一液晶延遲膜、第二膠粘劑層和第二液晶延遲膜,其中所述第二膠粘劑層可包含環(huán)氧化合物、基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和陽(yáng)離子光引發(fā)劑。
7、術(shù)語(yǔ)光固化(的)或可光固化(的)或可光活化(的)、uv固化(的)或可uv固化(的)或可uv活化(的)和可輻射活化(的)或輻射固化(的)在本文中應(yīng)同等含義和同義地使用。
8、在可uv光固化的膠粘劑的領(lǐng)域,存在各種不同的光引發(fā)劑,其在從uv到可見(jiàn)光、從200到500nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有不同的性能和吸收曲線,從而光引發(fā)劑的選擇對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。例如,一個(gè)問(wèn)題是,當(dāng)uv源的最強(qiáng)uv波長(zhǎng)與使用的可uv活化的膠粘劑不匹配時(shí),總共會(huì)發(fā)射過(guò)多的能量。此外,必須注意,即使對(duì)于厚的膜,也要確保固化效果良好。與此同時(shí),代替常規(guī)的傳統(tǒng)燈(f、g和h輻射器),led燈越來(lái)越多地用于這一領(lǐng)域。這些uv?led燈通常在365nm、385nm、395nm或405nm處具有發(fā)射最大值,并且已知具有適配于此的吸收光譜的光引發(fā)劑很少。特別地,這些是自由基光引發(fā)劑。對(duì)于例如環(huán)氧化合物的陽(yáng)離子固化,在典型的uv-led波長(zhǎng)下具有最大吸收的光引發(fā)劑是未知的。
9、為了使光引發(fā)劑或光引發(fā)劑體系的吸收波長(zhǎng)適配工業(yè)(主要是uv?led)光源,通常使用所謂的敏化劑。借助于那些在所需范圍內(nèi)具有最大吸收的敏化劑使這些光引發(fā)劑活化。因此,例如,irgacure?651(2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮)尤其與基于碘鎓的光引發(fā)劑結(jié)合使用。這種自由基敏化劑在uv?led輻射下形成自由基,其通過(guò)氧化還原過(guò)程使碘鎓引發(fā)劑分解,并由此釋放酸以啟動(dòng)(引發(fā))陽(yáng)離子固化。這種敏化劑體系的缺點(diǎn)可為自由基中間步驟,其一方面使這種膠粘劑對(duì)空氣氧敏感;另一方面,也限制了配制膠粘劑的可能性,因?yàn)榕c自由基反應(yīng)的反應(yīng)性基團(tuán)(例如雙鍵)可干擾氧化還原過(guò)程。另一個(gè)缺點(diǎn)是自由基重組,其隨著光強(qiáng)度的增加和由此的局部自由基濃度的增加而變得更加可能,并因此大大降低了引發(fā)效率。即使在較低的溫度(分子在該溫度下在膠帶的膠粘劑中的遷移性大大降低)下,自由基重組也會(huì)增加,并且由此減少反應(yīng)物種的數(shù)量??傊绻s短活化時(shí)間,此類使用敏化劑的體系的過(guò)程控制對(duì)用戶來(lái)說(shuō)會(huì)變得更加復(fù)雜。在uv吸收后通過(guò)直接形成酸而起作用的體系中可避免這種情況,因?yàn)樵谀抢锟赏ㄟ^(guò)增加強(qiáng)度來(lái)減少活化時(shí)間,而不會(huì)增加副反應(yīng)的可能性。不幸的是,沒(méi)有市售的在工業(yè)uv?led燈的范圍內(nèi)具有最大吸收的陽(yáng)離子光引發(fā)劑(碘鎓或锍引發(fā)劑)。
10、鑒于上述情況,在膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域,對(duì)改善光固化膠粘劑的加工性能存在持續(xù)的興趣,其中特別關(guān)注這種膠粘劑的穩(wěn)健性的改善。意圖通過(guò)解決或至少改善(即減少影響或依賴性)至少一個(gè)但優(yōu)選所有上述關(guān)于氧影響、溫度影響和強(qiáng)度依賴性的問(wèn)題或弱點(diǎn)來(lái)提高膠粘劑的穩(wěn)健性。此外,意圖提高使光固化活化的能量效率,并確保不管膜厚度如何都效果良好地固化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的是消除或至少減少現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。
2、特別地,本發(fā)明的目的是,要指定的光固化膠粘劑具有改善的穩(wěn)健性,即,減少氧氣的影響和/或溫度的影響和/或強(qiáng)度依賴性。
3、本發(fā)明的另一目的是,要指定的光固化膠粘劑僅需要低輻射劑量即可活化。
4、本發(fā)明的另一目的是,要指定的光固化膠粘劑應(yīng)是以節(jié)能的方式即用低強(qiáng)度和/或低劑量可活化的。
5、本發(fā)明的另一目的是,要指定的光固化膠粘劑應(yīng)與膜厚度無(wú)關(guān)地,即在光固化膠粘劑的厚層和薄層的這兩種情況下,是可良好固化的。
6、本發(fā)明的發(fā)明人現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),當(dāng)除聚合物和環(huán)氧化合物之外,在光固化膠粘劑中還使用如權(quán)利要求中定義的特定的碘鎓光引發(fā)劑時(shí),可令人驚訝地解決上述問(wèn)題。
7、因此,上述目的通過(guò)如權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求和以下的實(shí)施方式產(chǎn)生。
8、特別地,包含敏化劑的光引發(fā)劑體系的所述問(wèn)題由此通過(guò)如權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的主題來(lái)解決。
9、以下稱為優(yōu)選的那些實(shí)施方式在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中與稱為優(yōu)選的另外的實(shí)施方式的特征相組合。因此,非常特別優(yōu)選的是兩種或更多種以下稱為特別優(yōu)選的實(shí)施方式的組合。同樣優(yōu)選的是,其中在某種程度上被稱為優(yōu)選的一種實(shí)施方式的特征與在某種程度上被稱為優(yōu)選的另外的實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征相組合。因此,各個(gè)特征相互的組合被包括在本發(fā)明中,并且在這種情況下還包括不同的優(yōu)選級(jí)別。優(yōu)選的膠帶、用途和方法的特征源于優(yōu)選的光固化膠粘劑的特征。
10、本發(fā)明涉及光固化膠粘劑,其包括(a)至少一種成膜聚合物,(b)至少一種環(huán)氧化合物和(c)至少一種光引發(fā)劑,其特征在于,光引發(fā)劑(c)包含選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元:
11、
12、其中ewg和ezg:各自獨(dú)立地表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
13、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9和r10:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″,其中r″=c1-5烷基、優(yōu)選甲基或乙基)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″)。
14、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑是可固化的,并且固化通過(guò)藍(lán)光或uv光、優(yōu)選藍(lán)色led光或uv?led光引發(fā)。由于固化的可能性,可固化膠粘劑在固化后可用作結(jié)構(gòu)膠粘劑。根據(jù)din?en?923:2006-01,結(jié)構(gòu)膠粘劑是形成如下的膠粘連接的膠粘劑,所述膠粘連接可在結(jié)構(gòu)中在給定的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持固定的強(qiáng)度(根據(jù)astm定義:“bonding?agents?used?fortransferring?required?loads?between?adherends?exposed?to?service?environmentstypical?for?the?structure?involved”)。因此,它是用于化學(xué)和物理高應(yīng)力粘合的膠粘劑,其在固化狀態(tài)下有助于加強(qiáng)膠帶。
15、為了在最終用戶處獲得最佳的加工性能,對(duì)于可固化的或光固化的膠粘劑,通常希望這些膠粘劑本身具有至少微弱表現(xiàn)的壓敏膠粘性能并具有固有的壓敏膠粘性,并且因此可被歸類為壓敏膠粘劑。由于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑具有有利的高內(nèi)聚性,因此特別容易調(diào)節(jié)根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中的這些性能。壓敏膠粘劑允許在光固化膠粘劑的固化之前將反應(yīng)性膠帶可靠且安全地施加至基材。因此,優(yōu)選的是如下的根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑,其中所述光固化膠粘劑是壓敏膠粘劑。
16、根據(jù)技術(shù)人員的理解,壓敏膠粘劑理解為是指具有壓敏膠粘性性質(zhì)的膠粘劑,即,即使在相對(duì)弱的施加壓力下也能與粘附基底形成永久連接的能力。相應(yīng)的壓敏膠帶通常可在使用后從粘附基底基本上無(wú)殘留地被再次分離(剝離),并且一般地,即使在室溫下也具有永久的固有粘性,這意味著,它們具有一定的粘度和觸摸粘性(接觸粘性),使得它們即使在低的施加壓力下也能潤(rùn)濕基底的表面。壓敏膠帶的壓敏膠粘性是使用壓敏膠粘劑作為膠粘劑的結(jié)果。不希望被該理論束縛,經(jīng)常假設(shè)壓敏膠粘劑可被視為具有彈性組分(分量)的極高粘度的流體,其相應(yīng)地具有導(dǎo)致上述永久的固有粘性和壓敏膠粘能力的特征粘彈性性質(zhì)。假設(shè)在相應(yīng)的壓敏膠粘劑的情況下,在機(jī)械變形時(shí),既存在粘性流動(dòng)過(guò)程,又存在彈性恢復(fù)力的形成。成比例的(按一定比例的)粘性流動(dòng)在此用于實(shí)現(xiàn)粘附,而對(duì)于實(shí)現(xiàn)內(nèi)聚特別需要成比例的(按一定比例的)彈性恢復(fù)力。流變性和壓敏膠粘性之間的關(guān)系在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的,并且描述于例如satas,“handbook?of?pressure?sensitive?adhesivestechnology”,第三版(1999),第153至203頁(yè)中。
17、為了精確地描述和量化彈性和粘性分量的量度以及分量彼此之間的關(guān)系,可使用能借助于動(dòng)態(tài)機(jī)械分析(dma)測(cè)定的變量:儲(chǔ)能模量(g′)和損耗模量(g″)。g′是物質(zhì)的彈性分量的量度,g″是物質(zhì)的粘性分量的量度。兩個(gè)參數(shù)都取決于形變頻率和溫度。
18、所述變量可借助于流變儀測(cè)定。在此,例如將待研究的材料在板-板布置中暴露于正弦振蕩的剪切應(yīng)力。在剪切應(yīng)力控制操作的儀器的情況下,作為時(shí)間的函數(shù)測(cè)量形變,并且相對(duì)于剪切應(yīng)力的引入測(cè)量該形變的時(shí)間偏移。該時(shí)間偏移被稱為相位角δ。儲(chǔ)能模量g′如下定義:g′=(τ/γ)·cos(δ)(τ=剪切應(yīng)力,γ=形變,δ=相位角=剪切應(yīng)力向量和形變向量之間的相位移)。損耗模量g″的定義如下:g″=(τ/γ)·sin(δ)(τ=剪切應(yīng)力,γ=形變,δ=相位角=剪切應(yīng)力向量和形變向量之間的相位移)。
19、在本發(fā)明的范圍內(nèi),如果在23℃的溫度下,在100至101rad/秒(弧度/秒)的形變頻率范圍,g′和g″兩者都至少部分地位于103至107pa的范圍內(nèi),則將膠粘劑優(yōu)選地理解為壓敏膠粘性的并且因此作為壓敏膠粘劑?!安糠值亍币庵竒′曲線的至少一部分(至少一段)位于由從100rad/秒(包括端點(diǎn))至101rad/秒(包括端點(diǎn))的形變頻率范圍(橫坐標(biāo))以及從103pa(包括端點(diǎn))至107pa(包括端點(diǎn))的g′值的范圍(縱坐標(biāo))所跨越的窗口內(nèi),并且當(dāng)g″曲線的至少一部分同樣位于相應(yīng)的窗口內(nèi)時(shí)。
20、在本發(fā)明的意義上,壓敏膠粘性的、優(yōu)選反應(yīng)性的膠帶在未固化狀態(tài)下具有至少1n/cm的粘合力。根據(jù)iso?29862:2007(方法3),在23℃和50%相對(duì)濕度下以300mm/min的提取(剝離)速度和180°的提取(剝離)角度測(cè)定對(duì)鋼的粘合力。增強(qiáng)膜是具有36μm的厚度的經(jīng)蝕刻的pet膜,如可從coveme(italien)獲得的那種。2cm寬的測(cè)量條的粘合在此在23℃的溫度下使用輥壓機(jī)以4kg進(jìn)行。使用后立即剝離膠帶。測(cè)量值(以n/cm計(jì))是三次單獨(dú)測(cè)量的平均值。
21、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包括至少一種成膜聚合物。不希望受特定理論的束縛,至少一種成膜聚合物,有時(shí)也稱為基質(zhì)聚合物,用于至少一種環(huán)氧化合物和至少一種光引發(fā)劑以及任選地其余物質(zhì)的物理結(jié)合。至少一種成膜聚合物可例如選自:聚氨酯、丁腈橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva或evac)、聚酰胺或共聚酰胺、聚酯或共聚酯和自由基聚合的聚合物,如聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物或乙烯基芳族化合物-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物。上述化合物的化學(xué)或物理交聯(lián)的物質(zhì)也是可想到的。此外,還可使用各種成膜聚合物的混合物。此外,可想到將彈性體、熱塑性彈性體和熱固性材料單獨(dú)地或以混合物的形式作為成膜聚合物。成膜聚合物對(duì)至少一種環(huán)氧化合物和至少一種光引發(fā)劑以及任選地其余物質(zhì)應(yīng)是基本呈惰性的。在這種情況下,惰性是指至少一種環(huán)氧化合物和任選地其余物質(zhì)在光固化之前在適當(dāng)選擇的條件下、特別是在室溫(23℃)下基本上不與成膜聚合物發(fā)生反應(yīng)。
22、根據(jù)本發(fā)明,膠粘劑的“成膜聚合物”應(yīng)理解為是指具有至少20?000g/mol的重均分子量mw的聚合物。數(shù)均摩爾質(zhì)量mn和重均分子量mw的數(shù)字在本文中基于通過(guò)凝膠滲透色譜法(gpc)的測(cè)定。對(duì)100μl的經(jīng)澄清過(guò)濾樣品(樣品濃度4g/l)進(jìn)行測(cè)定。所用的洗脫液為具有0.1體積%三氟乙酸的四氫呋喃。測(cè)量在25℃下進(jìn)行。使用的預(yù)柱為pss-sdv型柱,5μm,8.0mm*50mm(此處和下文的信息按如下順序:類型、粒度、孔隙率、內(nèi)徑*長(zhǎng)度;分離使用pss-sdv型柱的組合進(jìn)行,5μm、以及和各自具有8.0mm*300mm(來(lái)自polymer?standards?service公司的柱;借助于shodex?ri71差示折射計(jì)檢測(cè))。流速為1.0ml/分鐘。在聚丙烯酸酯的情況下對(duì)照pmma標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行校準(zhǔn)(聚甲基丙烯酸甲酯校準(zhǔn)),并且在其它(樹(shù)脂、彈性體)情況下對(duì)照ps標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行校準(zhǔn)(聚苯乙烯校準(zhǔn))。
23、在此,結(jié)晶熔融溫度低于100℃和/或軟化溫度低于100℃的熱塑性聚合物是優(yōu)選的。在這種情況下,術(shù)語(yǔ)軟化溫度是指如下的溫度,從該溫度起,熱塑性顆粒自身相互粘接。如果成膜聚合物是半結(jié)晶熱塑性聚合物,則除了其軟化溫度(其與晶粒的熔化有關(guān))之外,它非常優(yōu)選具有不超過(guò)25℃、優(yōu)選不超過(guò)0℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
24、在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,至少一種成膜聚合物選自聚氨酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva或evac)、聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物,如p(mma-b-nba-b-mma)或p(mma-b-nba/2eha-b-mma)和乙烯基芳族化合物-(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物。特別優(yōu)選的是聚氨酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva或evac)和聚(甲基)丙烯酸酯,甚至更優(yōu)選的是聚氨酯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva或evac)或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva或evac)和聚(甲基)丙烯酸酯。
25、合適的聚氨酯為例如市售可獲得的來(lái)自covestro?ag(leverkusen,germany)的熱塑性聚氨酯530/1和540/3以及530或來(lái)自huntsman(huntsman?holland?b.v.,botlek-rotterdam,netherlands)的s-6558-06和s?8612或這些產(chǎn)品線的替代變體。此外,還有來(lái)自basf(ludwigshafen,germany)的或來(lái)自lubrizol(lubrizol?advanced?materialseurope?bvba,brussels,belgium)的pearlbond產(chǎn)品線。熱塑性聚氨酯優(yōu)選地具有小于100℃、更特別地小于80℃的軟化溫度。這種熱塑性聚氨酯的優(yōu)選的實(shí)例是530和s-6558-06。530是羥基封端的、主要為線性的、熱塑性的、高結(jié)晶度的聚氨酯彈性體。根據(jù)制造商的指示,s-6558-06是用于基于溶劑的膠粘劑的線性熱塑性聚氨酯。根據(jù)制造商的說(shuō)明,其特征如下:結(jié)晶速率極低、開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)、活化溫度極低。
26、合適的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物具有40至80重量%的乙酸乙烯酯含量,并且特別地,具有65重量%、70重量%和80重量%的共聚物是特別合適的。這種乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可從arlanxeo公司以商品名或(這里優(yōu)選的是levamelt400、levamelt?500、levamert?600、levament?700、levametl?800)商購(gòu)獲得。合適的聚酯或共聚酯例如從evonik公司以名稱尤其是s(高分子熱塑性共聚酯,結(jié)晶或無(wú)定形的)和獲得。
27、在本發(fā)明的范圍內(nèi),根據(jù)技術(shù)人員的理解,術(shù)語(yǔ)“聚(甲基)丙烯酸酯”包括聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯以及這些聚合物的共聚物。聚(甲基)丙烯酸酯可包含少量的非得自(甲基)丙烯酸的單體單元。在本發(fā)明的范圍內(nèi),“聚(甲基)丙烯酸酯”相應(yīng)地應(yīng)理解為是指如下的(共)聚合物,其單體基礎(chǔ)物在70重量%或更多、優(yōu)選90重量%或更多、特別優(yōu)選98重量%或更多的程度上由選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的單體組成,基于單體基礎(chǔ)物的質(zhì)量。優(yōu)選地,丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50重量%或更多、特別優(yōu)選70重量%或更多。聚(甲基)丙烯酸酯通??赏ㄟ^(guò)基于丙烯酸和/或甲基丙烯酸的單體以及任選地其他可共聚單體的自由基聚合獲得。
28、從相應(yīng)的單體制造這種聚(甲基)丙烯酸酯可按照慣常的方法進(jìn)行,特別是通過(guò)常規(guī)自由基聚合或受控自由基聚合,例如陰離子聚合、raft聚合、nmrp聚合或atrp聚合。聚合物或低聚物可通過(guò)使用慣用的聚合引發(fā)劑以及任選地鏈轉(zhuǎn)移劑使單體成分共聚來(lái)制造,其中可在慣用的溫度下例如以本體、在乳液中如在水或液態(tài)烴中、或在溶液中進(jìn)行聚合。聚(甲基)丙烯酸酯優(yōu)選通過(guò)在溶劑中、特別優(yōu)選在具有在50至150℃的范圍內(nèi)、特別優(yōu)選在60至120℃的范圍內(nèi)的沸點(diǎn)的溶劑中,使用習(xí)慣量的聚合引發(fā)劑進(jìn)行聚合來(lái)制造,其中聚合引發(fā)劑一般以約0.01至5%、更優(yōu)選0.1至2%的分?jǐn)?shù)加入到單體組合物中,基于單體組合物的質(zhì)量。
29、合適的聚合引發(fā)劑為例如自由基源如過(guò)氧化物、氫過(guò)氧化物和偶氮化合物,例如過(guò)氧化二苯甲酰、枯基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò)氧化二叔丁基(二叔丁基過(guò)氧化物)、環(huán)己基磺?;阴;^(guò)氧化物、過(guò)碳酸二異丙酯、過(guò)辛酸叔丁酯或苯頻哪醇。特別優(yōu)選地,使用2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)或2,2'-偶氮雙(2-甲基丙腈)作為自由基聚合引發(fā)劑。作為溶劑,特別地考慮醇類,如甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇、正丁醇和異丁醇,優(yōu)選異丙醇和/或異丁醇,以及碳?xì)浠衔锶缂妆?,并且特別地具有在60至120℃的范圍內(nèi)的沸點(diǎn)的揮發(fā)油(benzine)。特別地可使用酮類,例如丙酮、甲乙酮和甲基異丁基酮,和酯類,如乙酸乙酯,以及這些溶劑的混合物。
30、至少一種成膜聚合物在根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中的分?jǐn)?shù)通常在20重量%至80重量%的范圍內(nèi)、優(yōu)選在25重量%至70重量%的范圍內(nèi),基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量。非常優(yōu)選在30重量%至60重量%的范圍內(nèi)并且最優(yōu)選約60重量%的聚合物,基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量。所述重量百分比涉及一種成膜聚合物或(如果存在兩種或多種成膜聚合物)所有成膜聚合物的總和。根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量在這里和下文中代表使用的(a)至少一種成膜聚合物、(b)至少一種環(huán)氧化合物和(c)至少一種光引發(fā)劑以及任選地其它任選存在的組分的總量,其作為以重量百分比(重量%)計(jì)的總和獲得。溶劑或水僅用于制造并且考慮到這一點(diǎn)不計(jì)入根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑或根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑膜的組分的總重量。這也適用于任選地已經(jīng)包含在市售可獲得的原材料中的溶劑。
31、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包括至少一種環(huán)氧化合物。根據(jù)技術(shù)人員的理解,環(huán)氧化合物是帶有至少一個(gè)環(huán)氧乙烷基團(tuán)的化合物。它們可為芳族或脂族、更特別地脂環(huán)族的性質(zhì)。環(huán)氧化合物不僅可包括單體,而且還可包括低聚或聚合環(huán)氧化合物。環(huán)氧化合物通常平均每分子具有至少兩個(gè)環(huán)氧化物基團(tuán),優(yōu)選每分子具有超過(guò)兩個(gè)的環(huán)氧化物基團(tuán)。每分子環(huán)氧化物基團(tuán)的“平均”數(shù)定義為含環(huán)氧化物的材料中的環(huán)氧化物基團(tuán)的數(shù)量除以存在的環(huán)氧化物分子的總數(shù)。
32、低聚或聚合環(huán)氧化合物通常包括具有末端環(huán)氧化物基團(tuán)的線性聚合物(例如聚氧化亞烷基二醇的二縮水甘油醚)、具有環(huán)氧乙烷骨架單元的聚合物(例如聚丁二烯聚環(huán)氧化物)和具有環(huán)氧側(cè)基的聚合物(例如甲基丙烯酸縮水甘油酯聚合物或共聚物)。通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂與ctbn的反應(yīng)獲得所謂的環(huán)氧基封端的丁腈橡膠(etbn)。這樣的etbn可例如以名稱hypro?etbn,如hypro?1300x40?etbn、hypro?1300x63?etbn和hypro?1300x68?etbn從huntsman?international公司市售獲得。
33、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中包含的至少一種環(huán)氧化合物或環(huán)氧化合物的分子量可從58至約100?000g/mol變化,其中分子量是調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)粘度的重要參數(shù)。舉例來(lái)說(shuō),環(huán)氧化合物包括環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯,例如4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3,4-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯、3,4-環(huán)氧-2-甲基環(huán)己基甲基-3,4-環(huán)氧-2-甲基環(huán)己烷羧酸酯和雙(3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基)己二酸酯。環(huán)氧化合物的其它實(shí)例公開(kāi)于例如us?3,117,099?a中。在本發(fā)明的應(yīng)用中特別有用的其它合適的環(huán)氧化合物包括縮水甘油醚單體,如例如在us?3,018,262中公開(kāi)的那些。實(shí)例為通過(guò)使多元酚與過(guò)量的氯代醇例如表氯醇反應(yīng)而獲得的多元酚的縮水甘油醚(例如2,2-雙(2,3-環(huán)氧丙氧基苯酚)丙烷的二縮水甘油醚)。特別地,雙酚的二縮水甘油醚,例如雙酚a(4,4′-(丙烷-2,2-二基)二苯酚)和雙酚f(雙(4-羥基苯基)甲烷)。這樣的反應(yīng)產(chǎn)物能以不同的分子量和聚集狀態(tài)市售獲得(例如所謂的1型至10型badge樹(shù)脂)。液體雙酚a二縮水甘油醚的典型實(shí)例為epikote?828、d.e.r.331和epon?828。典型的固體badge樹(shù)脂為araldite?gt6071、gt7072、epon?1001、和d.e.r.662。酚類與表氯醇的其它反應(yīng)產(chǎn)物為苯酚和甲酚酚醛清漆樹(shù)脂例如epiclon?types或araldite?epn、和ecn?types(例如ecn1273)。
34、在光固化組合物的固化反應(yīng)過(guò)程中,環(huán)氧化合物的轉(zhuǎn)化特別地通過(guò)環(huán)氧化物基團(tuán)的陽(yáng)離子聚合來(lái)進(jìn)行。使用環(huán)氧化合物可制造具有特別高剪切強(qiáng)度的膠粘劑。此外,交聯(lián)反應(yīng)易于引發(fā)和處理。在未固化的狀態(tài)下,使用環(huán)氧化合物制造的膠粘劑是足夠儲(chǔ)存穩(wěn)定的。
35、因此,優(yōu)選的是如下的根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑,其中至少一種環(huán)氧化合物選自脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂,如3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3',4'-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯、雙酚-a-二縮水甘油醚badge樹(shù)脂、環(huán)氧基封端的腈橡膠(etbn)和環(huán)氧基封端的丁二烯橡膠(ebn),特別優(yōu)選的是3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3',4'-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯。
36、進(jìn)一步優(yōu)選的是如下的根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑,其中光固化膠粘劑包括兩種或更多種環(huán)氧化合物、特別地環(huán)氧樹(shù)脂,其中環(huán)氧化合物的至少一種為固體;特別地,具有至少45℃的軟化溫度的固體,或者高粘度物質(zhì),其優(yōu)選在25℃下具有50pa?s或更大、特別優(yōu)選100pa?s或更大、特別優(yōu)選150pa?s或更大的動(dòng)態(tài)粘度(根據(jù)din?53019-1;25℃,剪切速率1s-1測(cè)量)。
37、特別優(yōu)選的是如下的根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑,其中光固化膠粘劑包括兩種或更多種環(huán)氧化合物、特別地環(huán)氧樹(shù)脂,其中至少一種環(huán)氧化合物在25℃下為具有40pa?s或更小、優(yōu)選20pa?s或更小的動(dòng)態(tài)粘度的液體,并且至少一種環(huán)氧化合物在25℃下為固體或具有50pa?s或更大的動(dòng)態(tài)粘度的高粘度物質(zhì)。具有液體和固體或高粘度環(huán)氧化合物的光固化膠粘劑在未固化狀態(tài)下顯示出特別平衡的粘合性能。
38、在優(yōu)選實(shí)施方式中,在根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中,全部液體環(huán)氧化合物(其在25℃下的動(dòng)態(tài)粘度為40pa?s或更低)與全部固體環(huán)氧化合物(軟化溫度為至少45℃的固體或在25℃下的動(dòng)態(tài)粘度為50pa?s或更高的高粘度物質(zhì))的重量比為1:10至10:1、更優(yōu)選1:5至5:1并且特別地2:1至1:2。
39、至少一種環(huán)氧化合物在根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中的分?jǐn)?shù)通常在20重量%至80重量%的范圍內(nèi)、優(yōu)選在30重量%至75重量%的范圍內(nèi),基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量。更優(yōu)選在40重量%至70重量%的范圍內(nèi)并且最優(yōu)選在40重量%至50重量%的范圍內(nèi)的環(huán)氧化合物,基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量。提及的重量百分比涉及一種環(huán)氧化合物或(在兩種或更多種環(huán)氧化合物的情況下)所有環(huán)氧化合物的總和。
40、優(yōu)選地,在根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中,全部成膜聚合物與全部環(huán)氧化合物的重量比為3:1至1:3、更優(yōu)選2:1至1:2、特別地1.5:1至1:1.5。
41、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中包含的光引發(fā)劑是碘鎓光引發(fā)劑,其包含選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元:
42、
43、其中ewg和ezg:各自獨(dú)立地表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
44、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9和r10:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基、優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″,其中r″=c1-5烷基、優(yōu)選甲基或乙基)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″)。
45、根據(jù)本發(fā)明的光引發(fā)劑是離子型或陽(yáng)離子型的、含有碘鎓殘基的化合物。當(dāng)然,還包含抗衡離子或陰離子。該陰離子優(yōu)選地選自六氟磷酸根(pf6-)、六氟銻酸根(sbf6-)、樟腦磺酸根、甲苯磺酸根、三氟甲磺酸根、四(五氟苯基)硼酸根(b(c6f5)4)和四(全氟叔丁氧基)鋁酸根。眾所周知,光引發(fā)劑的陰離子的性質(zhì)會(huì)影響反應(yīng)速率以及陽(yáng)離子聚合的轉(zhuǎn)化率。例如,j.v.crivello和r.narayan在chem.mater.1992,4,692中描述了常見(jiàn)的抗衡離子的反應(yīng)性順序如下:sbf6->asf6->pf6->bf4-。陰離子的反應(yīng)性取決于以下因素:(1)釋放的路易斯酸或布朗斯臺(tái)德酸的酸度,(2)生長(zhǎng)的陽(yáng)離子鏈中的離子對(duì)分離的程度,以及(3)陰離子對(duì)氟化物提取(abstraktion)以及鏈終止的敏感性。陰離子特別優(yōu)選地為六氟磷酸根(pf6-)和六氟銻酸根(sbf6-)。由于其毒理學(xué)缺點(diǎn),特別地在微電子應(yīng)用中避免使用銻。具有改善的毒理學(xué)性質(zhì)的類似反應(yīng)性的抗衡離子是四(五氟苯基)硼酸根和四(全氟-叔丁氧基)鋁酸根和六氟磷酸根。
46、根據(jù)本發(fā)明的陽(yáng)離子碘鎓光引發(fā)劑是可uv活化的,即,通過(guò)富能輻射活化后的這種化合物片段,其中這些片段中的一個(gè)或多個(gè)是路易斯酸或布朗斯臺(tái)德酸,其引發(fā)陽(yáng)離子交聯(lián)反應(yīng)。通過(guò)光化學(xué)輻射、特別是通過(guò)uv輻射,優(yōu)選地通過(guò)藍(lán)色led光或uv?led光,可在施加到接合部件之前或之后在粘合應(yīng)用中進(jìn)行活化。對(duì)于uv透明基材,也可在粘合接合部中應(yīng)用后進(jìn)行活化。
47、本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn),與具有低于355nm的最高波長(zhǎng)的(局部)吸收最大值的傳統(tǒng)的市售光引發(fā)劑體系相比,含環(huán)氧化物的膠粘劑可用這些特定的碘鎓光引發(fā)劑更好地(即更節(jié)能、更快、特別是在低強(qiáng)度和/或低劑量的情況下)固化。因此,這些包含以上定義的結(jié)構(gòu)單元之一的碘鎓光引發(fā)劑是高效的光引發(fā)劑。
48、發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn),這些特定的碘鎓光引發(fā)劑提高了固化過(guò)程的穩(wěn)健性,并降低了氧氣和溫度的影響。此外,活化由此需要較低的輻射劑量,并且這些劑量也不依賴于強(qiáng)度,因此可實(shí)現(xiàn)低強(qiáng)度和低劑量的節(jié)能的活化。發(fā)明人假設(shè)這是由于uv光源的活化波長(zhǎng)與光引發(fā)劑的最高波長(zhǎng)的(局部)吸收最大值(在355nm和390nm之間)的更好的、可能或理想地優(yōu)化的一致性。不希望受理論的束縛,發(fā)明人假設(shè),這些光引發(fā)劑的高效率導(dǎo)致在很短的時(shí)間內(nèi)形成許多活化中心,這些中心不能全部被破壞性親核基團(tuán)迅速捕獲。一旦高反應(yīng)性超酸引發(fā)陽(yáng)離子聚合,此刻存在的叔氧鎓離子不再具有足夠的反應(yīng)性,從而無(wú)法被弱親核基團(tuán)封端(terminiert)。這種效果使得根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑和包括根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑的反應(yīng)性膠帶一方面對(duì)輕微親核性成分更不敏感,但當(dāng)然也對(duì)雜質(zhì)更不敏感?;诰郯滨サ目申?yáng)離子固化的環(huán)氧化物膠粘劑的實(shí)驗(yàn)部分中舉例說(shuō)明了這一點(diǎn)。此外,發(fā)明人觀察到,使用這些特定的碘鎓光引發(fā)劑可獨(dú)立于膜厚度地確保良好的活化。這對(duì)于薄的膜特別有利,因?yàn)橛捎谠谙嚓P(guān)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有非常高的吸收系數(shù),從而可實(shí)現(xiàn)非常短的循環(huán)時(shí)間,這特別地對(duì)于包括根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的反應(yīng)性膠帶的商業(yè)制造是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。
49、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的另一優(yōu)點(diǎn)是,由于高吸收值,在可持續(xù)性和能量效率的意義上,僅需要低的劑量用于活化。典型的光引發(fā)劑體系可通過(guò)敏化劑或共引發(fā)劑適應(yīng)典型的uv?led波長(zhǎng)范圍,例如365nm,但這些是強(qiáng)度依賴性的,并且因此不如根據(jù)本發(fā)明的碘鎓光引發(fā)劑節(jié)能,根據(jù)本發(fā)明的碘鎓光引發(fā)劑不是強(qiáng)度依賴性的并且也可在低強(qiáng)度和低劑量下以節(jié)能的方式活化。
50、碘鎓光引發(fā)劑可包含任何類型的吸電子基團(tuán)作為吸電子基團(tuán)(ewg或ezg)。這樣的吸電子基團(tuán)的實(shí)例為例如鹵素、硝基(-no2)、醛(-cho)、酮(-c=or)、氰基(-cn)、羧酸(-cooh)或酯(-coor″)。優(yōu)選的是,吸電子基團(tuán)ewg和/或ezg、優(yōu)選ewg和ezg選自-br、-cl、-i、-f、-cn、-no2、-nh2、-coor″、cooh和so2me。特別地,吸電子基團(tuán)選自-cn、so2me、coome和cooet。
51、在第一實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包括光引發(fā)劑,其包含選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元:
52、
53、其中
54、ewg:表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
55、r1、r2、r3和r4:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″,其中r″=c1-5烷基、優(yōu)選甲基或乙基)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″)。
56、在第一實(shí)施方式的優(yōu)選的變型中,光引發(fā)劑包含選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元:
57、
58、其中
59、ewg:表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
60、r1、r2和r4:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″),
61、r″:各自獨(dú)立地選自c1-5烷基、特別優(yōu)選地甲基或乙基。
62、在第一實(shí)施方式的優(yōu)選的變型中,光引發(fā)劑包含以下結(jié)構(gòu)單元:
63、
64、其中
65、ewg:表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
66、r1和r2:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″),
67、r″:各自獨(dú)立地選自c1-5烷基、特別優(yōu)選地甲基或乙基。
68、在第一實(shí)施方式的更優(yōu)選的變型中,光引發(fā)劑包含以下結(jié)構(gòu)單元:
69、
70、其中
71、r1和r2:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″),
72、r″:各自獨(dú)立地選自c1-5烷基、特別優(yōu)選地甲基或乙基。
73、在第二實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包括光引發(fā)劑,其包含選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元:
74、
75、其中
76、ewg:表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
77、r1、r2、r3、r4和r5:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″,其中r″=c1-5烷基、優(yōu)選甲基或乙基)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″)。
78、在第二實(shí)施方式的優(yōu)選的變型中,光引發(fā)劑包含選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元:
79、
80、其中
81、ewg:表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
82、r1、r2、r4和r5:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″);
83、r″:各自獨(dú)立地選自c1-5烷基、特別優(yōu)選地甲基或乙基。
84、在第二實(shí)施方式的特別優(yōu)選的變型中,光引發(fā)劑包含以下結(jié)構(gòu)單元:
85、
86、其中
87、r1、r2和r5:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″);
88、r″:各自獨(dú)立地選自c1-5烷基、特別優(yōu)選地甲基或乙基。
89、在第三實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包括光引發(fā)劑,其包含選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元:
90、
91、優(yōu)選
92、
93、其中
94、ewg:表示吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
95、r1、r2、r3、r4和r5:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基、優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″)。
96、根據(jù)本發(fā)明人的知識(shí),這些對(duì)稱的光引發(fā)劑具有用于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的優(yōu)異的應(yīng)用性能,并且還特別容易地,即以特別節(jié)省時(shí)間和成本的方式制造。
97、在第三實(shí)施方式的特別優(yōu)選的變型中,ewg和/或r5,優(yōu)選ewg和r5是氰基。另外地或可替代地,在第三實(shí)施方式的特別優(yōu)選的變體中,r4是烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基。再次另外地或可替代地,在第三實(shí)施方式的特別優(yōu)選變體中,r1、r2和r3是氫。
98、在第四實(shí)施方式中,根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包括選自以下的光引發(fā)劑:
99、化合物1陰離子;
100、化合物2陰離子;
101、化合物3陰離子;
102、化合物4陰離子;
103、化合物5陰離子;
104、化合物6陰離子;
105、化合物7陰離子;
106、化合物8陰離子;
107、化合物9陰離子;
108、化合物10陰離子;和
109、化合物11陰離子;
110、其中陰離子選自六氟磷酸根(pf6-)、六氟銻酸根(sbf6-)、樟腦磺酸根、甲苯磺酸根、三氟甲磺酸根、四(五氟苯基)硼酸根(b(c6f5)4)和四(全氟叔丁氧基)鋁酸根。優(yōu)選地,陰離子選自六氟磷酸根(pf6-)、四(全氟叔丁氧基)鋁酸根、四(五氟苯基)硼酸根(b(c6f5)4)和六氟銻酸根(sbf6-)。特別優(yōu)選的陰離子是六氟磷酸根、四(五氟苯基)硼酸根(b(c6f5)4)和四(全氟叔丁氧基)鋁酸根。
111、通常,根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包含根據(jù)本發(fā)明使用的光引發(fā)劑之一,即包含以上定義的結(jié)構(gòu)單元之一的光引發(fā)劑。
112、然而,也可任選地將其與一種另外的或更多另外的光引發(fā)劑組合,使得根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑包含兩種或更多種光引發(fā)劑。這種與至少一種另外的光引發(fā)劑的組合可任選地進(jìn)一步改善固化過(guò)程和穩(wěn)固性。該另外的或多種另外的光引發(fā)劑可選自根據(jù)本發(fā)明使用的碘鎓光引發(fā)劑,或者可選擇現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)光引發(fā)劑。合適的光引發(fā)劑在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的,并且可用作陽(yáng)離子uv誘導(dǎo)固化的引發(fā)劑的尤其是锍、碘鎓和基于茂金屬的體系。對(duì)于基于锍的陽(yáng)離子的實(shí)例,參見(jiàn)在us?6,908,722?b1中的實(shí)施方式。用作上述陽(yáng)離子的抗衡離子的陰離子的實(shí)例可提及四氟硼酸根、四苯基硼酸根、六氟磷酸根、高氯酸根、四氯鐵酸根、六氟砷酸根、六氟銻酸根、五氟羥基銻酸根、六氯銻酸根、四五氟苯基硼酸根、四(五氟甲基苯基)硼酸根、四(全氟叔丁氧基)鋁酸根、雙(三氟甲磺酰)胺和三(三氟甲磺酰)甲基根。此外,特別地對(duì)于基于碘鎓的引發(fā)劑,作為陰離子還可想到氯根、溴根或碘根,其中盡管基本上不含氯和溴的引發(fā)劑是優(yōu)選的。這樣的體系的一種有力的實(shí)例是例如六氟銻酸三苯基锍。
113、光引發(fā)劑或多種光引發(fā)劑(如果存在超過(guò)一種)在根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑中的分?jǐn)?shù)通常在0.01重量%至5重量%的范圍內(nèi)、優(yōu)選在0.1重量%至3.0重量%的范圍內(nèi),基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量。優(yōu)選的是在0.5重量%至2.0重量%的范圍內(nèi)并且最優(yōu)選約1重量%的光引發(fā)劑,基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量。
114、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑可任選地包含現(xiàn)有技術(shù)中已知的另外的添加劑和/或助劑。另外的添加劑和/或助劑的分?jǐn)?shù)(即份額)可在0重量%至約20重量%、優(yōu)選0重量%至約15重量%、更優(yōu)選0重量%至約10重量%、并且最優(yōu)選0重量%至約5重量%的范圍內(nèi),基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的組分的總重量。作為另外的添加劑和/或助劑例如可提及例如反應(yīng)性單體、填料、染料、成核劑、另外的光引發(fā)劑、流變添加劑(例如,熱解二氧化硅)、發(fā)泡劑、粘合增強(qiáng)添加劑(粘附促進(jìn)劑,特別是硅烷和增粘劑樹(shù)脂)、配混劑、增塑劑和/或抗老化劑、光防護(hù)劑和uv防護(hù)劑,例如以主和輔抗氧化劑的形式。特別優(yōu)選的添加劑是硅烷增附劑或開(kāi)放時(shí)間添加劑。作為硅烷增附劑,例如提及甲基丙烯酸3-三甲氧基甲硅烷基丙酯(cas號(hào):2530-85-0),以商品名memo(evonik?ag,essen,德國(guó))獲得。合適的開(kāi)放時(shí)間添加劑是聚乙二醇400(peg?400)。
115、根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑可例如直接用作膠粘劑,其中根據(jù)應(yīng)用方法,它們可例如以膠帶的形式提供。然而,關(guān)于最有利的處理性能,當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑用作單面或雙面膠帶的膠粘劑層時(shí),通常實(shí)現(xiàn)特別有利的結(jié)果,所述膠帶還包括載體層。替代地,根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑可用作無(wú)載體層的膠粘劑層或膠粘劑膜,因此用作無(wú)載體的轉(zhuǎn)移膠帶。
116、因此,本發(fā)明還涉及膠帶、特別是反應(yīng)性膠帶,其包括根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑作為膠粘劑層。在一種實(shí)施方式中,本發(fā)明涉及光固化反應(yīng)性膠帶,其包括如權(quán)利要求中所述的根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑作為膠粘劑層。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,光固化反應(yīng)性膠帶的特征在于,除膠粘劑層之外,膠帶還包括載體層。這包括單面膠帶以及雙面膠帶,其包括至少一個(gè)由根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑組成的外層。在可替代的實(shí)施方式中,光固化反應(yīng)性膠帶的特征在于,膠帶是無(wú)載體的(發(fā)泡的和非發(fā)泡的)轉(zhuǎn)移膠帶。
117、術(shù)語(yǔ)膠帶對(duì)于膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是明晰的。在本發(fā)明的范圍內(nèi),表述“帶”是指所有薄的平坦的結(jié)構(gòu)體,即在兩個(gè)維度上具有主要伸展的結(jié)構(gòu)體,特別地為膜、膜部分(段)和標(biāo)簽,優(yōu)選地為具有延伸的長(zhǎng)度和有限的寬度的帶以及相應(yīng)的帶部分(段)。
118、載體層通常是指這樣的多層膠帶的層,其顯著地決定膠帶的機(jī)械和物理性質(zhì),例如抗撕裂性、可拉伸性、絕緣能力或回彈性。常見(jiàn)的載體材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的并且為例如織造織物、鋪設(shè)稀松布和聚合物膜,例如pet膜和聚烯烴膜。然而,載體層本身也可為壓敏膠粘性的。
119、在根據(jù)本發(fā)明的膠帶中,膠粘劑層可覆蓋有用于運(yùn)輸、儲(chǔ)存或模切的所謂的剝離襯墊。這種剝離襯墊允許例如無(wú)故障地展開(kāi)和保護(hù)壓敏膠粘劑抵抗污染。這樣的剝離襯墊通常由單面或雙面硅化的聚合物膜(例如pet或pp)或硅化的紙載體組成。
120、膠帶中由根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑形成的膠粘劑層的層厚優(yōu)選為5μm至400μm。優(yōu)選的是10μm至300μm的層厚度,更優(yōu)選的是30μm至200μm的層厚度,并且最優(yōu)選的是50μm至110μm的層厚度??上氲礁叩膶雍穸龋缱罡哌_(dá)1000μm,并且可用根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)安裝間隙較大的組件時(shí)尤其如此。優(yōu)選的層厚度在此為最高達(dá)1000μm、優(yōu)選最高達(dá)900μm、并且更優(yōu)選最高達(dá)800μm。這種膠帶通常在內(nèi)部設(shè)有載體層,以確保固化前的內(nèi)部強(qiáng)度,從而在特殊情況下可能需要雙面活化。
121、基于根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑和根據(jù)本發(fā)明的膠帶,還公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑或根據(jù)本發(fā)明的膠帶用于粘合兩個(gè)或多個(gè)部件或基材的用途,優(yōu)選地在室溫下,通過(guò)使光固化膠粘劑固化。
122、使用根據(jù)本發(fā)明的光固化反應(yīng)性膠帶,優(yōu)選在室溫下,粘合兩個(gè)基材的根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:
123、a)將光固化反應(yīng)性膠帶施加在第一基材上;
124、b)通過(guò)用uv光,優(yōu)選來(lái)自u(píng)v?led燈的uv光輻射來(lái)活化光固化反應(yīng)性膠帶;
125、c)在活化的膠帶上接合第二基材。
126、優(yōu)選地,在該方法中用365nm或385nm、優(yōu)選地用365nm的波長(zhǎng)輻射。相應(yīng)的uv?led燈可從專業(yè)零售商處獲得,例如(dr.ag,gilching,deutschland)公司的ledcube。此外,根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于,活化時(shí)間少于45秒、優(yōu)選少于30秒、優(yōu)選小于15秒、甚至更優(yōu)選少于10秒、特別是少于7秒。特別地,在這種方法中,小于15秒或10秒的活化/輻射時(shí)間已被證明是非常合適的并且這些是特別有利的,因?yàn)楣I(yè)過(guò)程中的循環(huán)時(shí)間非常短。
127、本發(fā)明的另一主題是根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)性膠帶在制造電子、光學(xué)或精密機(jī)械設(shè)備、特別是便攜式電子、光學(xué)或精密機(jī)械設(shè)備中作為粘合劑的用途。
128、這種便攜式設(shè)備特別地為:
129、照相機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、攝像配件(如曝光表、閃光燈、光圈、照相機(jī)外殼、鏡頭等)、膠片照相機(jī)、攝影機(jī)、小型計(jì)算機(jī)(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算器)、膝上型電腦、筆記本、上網(wǎng)本、超極本、平板電腦、手持設(shè)備、電子記事簿和管理器(所謂的“電子管理器”或“個(gè)人數(shù)字助手”,pda,掌上電腦)、調(diào)制解調(diào)器;
130、計(jì)算機(jī)配件和用于電子設(shè)備的操作單元,如鼠標(biāo)、繪圖墊、繪圖板、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、游戲操縱臺(tái)、游戲桿、遙控器、遠(yuǎn)程控制器、觸控板(觸摸墊);
131、監(jiān)視器、顯示器、屏幕、觸敏屏幕(傳感器屏幕、觸摸屏設(shè)備)、投影機(jī);
132、電子書(shū)閱讀設(shè)備(“電子書(shū)”);
133、迷你電視、袖珍電視、電影播放設(shè)備、視頻播放器、收音機(jī)(包括迷你收音機(jī)和袖珍收音機(jī))、隨身聽(tīng)、光碟隨身聽(tīng)(discmans)、音樂(lè)播放器(用于例如cd、dvd、藍(lán)光、磁帶、usb、mp3)、耳機(jī)、無(wú)繩電話、手機(jī)、智能電話、對(duì)講機(jī)(雙向無(wú)線電)、免提電話、呼叫器(尋呼機(jī)、傳呼機(jī));
134、移動(dòng)除顫器、血糖儀、血壓監(jiān)測(cè)器、計(jì)步器、脈搏計(jì);
135、手電筒、激光指示器;
136、移動(dòng)檢測(cè)器、光學(xué)放大器、雙筒望遠(yuǎn)鏡、夜視設(shè)備、gps設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、用于衛(wèi)星通訊的便攜式接口(界面)設(shè)備;
137、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(usb棒、外置硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、記憶卡);和
138、手表、電子表、懷表、鏈表、秒表。
139、在本發(fā)明的范圍內(nèi),公開(kāi)了光固化膠粘劑,根據(jù)發(fā)明人的評(píng)估,該化合物是特別優(yōu)選的,并且可針對(duì)與根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的上述特征類似的優(yōu)選的實(shí)施方式實(shí)施,特別是根據(jù)從屬權(quán)利要求中定義的特征。特別地,公開(kāi)了如下的光固化膠粘劑,其包括(aa)至少一種成膜聚合物,(bb)至少一種環(huán)氧化合物和(cc)至少一種光引發(fā)劑,其特征在于,光引發(fā)劑(cc)包含以下結(jié)構(gòu)單元:
140、
141、其中r4和ewg可形成環(huán),并且其中:
142、r和r′:r表示碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r′如r1所定義或者r′表示碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r如r1所定義,
143、ewg:吸電子基團(tuán),例如-cn或-cooh,
144、r1、r2、r3和r4:各自獨(dú)立地選自氫、烷基、優(yōu)選c1-5烷基、環(huán)烷基、烷氧基,優(yōu)選c1-2烷氧基、芳基、優(yōu)選苯基或芐基、鹵素、氰基、硝基(-no2)、氨基(-nh2)、羧基(-cooh)、酮基團(tuán)(=o)、羧基酯基團(tuán)(coor″,其中r″=c1-5烷基、優(yōu)選甲基或乙基)、磺酸基團(tuán)(-so2h)或磺酸酯基團(tuán)(-so2r″)。
145、在此,特別優(yōu)選的是相應(yīng)公開(kāi)的光固化膠粘劑:
146、i)其中吸電子基團(tuán)ewg選自-br、-cl、-i、-f、-cn、-no2、-nh2、coor″、cooh和so2me;和/或
147、ii)其中r為碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r′如ewg所定義;和/或
148、iii)其中r為碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r′如ewg所定義,和r3為c1-2烷氧基;和/或
149、iv)其中r為碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r′如ewg所定義,和ewg為氰基,以及r3和r4為c1-2烷氧基;和/或
150、v)其中r為碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r′為氰基,和ewg為氰基,以及r3和r4為c1-2烷氧基;和/或
151、vi)其中r′為碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r如r1所定義;和/或
152、vii)其中r′為碘鎓基團(tuán)-i+-ph并且r如r1所定義,和r3為c1-2烷氧基;和/或
153、viii)其中至少一種環(huán)氧化合物(bb)選自3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3',4'-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯、雙酚-a-二縮水甘油醚、badge樹(shù)脂、環(huán)氧基封端的丁腈橡膠和環(huán)氧基封端的丁二烯橡膠。
154、以上公開(kāi)的光固化膠粘劑適用于光固化反應(yīng)性膠帶和用于粘合兩個(gè)基材的方法,如以上公開(kāi)的那樣。
155、實(shí)驗(yàn)部分:
156、在下文中,將參考實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步解釋和描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。使用的組分desmomelt?530、levamelt?700、kurarity?la2250、uvacure?1500和irgacure?pag?290購(gòu)自括號(hào)中列出的公司。碘鎓光引發(fā)劑7-乙氧基-4-甲基香豆素-3-基苯基碘鎓六氟磷酸鹽(化合物1)以及化合物2至11和具有選自以下結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)單元的光引發(fā)劑:
157、
158、(如上文和權(quán)利要求中所述)可根據(jù)pl?216188b1、pl?216110b1和pl?238030b1中公開(kāi)的方式(或以類似的方式)制造。
159、表1—膠粘劑的組成,所有數(shù)據(jù)均以重量份計(jì)
160、
161、
162、*輻射時(shí)的基材溫度為30℃
163、**鋼,按照iso?29862:2007(方法3),如上所述
164、通過(guò)在23℃下將desmomelt?530、levamelt?700或kurarity?la2250溶解在丁酮中在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行膠粘劑的制造。隨后,如表1所示,將環(huán)氧樹(shù)脂和光引發(fā)劑加入到獲得的聚合物溶液中。為了制造膠粘劑層,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室噴霧器將獲得的各種膠粘劑混合物的溶液施加在常規(guī)襯墊(硅化聚酯膜)上并干燥。在各自的情況下如下進(jìn)行干燥:首先在室溫下干燥10分鐘,然后在實(shí)驗(yàn)室干燥箱中在105℃下干燥10min。干燥后的膠粘劑層厚度為100±10μm。干燥后,立即分別在開(kāi)放側(cè)用第二襯墊(具有較低離型力的硅化聚酯膜)層壓經(jīng)干燥的膠粘劑層。通過(guò)將較薄的層層壓在一起獲得了更大的層厚度。200μm的層厚度是通過(guò)將兩個(gè)100μm厚的層層壓在一起獲得的,而400μm厚的膜是通過(guò)層壓兩個(gè)根據(jù)上述方法制造的200μm的層壓物獲得的。用表中給出的劑量和時(shí)間借助于來(lái)自的uv?led在365nm下進(jìn)行輻射。
165、固化時(shí)間通過(guò)指尖粘性測(cè)量來(lái)確定。由于根據(jù)本發(fā)明的膠粘劑在未固化以及部分固化的狀態(tài)下都是壓敏膠粘性的,因此固化時(shí)間被確定為膠粘劑在用丁腈手套保護(hù)的手指上沒(méi)有顯示出任何壓敏膠粘性的時(shí)間。在輻射前用紅外溫度計(jì)測(cè)量基材溫度,如果沒(méi)有明確提及,則為23℃,并且空氣濕度為50%r.f(相對(duì)空氣濕度)。在基材溫度變化的測(cè)量系列中,使基材達(dá)到相應(yīng)的溫度,并在輻射期間放置在相應(yīng)溫度的4cm厚的鋼板上,以盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保持溫度。
166、與對(duì)比例v1和v2相比,實(shí)施例k1很好地顯示了根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的節(jié)能活化的有利效果。與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例k1相比,對(duì)比例v1和v2包含常見(jiàn)的陽(yáng)離子引發(fā)劑體系,即在約319nm處具有吸收最大值的irgacure?pag?290。由于光引發(fā)劑的分子量不同,還以雙倍的量添加了顯著更重的irgacure?pag?290(分子量為1393.0)以進(jìn)行比較。無(wú)論是0.5份還是非常高濃度的2份irgacure?pag?290都導(dǎo)致固化大大減慢。在對(duì)比例v1中,即使在21天后,仍然可看到顯著的環(huán)氧化物信號(hào),而在具有較高分?jǐn)?shù)的irgacure?pag?290的對(duì)比例v2中,甚至在7天后固化才完全結(jié)束。相比之下,以化合物1作為光引發(fā)劑的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例k1表明,固化在24小時(shí)后已經(jīng)完全結(jié)束。為了使組合物v1或v2像k1那樣快地固化,必須使用更高的輻射劑量。因此,使用特定的碘鎓光引發(fā)劑導(dǎo)致更節(jié)能的活化。根據(jù)本發(fā)明的對(duì)比例v2和v3表明,甚至對(duì)于厚層,固化也像k1中的薄層的情況那樣快。
167、實(shí)施例k4和k5證實(shí),甚至在使用其他基質(zhì)聚合物時(shí),也可顯示根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑的上述優(yōu)點(diǎn)和結(jié)果。levamelt?700被示例性地選為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物類別的代表,并且丙烯酸酯嵌段共聚物kurarity?la2550被示例性地選為聚丙烯酸酯類別的代表。對(duì)于提供穩(wěn)健的用led光源可固化的膠粘劑的根據(jù)本發(fā)明的效果,聚合物基質(zhì)的選擇不是決定性的。這會(huì)影響粘合強(qiáng)度、彈性和其他粘合性能。
168、表2—不同輻射時(shí)間引起的強(qiáng)度變化
169、
170、√:在48h后固化(在23℃)×:未固化
171、表2顯示,根據(jù)本發(fā)明的光固化膠粘劑在恒定的劑量下與達(dá)到所述劑量的時(shí)間(這里為5秒至60秒)無(wú)關(guān)地(即在可變的強(qiáng)度下)在48小時(shí)內(nèi)固化。這允許用戶使用現(xiàn)有的uv設(shè)備,而不必選擇專門(mén)適配于膠帶的強(qiáng)度范圍。
172、表3—溫度依賴性
173、
174、√:在48h后在23℃固化×:未固化
175、表3顯示了一系列測(cè)試的結(jié)果,其中基材溫度(即uv輻射開(kāi)始時(shí)的膠粘劑膜溫度)從10℃經(jīng)20℃變化至30℃。由于根據(jù)本發(fā)明的光引發(fā)劑是直接光引發(fā)劑,因此起始溫度對(duì)于固化過(guò)程并不重要。相比之下,具有敏化劑體系(irgacure?651加碘鎓光引發(fā)劑)的對(duì)比例(v3)即使在輻照后溫度再次升高到23℃,也不會(huì)在低溫下固化。在不受理論束縛的情況下,申請(qǐng)人推測(cè),在低溫下由于在體系中的遷移性降低,自由基重組大大增加,并且因此與碘鎓光引發(fā)劑的氧化還原反應(yīng)發(fā)生較少。