CN02810425.0
2002.02.20
CN1604947A
2005.04.06
授权
有权
授权|||实质审查的生效|||公开
C09J7/02
日东电工株式会社;
橘克彦
日本大阪府
2001.04.13 JP 115071/2001
北京市柳沈律师事务所
范明娥;巫肖南
一种免受尘粒粘附并易于处理的用于电气/电子设备的成型密封材料,它为一种通过在泡沫体上形成压敏粘合剂层而获得的密封材料。它是通过在微细多孔泡沫体表面上形成含储存模量为20N/cm2或更高的压敏粘合剂组合物的层,并构成粘合力为5.0N/20mm宽度或更高的密封材料。
1. 一种用于电气/电子设备的密封材料,包括平均孔径为0.1-500μm的泡沫体结构和至少在其一侧形成的含压敏粘合剂组合物的层,其中,压敏粘合剂组合物在室温下测得的储存模量(G’)为20N/cm2或更高,密封材料的粘合力为5.0N/20mm宽度或更高。2. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,在密封材料的最外表面具有含压敏粘合剂组合物的层,压敏粘合剂组合物在室温下测得的储存模量(G′)为20N/cm2或更高,在室温下测得的粘合力为5.0N/20mm宽或更高。3. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,含压敏粘合剂组合物的层的厚度为2-100μm。4. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,压敏粘合剂组合物包含具有重复的下式所示单元的聚碳酸酯结构的聚合物:其中R为具有2-20个碳原子的直链型或支链型烃基。5. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,构成密封材料的泡沫体结构是通过用高压惰性气体浸渍热塑性聚合物然后再减压的步骤而形成的。6. 根据权利要求5要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体为二氧化碳。7. 根据权利要求5要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体在浸渍过程中处于超临界状态。8. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,构成密封材料的泡沫结构是通过用高压惰性气体浸渍含有热塑性聚合物的未发泡模制品然后再减压的步骤而形成。9. 根据权利要求8要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体为二氧化碳。10. 根据权利要求8要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体在浸渍过程中处于超临界状态。11. 根据权利要求5要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,构成密封材料的泡沫体结构是通过用惰性气体在压力下浸渍熔融的热塑性聚合物然后再在减压的同时模制浸渍后的聚合物而形成的。12. 根据权利要求11要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体为二氧化碳。13. 根据权利要求11要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体在浸渍过程中处于超临界状态。14. 根据权利要求5要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,构成密封材料的泡沫体是通过减压然后再加热而形成的。15. 根据权利要求14要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体为二氧化碳。16. 根据权利要求14要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,惰性气体在浸渍过程中处于超临界状态。17. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,它是用于显示器边缘的密封。18. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,泡沫体结构的平均孔径为0.1-300μm。19. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,泡沫体结构的平均孔径为10-300μm。20. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,泡沫体结构的平均孔径为10-200μm。21. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,压敏粘合剂组合物在室温下测得的储存模量(G′)为50N/cm2或更高。22. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,它具有10N/20mm宽度或更高的粘合力。23. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,它具有15N/20mm宽度或更高的粘合力。24. 根据权利要求1要求的用于电气/电子设备的密封材料,其中,压敏粘合剂组合物在室温下测得的储存模量(G′)为50N/cm2或更高和粘合力为10N/20mm宽度或更高。
电气/电子设备用的密封材料 技术领域 本发明涉及用于电气/电子设备(手提电话、便携式终端、数字摄象机、视频电视、个人计算机、其它家用电器等)的成型密封材料。 背景技术 泡沫橡胶具有优良的缓冲性能并用作减震材料、衬填材料等。例如,泡沫橡胶可用作液晶显示器、等离子体显示器、有机场致发光显示器、电气/电子设备如手提电话机和数字摄象机等的防尘减震材料。尤其为了使这类显示器在粘接操作时易于定位,经常使用具有压敏粘合剂层的密封材料。但是,在使用具有压敏粘合剂层的传统密封材料时,造成了压敏粘合剂从密封材料边缘突出并在上面粘附尘粒的问题,从而导致如外表损坏和功能下降等产品问题。 解决这种问题的已知方法是部分形成压敏粘合剂层,从而防止压敏粘合剂从密封材料边缘突出,或者使用在其上面不形成压敏粘合剂层的密封材料。但是,前一方法使处理费用增加了沉重负担,从而导致成本增加。后一方法则存在密封材料难以定位或需要新的定位方法的问题。 另外,由于近来趋向于电气/电子设备的尺寸减小,这些设备中使用的密封材料也逐渐要求具有减小的宽度和厚度。由于这种需求,结果密封材料本身具有差的外形保持性,从而导致有关操作性能方面的问题。 在这种情况下,本发明的一个目的是提供一种用于电气/电子设备成型的密封材料,虽然这种密封材料包含泡沫体和在其上形成的压敏粘合剂层,但它没有尘粒粘附其上并易于处理。 本发明的公开 为实现本发明目的而进行的广泛研究,结果发现包含微细多孔泡沫体及在其表面形成的压敏粘合剂组合物层的密封材料,其中压敏粘合剂组合物的储存模量为20N/cm2或更高并且密封材料的粘合力为5.0N/20mm宽度或更高,其可被容易地处理以便具有小的宽度和厚度,并且由于压敏粘合剂层的非粘着性而减少尘粒在其边缘的粘附,还可以在应用后由于压敏粘合剂层的粘合力而被固定。 另外还发现,通过用惰性气体在高压下浸渍特定聚合物然后再减压可得到这种微细多孔泡沫体。 基于这些发现完成了本发明。 本发明涉及一种用于电气/电子设备的密封材料,包括一种具有平均孔径为0.1-500μm的泡沫结构和至少在其一侧形成一种含有压敏粘合剂组合物的层,其中压敏粘合剂组合物在室温下测得的储存模量(G′)为20N/cm2或更高,密封材料的粘合力为5.0N/20mm宽度或更高。 这里使用的术语“压敏粘合剂组合物的储存模量(G′)”是指组合物的剪切储存模量,并应被看作表示把储存外部应力成为应变能的弹性组分的性能。这种性能的值可通过使用厚度约为1.5mm、直径7.9mm的样品和一个平行板夹具(直径:7.9mm)并用Rheometrics公司生产的动态粘弹仪RDS-II在1Hz频率下测定样品而获得。 这里使用的术语“密封材料的粘合力”是指90°剥离粘合力,通过把样品粘合到作为被粘物的丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上,并在室温23℃、30分钟粘附期和剥离速度为300mm/min的条件下检测样品而测得。 这里使用的术语“压敏粘合剂组合物的粘合力”是指180°剥离粘合力,它通过将压敏粘合剂组合物施于厚25μm的聚(对苯二甲酸亚乙酯)薄膜上,并干燥得到的涂层以形成厚30μm的压敏粘合剂层,然后把这个涂膜作为样品粘附到丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上,并在室温23℃、30分钟粘附期和剥离速度为300mm/min的条件下测试样品而得到。 附图简述 图为表示本发明用于电气/电子设备的密封材料的一个应用实例的示意图 [引用数字说明] 1:电气/电子设备用密封材料 11:泡沫结构 12:压敏粘合剂层 13:压敏粘合剂层 2:液晶显示器 3:外部框架部分 发明实施方式 对本发明中使用的泡沫体结构在组成上没有特别限制,只要泡沫体结构具有平均孔径为0.1-500μm即可。可使用具有闭孔结构、开孔结构、或半闭和半开式的多孔结构的常规泡沫材料。通过调整平均孔径到500μm或更小,优选300μm或更小,更优选200μm或更小,可保证泡沫体结构的外形保持性,从而即使泡沫结构又窄又薄,也容易加工。另外,通过调整平均孔直径到0.1μm或更大,优选10μm或更大,可使泡沫结构具有减震缓冲性能。 为了形成这种在其内部具有多孔的泡沫体,通常可利用物理发泡法和化学发泡法。物理发泡法是用烃类或氯氟碳类低沸点液体浸渍聚合物然后加热以使渗透在其中的低沸点液体汽化,并利用气体作为驱动力使聚合物发泡。化学发泡法是通过向聚合物中加入可热分解的发泡剂而得到的树脂组合物,然后加热树脂组合物并通过可分解发泡剂分解产生的气体的作用而形成泡孔。 可使用以下方法产生这类泡沫体结构:一种方法包括用捏和机如班伯里(Banbury)密炼机或压力捏合机把天然橡胶或合成橡胶(氯丁二烯橡胶、乙烯/丙烯三聚物等)与硫化剂、发泡剂、填料等一起混炼,然后在用压延机或挤出机或输送带浇铸机等连续混炼的同时把得到的混合物注塑成片状或棒状,加热得到的模制品以使橡胶硫化并发泡,再根据需要把硫化后的泡沫体切割成指定形状;另一种方法包括用混炼机把天然橡胶或合成橡胶与硫化剂、发泡剂、填料等一起混炼,然后硫化、发泡,并在模具内分批成型这种经混炼的组合物。 获得泡沫体结构的优选方法是用惰性气体在高压下浸渍特定聚合物然后再减压。这样做的理由如下。物理发泡法需考虑有关发泡剂物质的可燃性和毒性及其对环境的影响,如损耗臭氧层。化学发泡法也存在问题,由于残余的发泡气体仍保留在泡沫体中,从而在需要高度防止污染的电气设备中使用泡沫体就造成了因腐蚀性气体或气体中所含的杂质引起地有关污染的问题。顺便说明,对于物理发泡法和化学发泡法这些方法中的任一个方法,都是难以形成微细多孔结构。认为这些方法尤其不能用于形成300μm或更小的微细泡孔。 本发明中所形成的具有平均孔径为0.1-500μm的泡沫体结构优选通过以下方法形成:一是通过用高压惰性气体浸渍热塑性聚合物然后再减压的步骤来形成泡沫体,或者是通过用高压惰性气体浸渍含有热塑性聚合物的未发泡模制品然后再减压的步骤来形成泡沫体,再或者是用惰性气体在压力下浸渍熔融热塑性聚合物然后再在减压的同时模制浸渍后的聚合物来形成泡沫体。 对本发明中使用的作为泡沫体材料的热塑性聚合物没有特别限制,只要聚合物具有热塑性并能用高压气体浸渍即可。这类热塑性聚合物的实例包括烯烃聚合物如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯和丙烯的共聚物、乙烯或丙烯和其它α-烯烃的共聚物、以及乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯醇等;苯乙烯聚合物如聚苯乙烯;聚酰胺;聚(酰胺-酰亚胺);聚氨酯;聚酰亚胺;聚醚酰亚胺等。 热塑性聚合物还包括在常温下显示橡胶性能而在高温下显示热塑性的热塑性弹性体。这类热塑性弹性体的实例包括烯烃弹性体如乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯/二烯烃共聚物、乙烯/醋酸乙烯共聚物、聚丁烯、聚异丁烯和氯化聚乙烯;苯乙烯弹性体如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯共聚物以及氢化这些共聚物所得到的聚合物;热塑性聚酯弹性体;热塑性聚氨酯弹性体;以及热塑性丙烯酸系弹性体。由于这些热塑性弹性体的玻璃化转变温度为室温或更低(如20℃或更低),因此它们使密封材料具有非常优异的挠性和适应各种形状的能力。 可单独使用热塑性聚合物,也可使用二种或二种以上热塑性聚合物的混合物。另外,还可使用任何一种热塑性弹性体、不是热塑性弹性体的热塑性聚合物以及热塑性弹性体和不是热塑性弹性体的热塑性聚合物的混合物作为泡沫体用材料(热塑性聚合物)。 热塑性弹性体和不是热塑性弹性体的热塑性聚合物的混合物的实例包括例如烯烃弹性体如乙烯/丙烯共聚物与烯烃聚合物如聚丙烯的混合物等。在使用热塑性弹性体和不是热塑性弹性体的热塑性聚合物的混合物的情况下,这些要以前者/后者的混合比例为例如约1/99-99/1(优选约10/90-90/10,更优选约20/80-80/20)的方式进行混合。 对本发明中使用的惰性气体没有特别限制,只要气体对热塑性聚合物显示惰性并能渗入到聚合物内即可。惰性气体的实例包括二氧化碳、氮气、空气等。也可使用这些气体的混合物。其中优选的是二氧化碳,因为它能大量并快速地渗入到作为泡沫体材料的热塑性聚合物内。 浸渍热塑性聚合物的惰性气体优选是处于超临界状态。在处于超临界状态时,气体在聚合物中的溶解度提高并能高浓度地渗入。当浸渍后突然降压时,由于上述的高浓度而产生大量的泡孔核。这些泡孔核生长为泡孔,其密集度比具有同样孔隙率的泡沫体更高。因此,可获得微细泡孔。顺便说明,二氧化碳的临界温度为31℃、临界压力为7.4MPa。 在形成泡沫体时,可根据需要向热塑性聚合物中加入一种或多种添加剂。对添加剂没有特别限制,可使用在泡沫体成型时常用的各种添加剂。这类添加剂的实例包括泡孔用的成核剂、晶粒用成核剂、增塑剂、滑润剂、着色剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、填料、增强剂、阻燃剂、抗静电剂等。添加剂的用量可适当选择只要添加剂不损害泡孔的形成,可使用普通热塑性聚合物包括热塑性弹性体成型时应用的加入量。 泡沫体是通过用惰性气体在高压下浸渍热塑性聚合物的气体浸渍步骤和在气体浸渍步骤后降低压力使树脂发泡的减压步骤以及任选的通过加热以使泡孔生长的加热步骤来制备。在这种情况下,可用惰性气体浸渍已预先成型的未发泡模制品。或者,也可用惰性气体在压力下浸渍熔融热塑性聚合物然后再在减压的同时成型。这些步骤可间歇进行,也可连续进行。 在间歇过程中,例如,可按以下方式形成泡沫体。首先,用挤出机如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机挤出热塑性聚合物如聚烯烃树脂或热塑性弹性体以形成未发泡的模制品(如用于泡沫体成型的树脂片)。或者,可预先用辊子、凸轮、捏合机或具有班伯里型叶片的捏合机均匀地混炼热塑性聚合物如聚烯烃树脂或热塑性弹性体,然后用热板压力机模压树脂以形成包含热塑性聚合物作为原料树脂的未发泡模制品(如用于泡沫体成型的树脂片)。将得到的未发泡的模制品置于压力容器内,向其中引入高压惰性气体以使惰性气体渗入到未发泡模制品中。在这种情况下,对未发泡模制品的形状没有特别限制,可为任意的辊状、片状等。高压惰性气体的引入可以连续进行,也可以不连续进行。当高压惰性气体已充分渗透后,模制品被卸压(通常把压力降低到大气压力)从而在原料树脂中产生泡孔核。可仅使泡孔核在室温下生长,或根据需要通过加热使其生长。至于加热,可使用已知或常用的方法,如水浴加热、油浴加热、热滚筒加热、热风炉加热、远红外线加热、近红外线加热、微波加热等。泡孔经过生长后,用例如冷水迅速冷却泡沫以便固定形状。 另一方面,在连续过程中,例如,可按以下方式形成泡沫体。用挤出机如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机混炼热塑性聚合物,并同时迫使高压惰性气体进入挤出机以便使气体充分地渗入到热塑性聚合物内。挤出聚合物使其卸压(通常把压力降低到大气压力),并同时发泡和成型。有时,通过加热使泡孔生长。泡孔生长后,用例如冷水速度冷却泡沫以便固定形状。 在气体浸渍步骤中,压力为例如6MPa或更高(如约6-100MPa),优选8MPa或更高(如约8-100MPa)。在压力低于6MPa的情况下,发泡过程中的泡孔生长过度进行,因而泡孔直径变得太大并趋向于导致隔音效果下降。这方面的原因如下。当压力低时,与高压浸渍时相比,气体渗入量相对小并且泡孔核的形成速度慢,导致泡孔核数量少。因此,每个泡孔的气体量增加而不是减少,从而泡孔直径过度增大。此外,在压力低于6MPa的范围内,在浸渍压力中仅有轻微的变化就会导致泡孔直径和泡孔密集度有相当大的变化。因为这些原因,这种低压力导致对泡孔直径和泡孔密度的调节趋于困难。 气体浸渍步骤中的温度根据惰性气体的种类和使用的热塑性聚合物等而变化,可在一个宽的范围内选择。但是,考虑操作效率和其它因素,温度例如为约10-350℃。例如,在用惰性气体浸渍片状或其它形式的未发泡模制品时,间歇过程中的浸渍温度约为10-200℃,优选约为40-200℃。在挤出用气体浸渍的熔融聚合物并同时进行发泡和成型时,连续过程中的浸渍温度一般约为60-350℃。顺便说明,当使用二氧化碳作为惰性气体时,为了保持超临界状态,浸渍时的温度优选32℃或更高,更优选40℃或更高。 在减压步骤中,对减压速度没有特别限制。但是,为了获得均匀细致的泡孔,减压速度优选为约5-300MPa/sec。在加热步骤中,加热温度例如为约40-250℃,优选为约60-250℃。 由于泡沫体是由热塑性聚合物如热塑性弹性体制得,所以本发明的泡沫结构具有良好的挠性。另外,由于使用惰性气体如二氧化碳作为发泡剂,泡沫体结构是清洁的并且既不产生有害物质也不包含仍保留在其中的污染物质,而不象通过目前仍使用的物理发泡法和化学发泡法所得到的泡沫结构。由于这些原因,泡沫体结构适于用作成型密封材料特别是在电气/电子精密设备等内部部件中。 本发明的电气/电子设备成型密封材料包括泡沫体结构和至少在其一侧形成的含有压敏粘合剂组合物的层,其中压敏粘合剂组合物在室温下测得的储存模量(G′)为20N/cm2或更高,密封材料粘合力为5.0N/20mm宽或更高。 本发明中使用的压敏粘合剂组合物以可进行调整使在室温下测得的储存模量(G′)为20N/cm2或更高,优选50N/cm2或更高(通常为500N/cm2或更低)。具有这样特性的压敏粘合剂组合物没有粘着性并且在加工后不会突出。因此尘粒不易于粘附到其上面。另外,在应用后的大约几秒内,使用粘合剂组合物的密封材料可剥离而不损伤被粘物。因此,密封材料具有可定位并能容易校正定位的特性(所谓再加工性适应性)。 由于本发明的用于电气/电子设备的成型密封材料已进行调整以致具有5.0N/20mm宽度或更高的粘合力,优选10.0N/20mm宽或更高,更优选15N/20mm宽度或更高(通常为30.0N/20mm宽度或更低),所以它具有均匀并有效的性能从而表现出高粘接强度而不需要如热处理一类的复杂步骤。粘合力低于5.0N/20mm宽度是不理想的,因为密封材料易于从被粘物上剥离。 为了使本发明中使用的压敏粘合剂组合物具有这样的压敏粘合剂性能,对其调整以使在室温下测得的储存模量(G′)为20N/cm2或更高,优选50N/cm2或更高(通常为500N/cm2或稍低),同时在室温下测得的粘合力为5.0N/20mm宽度或更高,优选10.0N/20mm宽度或更高,更优选15N/20mm宽度或更高(通常为30.0N/20mm宽度或更低)。这种压敏粘合剂组合物优选用于最外层。 对具有这样性能的压敏粘合剂组合物在组成上没有特别限制,只要它具有上述储存模量(G′)和粘合力即可。通常,优选组合物通过向用作压敏粘合剂成分的聚合物中加入交联剂如聚异氰酸酯化合物以使聚合物交联,从而调整其储存模量(G′)和粘合力到基于聚合物的选择、交联程度等的上述值而制得。优选的用于压敏粘合剂成分的聚合物的实例包括具有聚碳酸酯结构的聚合物,即包含重复的下式所示单元的聚合物: 其中R为具有2-20个碳原子的直链型或支链型烷基。特别优选使用由聚碳酸酯二醇和二元酸合成的聚酯。也优选使用玻璃化转变温度(损耗模量:G″峰)为-35℃或更低的聚酯。另外,除脂族聚酯外,还可使用丙烯酸类聚合物等。 具有聚碳酸酯结构的聚合物的实例包括由聚碳酸酯二醇(或其衍生物)和二羧酸(或其衍生物)合成的聚酯、由聚碳酸二羧酸和二元醇合成的聚酯、由聚碳酸酯二醇和二异氰酸酯合成的聚氨酯等。其中,尤其优选的是由聚碳酸酯二醇和二羧酸合成的聚酯。这种聚酯由包含聚碳酸酯二醇作为基本组分的二元醇组分和包含具有以2-20个碳原子作为分子骨架的脂肪族烃基或脂环族烃基的二羧酸组分作为基本组分的二羧酸组分合成得到的,其重均分子量为10000或更高,优选30000或更高,更优选50000或更高(通常高至300000)。 使用的聚碳酸酯二醇为具有重复下式所示单元的二元醇: 其中R为具有2-20个碳原子的直链型或支链型烃基,并优选数均分子量为400或更高,更优选900或更高(通常高至10000)。这类聚碳酸酯二醇的实例包括聚(碳酸六亚己基酯)二醇、聚(碳酸3-甲基戊烯酯)二醇、聚(碳酸丙烯酯)二醇等,这些物质的混合物或共聚物等。商业产品的实例包括“PLACCELCD205PL”、“PLACCEL CD208PL”、“PLACCEL CD210PL”、“PLACCELCD220PL”、“PLACCEL CD205HL”、“PLACCEL CD208HL”、“PLACCELCD210HL”、“PLACCEL CD220HL”等,均由Dicel Chemical Industries集团等生产。 除了上述的聚碳酸酯二醇外,二元醇组分还可以根据需要包含直链型二醇或支链型二醇一类的组分,例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十八烷二醇。以全部二元醇组分重量计,这些任选的二醇优选使用50wt%或更少,更优选30wt%或更少。为得到分子量较高的聚合物,可加入少量官能度为3或更高的多元醇组分。 二羧酸组分是一个含有以2-20个碳原子作为分子骨架的脂族烃基或脂环族烃基。烃基可为直链型或支链型。二羧酸组分的实例包括琥珀酸、甲基丁二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、1,12-十二烷二酸、1,14-十四烷二酸、四氢化邻苯二甲酸、内亚甲基四氢邻苯二甲酸、以及这些酸的酐和低碳烷基酯等。 希望二羧酸组分仅由一种或多种含有以2-20个碳原子作为分子骨架的脂族烃基或脂环族烃基的这种二羧酸构成。但是,有时可适当地使用这种二羧酸与一种或多种含有芳烃基作为分子骨架的二羧酸的混合物。以全部二羧酸组分重量计,这种含芳烃基作为分子骨架的二羧酸可优选使用最高为50wt%,更优选至多30wt%。为了合成具有较高分子量的聚酯或为了其它目的,可加入少量官能度为3或更高的聚羧酸组分。 用没有催化剂或使用适当催化剂的常规方式使二元醇组分和二羧酸组分进行酯化反应而得到聚酯。尽管希望用等摩尔比的二元醇组分和二羧酸组分反应,但为了加快酯化反应可过量使用其中一种。希望这样得到的聚酯具有上述分子量。其理由如下。当使用分子量太低的聚酯时,由此得到的高度交联的压敏粘合剂其交联密度过高并且非常坚硬。反之,如果得到的交联密度低,交联聚合物因未交联组分的低分子量而在耐热性等方面不能令人满意。 在本发明中,通过常用方法使具有聚碳酸酯结构的聚合物包括这类聚酯进行交联,以得到一种具有室温储存模量(G′)和粘合力在上述范围内的压敏粘合剂组合物。可使用交联用的任何想用的方法。但是,一般方法包括把多官能化合物如聚异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、金属螯合物或金属醇盐化合物作为交联剂与聚合物(其中含有羟基或羧基)反应以使聚合物交联。尤其优选的多官能化合物为聚异氰酸酯化合物。 聚异氰酸酯化合物的实例包括低脂族聚异氰酸酯如亚乙基二异氰酸酯、亚丁基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯,脂环族聚异氰酸酯如亚环戊基二异氰酸酯、亚环己基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯,芳族聚异氰酸酯如2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和亚二甲苯基二异氰酸酯等。除此之外,还可使用的有三羟甲基丙烷的亚甲苯二异氰酸酯加合物(Nippom Polyurethane公司生产的“Coronate L”)和三羟甲基丙烷的六亚甲基二异氰酸酯加合物(Nippom Polyurethane公司生产的“CoronateHL”)。 可单独使用这些多官能化合物,也可使用二种或二种以上这些化合物的混合物。根据化合物和将要被交联的聚合物之间的平衡关系以及根据压敏粘合剂组合物的给定用途可适当选择多官能化合物的使用量。通常,对每100重量份的具有聚碳酸酯结构的聚合物,可掺入0.5重量份或更多,优选约1-5重量份的多官能化合物以使其交联。这样,可得到其中聚合物的溶剂不溶量为10-90wt%的压敏粘合剂组合物,优选15-80wt%,更优选20-70wt%。当聚合物的溶剂不溶量太少时,压敏粘合剂的粘合力不足,从而不能获得足够的弹性模量、抗热性或耐久性。 交联的另外一个方法是向聚合物中掺入作为交联剂的多官能单体,并用电子束等使这种聚合物交联。多官能单体的实例包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。对每100重量份的聚合物,希望含有1-5重量份的这些多官能单体,优选2-4重量份,从而使聚合物在用电子束等交联后具有如上所述同样的溶剂不溶量。 本发明中可向压敏粘合剂组合物中掺入各种常规增粘剂。增粘剂的掺入可有利于压敏粘合剂性能和耐热性间的平衡。还可按照要求的方式掺入各种常规添加剂例如粉末状、颗粒状或薄片状,如无机或有机填料、金属粉末和颜料。另外,可掺入各种抗氧剂以进一步增强耐久性。 通常,压敏粘合剂组合物层的厚度为2-100μm,优选为10-100μm。这些压敏粘合剂组合物层的厚度越小就越好。这是因为较小的厚度在阻止尘粒粘附到边缘上时更有效。可用直接涂布的方法形成压敏粘合剂层,或者通过在隔离纸上形成层然后再施加到泡沫体结构上的方法形成压敏粘合剂层。除了在泡沫体结构的一侧形成含有压敏粘合剂组合物的层外,也可在其二侧形成。在形成含有压敏粘合剂组合物的层之前,还可在泡沫体结构表面上形成另一压敏粘合剂层或基层作为底层。即可以这种或其它方式形成多层涂层。 当仅在泡沫体结构的一侧形成压敏粘合剂组合物层时,可在泡沫体结构的另一侧形成组成不同于上述压敏粘合剂组合物的压敏粘合剂层,例如通用的丙烯酸压敏粘合剂层或橡胶基压敏粘合剂层。在这种情况下,不但由于在一侧形成如上所述的无粘性压敏粘合剂组合物层从而容易进行定位,而且还可显示出在另一侧形成的通用压敏粘合剂层的特性。 对本发明的电气/电子设备用的密封材料在形状上没有特别限制,可根据其指定用途而适当地进行再加工如切割或穿孔。 下面将根据附图说明本发明的电气/电子设备用的密封材料的实施方式。但是,不应以任何方式把本发明限制于这些实施方式。 图1为本发明的电气/电子设备用的密封材料应用实例示意图。在图1中,1代表由本发明的电气/电子设备用密封材料穿孔得到的框缘型密封材料。结构表示包括泡沫体结构11与在其结构二侧分别形成的压敏粘合剂层12和13。数字2和3分别代表液晶显示器和外部框架部分。 用压敏粘合剂层12将电气/电子设备用的密封材料1固定(临时固定)到液晶显示器2上,使得密封材料1沿显示器2的外围定位。在这种操作中,电气/电子设备用的密封材料1由于具有硬度而显示出良好的可加工性,由于其平均孔径小而显示出良好的外形保持性。压敏粘合剂层12的室温储存模量为20N/cm2或者更高,并且没有压敏粘合剂的高粘性。因此,压敏粘合剂层12难以在大约几秒内的短时间内粘附。因为这个原因,在应用后的短时间内可剥落密封材料1并随后再使用。可校正应用密封材料1已施加的位置而不损伤被粘物。 尽管压敏粘合剂层12具有上述的高模量并是无粘性的,但其粘合力为5N/20mm宽度或更高。因此,它具有均匀有效的性能从而显示出高粘接强度而不需热处理这样的复杂步骤。由于这种性能,电气/电子设备用密封材料1在后续步骤前不会从液晶显示器2上剥落。 通过压敏粘合剂层13把已固定有电气/电子设备用密封材料1的液晶显示器2固定到外部框架部分3上。在这个操作中,以适度受压状态将密封材料1固定。因此,具有减震缓冲性能的电气/电子设备用密封材料1起缓冲冲击作用并密封以防尘、防水等。 工业适用性 由于已调整了本发明的电气/电子设备用密封材料使其平均泡孔直径为500μm或更小,所以保证了泡沫体结构的外形保持性。即使泡沫体结构既窄又薄,它仍能易于加工。而且,由于已调整压敏粘合剂使其储存模量为20N/cm2或更高并使其粘合力为5.0N/20mm宽度或更高,所以不但可以消除密封材料边缘尘粒的粘附,而且在应用后压敏粘合剂能呈现其固定密封材料的粘合力。 另外,因为泡沫体由热塑性聚合物如热塑性弹性体制得,所以具有优异的挠性。由于使用了惰性气体如二氧化碳作为发泡剂,泡沫体结构是清洁的并且既不产生有害物质也不在其中包含仍残留的污染物质,而不象通过至今仍使用的物理发泡法和化学发泡法所得到的泡沫结构。因为这样,本发明的密封材料尤其适于用作在液晶显示器或电气/电子设备如手提电话机和摄像机等中使用的密封材料。 实施例 下面参考实施例详细地说明本发明,但是不应以任何方式把本发明限制于这些实施例。除非另外指明,所有份数均以重量计。 实施例1 用带有辊式叶片的捏和机(商品名“Labo Plastomill”,Toyo SeikiSeisaku-Sho公司生产)在170℃下将50份的密度为0.9g/cm3、230℃时熔流比为4的聚丙烯与50重量份的JIS-A硬度为69的乙烯/丙烯弹性体和100重量份的MgO·ZnO·H2O多面体(平均粒径:1.0μm;纵横比:4)一起混炼。用加热到180℃的热板压力机将得到的组合物注塑成厚为0.5mm和直径为80mm的薄片。 将这种薄片置入压力容器内并在15MPa/cm2的高压和150℃的气氛中保持10分钟,以用二氧化碳对其浸渍。10分钟后,突然减压从而获得平均孔径为100μm的泡沫体结构。将这种泡沫体结构切成厚1mm的薄片。 另外,将250g的聚碳酸酯二醇液体(Dicel Chemical Industries公司生产的“PLACCEL CD210PL”;羟值:115KOH-mg/g)(羟基:0.512当量)、51.8g癸二酸(酸基:0.512当量)与127mg作为催化剂的氧化二丁锡(以下称为“DBTO”)置入装有搅拌器、温度计和水分离管的四颈烧瓶内。为排出生成水在存在少量甲苯溶剂的情况下,开始搅拌,然后在搅拌下将内含物加热到180℃并保持此温度。不久,反应开始进行并观察到水流出。反应持续约24小时。结果,得到重均分子量为55000的聚酯。 用甲苯稀释得到的聚酯到固体含量为40wt%。向每100份(以固体计)的聚酯中加入2份(以固体计)三羟甲基丙烷的六亚甲基二异氰酸酯三聚体加合物(Nippom Polyurethane公司生产的“Coronate HL”)作为交联剂。这样,制得压敏粘合剂组合物。 用供料器把这样制得的压敏粘合剂组合物施加到上面得到的泡沫体结构的一侧。在130℃下干燥得到的涂层5分钟,以形成厚为30μm的压敏粘合剂组合物层。这样,就制得了本发明的密封材料。 制备用于压敏粘合剂粘合力测试的样品,用供料器把压敏粘合剂组合物施加到厚为25μm的PET(性能估计试验)膜上,在130℃下干燥得到的涂层5分钟,以形成厚为30μm的压敏粘合剂层,并在50℃的空气中老化涂层膜5天以进行二次硬化。按照上述的同样方式,将压敏粘合剂组合物施加到隔离纸上形成厚50um的压敏粘合剂层,以测试储存模量。 实施例2 将250g的聚碳酸酯二醇液体(Dicel Chemical Industries公司生产的“PLACCEL CD220PL”;羟值:56.1KOH-mg/g)(羟基:0.25当量)、23.5g壬二酸(酸基:0.25当量)与62mg作为催化剂的DBTO置入装有搅拌器、温度计和水分离管的四颈烧瓶内。为排出生成水而在存在有少量甲苯溶剂的情况下,开始搅拌,然后在搅拌下将内含物加热到180℃并保持此温度。不久,反应开始进行并观察到有水流出。反应持续约25小时。结果,得到重均分子量为78000的聚酯。 用甲苯稀释得到的聚酯到固含量为40wt%。向每100份(以固体计)的聚酯中加入1.5份(以固体计)三羟甲基丙烷的甲苯二异氰酸酯三聚体加合物(Nippom Polyurethane公司生产的“Coronate L”)作为交联剂。这样,制得压敏粘合剂组合物。除了使用这里的压敏粘合剂组合物外,按照实施例1同样方式制备本发明的密封材料。 按照实施例1同样的方式制备用于粘合力测试的胶带样品和用于储存模量测试的压敏粘合剂层。 对比例1 将95份的丙烯酸(正)丁酯、5份的丙烯酸、150份的甲苯和0.1份的偶氮二异丁腈置入配有搅拌器和温度计的反应器。在氮气和60℃下使溶液聚合约7小时,得到聚合物溶液。以每100份聚酯(以固体计)计,向聚合物溶液中加入2份(以固体计)三羟甲基丙烷的甲苯二异氰酸酯三聚体加合物(Nippom Polyurethane公司生产的“Coronate L”)作为交联剂。这样,就制得了压敏粘合剂组合物。除了使用这里的压敏粘合剂组合物外,按照实施例1同样的方式制备本发明的密封材料。 按照实施例1同样的方式制备用于粘合力测试的胶带状样品和用于储存模量测试的压敏粘合剂层。 对比例2 用混炼机混炼下面所示的组合物。在160℃的炉中加热混炼后的组合物30分钟以使聚合物硫化和发泡,然后从炉中取出。这样,就得到了平均泡孔直径为800μm的泡沫体结构。 用于泡沫体结构的组合物 乙烯/丙烯三元共聚物 100份 锌白 5份 硬脂酸 1份 碳 40份 聚乙烯 20份 重质碳酸钙 180份 聚丁烯 40份 硫磺 2份 巯基苯并噻唑 1份 二乙基二硫代氨基甲酸锌 2份 偶氮二羧酰胺 13份 除了使用这里的泡沫体结构外,按照实施例1同样的方式制备密封材料。 测定上述实施例和对比例中形成的用于储存模量测试的压敏粘合剂层的储存模量。另外,测定用于粘合力测试的带状样品和密封材料的粘合力。还测定密封材料的灰尘粘附性和加工/操作的适合性(操作性能)。得到的结果示于下表中。 储存模量: 用Rheometrics公司制造的动态粘弹仪RDS-II在1Hz频率下测定厚为约1.5mm、直径为7.9mm的样品的储存模量,平行板夹具直径为7.9mm。 压敏粘合剂的粘合力: 将得到的用于粘合力测试的胶带样品切成长150mm、宽20mm的尺寸。通过滚动重为2kg的橡胶辊前后各一次,将切割条施加到丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上。使得到的试样片在23℃下停留30分钟,然后用拉力试验仪在23℃和相对湿度为65%的空气中测定,剥离角度为180℃,剥离速度为300m/min。 密封材料的粘合力: 将得到的密封材料切成长150mm、宽20mm的尺寸。通过滚动重为2kg的橡胶辊前后各一次,将切割条施加到丙烯酸板(聚(甲基丙烯酸甲酯))上。使得到的试样在23℃下停留30分钟,然后用拉力试验仪在23℃和相对湿度为65%的空气中测定,剥离角度为90℃,剥离速度为300m/min。 灰尘粘附性: 将得到的密封材料样品在室温下保持1周,目视检测尘粒在粘合剂边缘的粘附程度。几乎没有尘粒粘附的样品评为“○”,有相当多尘粒粘附的样品评为“×”。 加工性能: 将得到的密封材料样品切割成厚为1mm、宽为2mm、边长为50mm的框缘形样品。评价样品是易于固定到指定位置还是难以固定到指定位置。易于操作的样品评为“○”,加工性能差并难于操作的样品评为“×”。 表实施例1 实施例2 对比例1 对比例2储存模量[N/cm2]71 96 11 71密封材料的粘合力[N/20mm]22.5 25.0 12.5 23.3压敏粘合剂的粘合力[N/20mm]9.6 12.5 8.0 9.6灰尘粘附性○ ○ × ○加工性能○ ○ ○ ×从上表所示的结果可明显看出,因为泡沫结构上形成的压敏粘合剂组合物层在室温下没有粘性,所以本发明每个实施例中得到的成型密封材料都减少了尘粒的粘附。另外,由于压敏粘合剂组合物层具有高的粘合力,从而能使密封材料固定。结果还表明,由于泡沫结构平均泡孔直径小,因而即使将每种密封材料加工得薄而窄,它仍能保持其形状,并能易于应用。 相反,包括泡沫体结构和在其上形成的性能不同于本发明压敏粘合剂层的对比例1的密封材料,则由于压敏粘合剂层在室温下具有粘性而经受大量灰尘粘附。因此,当这种密封材料用作电气/电子设备用密封材料时性能差。对比例2中的密封材料由于其平均泡孔直径大而使泡沫结构硬度差,当薄而窄时加工性能差。
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一种免受尘粒粘附并易于处理的用于电气/电子设备的成型密封材料,它为一种通过在泡沫体上形成压敏粘合剂层而获得的密封材料。它是通过在微细多孔泡沫体表面上形成含储存模量为20N/cm2或更高的压敏粘合剂组合物的层,并构成粘合力为5.0N/20mm宽度或更高的密封材料。 。
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