技术领域
本发明涉及一种含有苯环的化合物及其制备方法,还涉及包括该化合物的 封框胶及其制备方法和应用。
背景技术
ODF(one drop filling,液晶滴下)工艺是液晶面板制作过程中的关键步骤, 如图1所示,在阵列基板1上涂有封框胶3,在彩膜基板2上滴有液晶5,在 阵列基板1和彩膜基板2上均涂有取向膜4,通过对盒工艺,将阵列基板1与 彩膜基板2对盒,完成液晶盒的制作。在该制作过程中,封框胶3的主要作用 是粘接阵列基板1与彩膜基板2,但在实际工艺中,如图2所示,有时候会发 生封框胶3与取向膜4在对盒之后部分重合,在重合区域,封框胶3无法与阵 列基板1或彩膜基板2直接接触,导致阵列基板1与彩膜基板2之间的粘接性 能明显下降,容易发生剥离。并且,由于阵列基板1与彩膜基板2之间的粘接 性能明显下降,所以造成外界杂质容易从封框胶3与取向膜4重合的界面处进 入液晶盒内,污染盒内液晶,严重影响液晶面板品质。
针对上述问题,本领域技术人员一方面着眼于改变边缘结构,以避免封框 胶3与取向膜4的重合,另一方面分别控制取向膜的印刷精度和封框胶的涂布 宽度。但这两方面都只能适用于较大尺寸液晶面板的制作,而对于小尺寸产品 (例如手机的液晶显示屏等),由于空间限制,目前仍然无法避免封框胶3与 取向膜4的重合。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题,本发明提供一种化合物及其制备方法, 以及包括该化合物的封框胶及其制备方法和应用。具体方案如下。
下述结构式(Ⅰ)所示的化合物,
其中,R1和R2相同或不同,R1可以表示碳原子数为1~4的烷基,R2可以 表示碳原子数为1~4的烷基。
本发明还涉及一种封框胶,该封框胶包括结构式(Ⅰ)所示的化合物,
其中,各R1和R2相同或不同,R1可以表示碳原子数为1~4的烷基,优选 表示甲基或叔丁基,R2可以表示碳原子数为1~4的烷基,优选表示甲基或叔丁 基。另外,在所述封框胶中,在将结构式(Ⅰ)所示的各化合物作为一个整体 时,甲基的总摩尔数与叔丁基的总摩尔数之比可以为9:1~1:1,优选为7:3。
本发明的封框胶中还可以包括光引发剂。所述光引发剂可以使用现有技术 中通常使用的光引发剂,例如,α,α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷 基苯酮等烷基苯酮类。还可以进一步包括稀释剂,所述稀释剂可以使用现有技 术中通常使用的稀释剂,例如为环氧丙烷丁基醚、二缩水甘油醚。
在本发明的封框胶中,结构式(Ⅰ)所示的化合物(即,结构式(Ⅰ)所 示的各化合物作为一个整体)的质量百分比可以为75~85%,光引发剂的质量 百分比可以为1~10%,余量可以为稀释剂或其他根据需要所添加的物质,例如 用于支撑盒厚的玻璃微球、弹性小球等。
本发明还提供上述结构式(Ⅰ)所示的化合物的制备方法,该方法是通过 下述结构式(Ⅱ)所示的化合物和结构式(Ⅲ)所示的化合物反应而得到上述 结构式(Ⅰ)所示的化合物,
其中,R表示碳原子数为1~4的烷基,优选表示甲基或叔丁基。
上述制备方法可以具体包括以下步骤:
(1)混合结构式(Ⅱ)所示的化合物与阻聚剂,得混合物1;
(2)混合结构式(Ⅲ)所示的化合物和催化剂,得混合物2;
(3)在40℃~100℃、搅拌状态下,将混合物2滴加至混合物1中;
(4)滴加完毕后,在80℃~120℃下继续反应6~10小时。
本发明还涉及上述封框胶在显示装置的制作过程中的应用。例如可以在液 晶面板的制作过程中使用本发明的封框胶。
本发明的封框胶不仅对玻璃基板具有高的粘接强度,而且对取向膜也具有 优良的粘接性能,从而能够防止彩膜基板和阵列基板之间的粘结性能下降,同 时降低了外界杂质对盒内液晶的污染。另外,相对于现有封框胶所需的1小时 的热固化时间,本发明的封框胶还具有快速固化的优势,从而提高工艺效率并 且降低了工艺成本。利用本发明的制备封框胶的方法,不仅能够提高合成率, 而且由于叔丁基的引入,所以能够提高封框胶的抗水性和抗液晶冲击性。
附图说明
图1是表示阵列基板和彩膜基板成盒之前的状态的示意图。
图2是表示现有技术中成盒后取向膜与封框胶部分重合的示意图。
具体实施方式
本发明提供下述结构式(Ⅰ)所示的化合物,
其中,R1和R2相同或不同,R1可以表示碳原子数为1~4的烷基,R2可以 表示碳原子数为1~4的烷基。
所述碳原子数为1~4的烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异 丁基、叔丁基,其中优选为甲基或叔丁基。
本发明还涉及一种封框胶,该封框胶包括结构式(Ⅰ)所示的化合物,
其中,各R1和R2相同或不同,R1可以表示碳原子数为1~4的烷基,R2可以表示碳原子数为1~4的烷基。
所述碳原子数为1~4的烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异 丁基、叔丁基,其中优选为甲基或叔丁基。另外,在结构式(Ⅰ)中(即,在 本发明的封框胶中含有的结构式(Ⅰ)所示的所有化合物中),甲基的总摩尔 数与叔丁基的总摩尔数之比可以为9:1~1:1,优选为7:3。
本发明的封框胶不仅对玻璃基板具有高的粘接强度,而且对取向膜也具有 优良的粘接性能,从而能够防止彩膜基板和阵列基板之间的粘结性能下降,同 时降低了外界杂质对盒内液晶的污染。另外,相对于现有封框胶所需的1小时 的热固化时间,本发明的封框胶还具有快速固化的优势,从而提高工艺效率并 且降低了工艺成本。
本发明的封框胶中还可以含有光引发剂。
所述光引发剂可以使用现有技术中通常使用的光引发剂,例如,α,α-二 乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮等烷基苯酮类。
优选本发明的封框胶中还可以进一步含有稀释剂,所述稀释剂可以使用现 有技术中通常使用的稀释剂,例如为环氧丙烷丁基醚、二缩水甘油醚。
在本发明的封框胶中,结构式(Ⅰ)所示的化合物(即,结构式(Ⅰ)所 示的各化合物作为一个整体)的质量百分比可以为75~85%,光引发剂的质量 百分比可以为1~10%。余量可以为稀释剂或其他根据需要所添加的物质,例如 用于支撑盒厚的玻璃微球、弹性小球等。
本发明还提供上述结构式(Ⅰ)所示的化合物的制备方法,该方法是通过 下述结构式(Ⅱ)所示的化合物和结构式(Ⅲ)所示的化合物反应而得到上述 结构式(Ⅰ)所示的化合物,
其中,R表示碳原子数为1~4的烷基。
所述碳原子数为1~4的烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异 丁基、叔丁基,其中优选为甲基或叔丁基。
上述制备方法可以具体包括以下步骤:
(1)混合结构式(Ⅱ)所示的化合物与阻聚剂,得混合物1,所述阻聚剂 可以为现有技术中通常使用的阻聚剂,例如为对羟基苯甲醚;
(2)混合结构式(Ⅲ)所示的化合物和催化剂,得混合物2,所述催化剂 可以为聚合反应中通常使用的催化剂,例如为四乙基溴化铵;
(3)在40℃~100℃、搅拌状态下,将混合物2滴加至混合物1中,优选 在70℃~100℃、搅拌状态下,将混合物2缓慢(例如,以1~2滴/秒的速度) 滴加至混合物1中;
(4)滴加完毕后,在80℃~120℃下继续反应6~10小时,优选在100℃~120 ℃下继续反应8~10小时。
利用本发明的制备封框胶的方法,不仅能够提高合成率,而且由于叔丁基 的引入,所以能够提高封框胶的抗水性和抗液晶冲击性。
本发明还涉及上述封框胶在显示装置的制作过程中的应用。例如,可以在 液晶面板的制作过程中使用本发明的封框胶。
利用本发明的封框胶制作的液晶面板,由于阵列基板与彩膜基板之间的粘 接性明显提高,所以外界杂质难以进入液晶盒内,从而能够提高液晶面板的品 质。
下面利用具体实施例详细说明本发明,但本发明并不限于这些实施例。
在下述实施例中使用的对羟基苯甲醚由北京化工厂生产,甲基丙烯酸和叔 丁基丙烯酸均由广州天众化工有限公司生产,四乙基溴化铵由龙升精细化工有 限公司生产,光引发剂和稀释剂均由天津天骄化工有限公司生产,结构式(Ⅱ) 所示的化合物由广州杜特化工生产。需要说明的是,本发明所采用的原料并不 仅限于上述厂家的产品。
实施例1
结构式(Ⅰ)所示化合物的制备
在分别插有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的300ml四口烧瓶中,加 入100g下述结构式(Ⅱ)所示的化合物与0.05g作为阻聚剂的对羟基苯甲醚, 并在滴液漏斗中加入32g甲基丙烯酸、21g叔丁基丙烯酸和1.5g作为催化剂的 四乙基溴化铵,将其混匀。将四口烧瓶加热至70℃,在搅拌状态下,打开滴液 漏斗,以1滴/秒的速度滴加其中的混合液。滴加完毕后,将四口烧瓶升温至 100℃,反应8h。冷却后得反应产物。
需要说明的是,所得产物为结构式(Ⅰ)所示各化合物的混合物,即,所 得产物包括结构式(Ⅰ)中R1和R2都为甲基的化合物、R1和R2都为叔丁基 的化合物以及R1和R2不同,分别表示甲基或叔丁基的化合物,并且反应产物 中甲基的总摩尔数与叔丁基的总摩尔数之比约为7:3。
结构式(Ⅱ)所示化合物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰), 1455cm-1、1506cm-1、1572cm-1和1614cm-1(苯环的特征吸收峰),1250cm-1(芳醚的吸收峰),844cm-1和1535cm-1(双酚A骨架的伸缩振动吸收峰),915 cm-1(环氧基的特征吸收峰)。
实施例1所得产物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰),1640cm-1(碳碳双键吸收峰),1730cm-1(酯羰基吸收峰)。
在实施例1所得产物的红外光谱中,915cm-1处的环氧基吸收峰消失,并 且3500cm-1处羟基的吸收带变宽、变深,说明环氧乙烷开环形成了羟基,由 此可知生成结构式(Ⅰ)所示的化合物。
封框胶的制备
混合实施例1中得到的产物85重量份、作为光引发剂的α,α-二乙氧基苯 乙酮10重量份和作为稀释剂的环氧丙烷丁基醚5重量份,得到本发明的封框 胶1。
使用3000mJ的紫外灯对上述得到的封框胶1照射18s,然后在120℃下加 热10min。利用傅立叶红外光谱仪测定该封框胶的固化率,结果固化率大于 90%。
实施例2
结构式(Ⅰ)所示化合物的制备
在分别插有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的300ml四口烧瓶中,加 入100g下述结构式(Ⅱ)所示的化合物与0.05g作为阻聚剂的对羟基苯甲醚, 并在滴液漏斗中加入127g甲基丙烯酸、21g叔丁基丙烯酸和1.5g作为催化剂 的四乙基溴化铵,将其混匀。将四口烧瓶加热至70℃,在搅拌状态下,打开滴 液漏斗,以1滴/秒的速度滴加其中的混合液。滴加完毕后,将四口烧瓶升温至 100℃,反应8h。冷却后得反应产物。
需要说明的是,所得产物为结构式(Ⅰ)所示各化合物的混合物,即,所 得产物包括结构式(Ⅰ)中R1和R2都为甲基的化合物、R1和R2都为叔丁基 的化合物以及R1和R2不同,分别表示甲基或叔丁基的化合物,并且反应产物 中甲基的总摩尔数与叔丁基的总摩尔数之比约为9:1。
结构式(Ⅱ)所示化合物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰), 1455cm-1、1506cm-1、1572cm-1和1614cm-1(苯环的特征吸收峰),1250cm-1(芳醚的吸收峰),844cm-1和1535cm-1(双酚A骨架的伸缩振动吸收峰),915 cm-1(环氧基的特征吸收峰)。
实施例2所得产物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰),1640cm-1(碳碳双键吸收峰),1730cm-1(酯羰基吸收峰)。
在实施例2所得产物的红外光谱中,915cm-1处的环氧基吸收峰消失,并 且3500cm-1处羟基的吸收带变宽、变深,说明环氧乙烷开环形成了羟基,由 此可知生成结构式(Ⅰ)所示的化合物。
封框胶的制备
混合实施例2中得到的产物75重量份、作为光引发剂的α,α-二乙氧基苯 乙酮5重量份和作为稀释剂的环氧丙烷丁基醚20重量份,得到本发明的封框 胶2。
使用3000mJ的紫外灯对上述得到的封框胶2照射20s,然后在120℃下加 热10min。利用傅立叶红外光谱仪测定该封框胶的固化率,结果固化率大于 90%。
实施例3
结构式(Ⅰ)所示化合物的制备
在分别插有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的300ml四口烧瓶中,加 入100g下述结构式(Ⅱ)所示的化合物与0.05g作为阻聚剂的对羟基苯甲醚, 并在滴液漏斗中加入14g甲基丙烯酸、21g叔丁基丙烯酸和1.5g作为催化剂的 四乙基溴化铵,将其混匀。将四口烧瓶加热至70℃,在搅拌状态下,打开滴液 漏斗,以1滴/秒的速度滴加其中的混合液。滴加完毕后,将四口烧瓶升温至 100℃,反应8h。冷却后得反应产物。
需要说明的是,所得产物为结构式(Ⅰ)所示各化合物的混合物,即,所 得产物包括结构式(Ⅰ)中R1和R2都为甲基的化合物、R1和R2都为叔丁基 的化合物以及R1和R2不同,分别表示甲基或叔丁基的化合物,并且反应产物 中甲基的总摩尔数与叔丁基的总摩尔数之比约为1:1。
结构式(Ⅱ)所示化合物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰), 1455cm-1、1506cm-1、1572cm-1和1614cm-1(苯环的特征吸收峰),1250cm-1(芳醚的吸收峰),844cm-1和1535cm-1(双酚A骨架的伸缩振动吸收峰),915 cm-1(环氧基的特征吸收峰)。
实施例3所得产物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰),1640cm-1(碳碳双键吸收峰),1730cm-1(酯羰基吸收峰)。
在实施例3所得产物的红外光谱中,915cm-1处的环氧基吸收峰消失,并 且3500cm-1处羟基的吸收带变宽、变深,说明环氧乙烷开环形成了羟基,由 此可知生成结构式(Ⅰ)所示的化合物。
封框胶的制备
混合实施例3中得到的产物80重量份、作为光引发剂的α,α-二乙氧基苯 乙酮3重量份和作为稀释剂的环氧丙烷丁基醚17重量份,得到本发明的封框 胶3。
使用3000mJ的紫外灯对上述得到的封框胶3照射25s,然后在120℃下加 热15min。利用傅立叶红外光谱仪测定该封框胶的固化率,结果固化率大于 90%。
实施例4
结构式(Ⅰ)所示化合物的制备
在分别插有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的300ml四口烧瓶中,加 入100g下述结构式(Ⅱ)所示的化合物与0.05g作为阻聚剂的对羟基苯甲醚, 并在滴液漏斗中加入32g甲基丙烯酸、21g叔丁基丙烯酸和1.5g作为催化剂的 四乙基溴化铵,将其混匀。将四口烧瓶加热至70℃,在搅拌状态下,打开滴液 漏斗,以1滴/秒的速度滴加其中的混合液。滴加完毕后,将四口烧瓶升温至 100℃,反应8h。冷却后得反应产物。
需要说明的是,所得产物为结构式(Ⅰ)所示各化合物的混合物,即,所 得产物包括结构式(Ⅰ)中R1和R2都为甲基的化合物、R1和R2都为叔丁基 的化合物以及R1和R2不同,分别表示甲基或叔丁基的化合物,并且反应产物 中甲基的总摩尔数与叔丁基的总摩尔数之比约为7:3。
结构式(Ⅱ)所示化合物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰), 1455cm-1、1506cm-1、1572cm-1和1614cm-1(苯环的特征吸收峰),1250cm-1(芳醚的吸收峰),844cm-1和1535cm-1(双酚A骨架的伸缩振动吸收峰),915 cm-1(环氧基的特征吸收峰)。
实施例4所得产物的IR(KBr):3500cm-1(羟基的特征吸收峰),1640cm-1(碳碳双键吸收峰),1730cm-1(酯羰基吸收峰)。
在实施例4所得产物的红外光谱中,915cm-1处的环氧基吸收峰消失,并 且3500cm-1处羟基的吸收带变宽、变深,说明环氧乙烷开环形成了羟基,由 此可知生成结构式(Ⅰ)所示的化合物。
封框胶的制备
混合实施例4中得到的产物85重量份、作为光引发剂的α,α-二乙氧基苯 乙酮1重量份和作为稀释剂的环氧丙烷丁基醚14重量份,得到本发明的封框 胶4。
使用3000mJ的紫外灯对上述得到的封框胶4照射18s,然后在120℃下加 热15min。利用傅立叶红外光谱仪测定该封框胶的固化率,结果固化率大于 90%。
剥离试验
分别利用本发明实施例1~4中的封框胶1~4和作为比较例的市售的封框胶 UR-2920(三井化学株式会社制)进行以下剥离试验。需要说明的是,在UR-2920 封框胶中,以质量百分比计,含有约85%的粘合剂(其在封框胶中的作用与本 发明的封框胶中结构式(Ⅰ)所示化合物的作用相同)、10%左右的引发剂。
在一块40mm×45mm的白玻璃板的四周,在距离边缘5mm处涂布封框胶, 截面积为4000±400um2,然后将该白玻璃板与另一块36mm×36mm的白玻璃 板进行真空对盒,使两块玻璃的间隙为5um。在依次经过UV曝光 (5000mJ/cm2)、热固化(120℃,1小时)之后测定剥离强度。具体测定方法 为,利用机械手以恒定的速度5mm/min分别向40mm×45mm的白玻璃板的四 个角垂直施加力,以使两片玻璃板恰好剥离,记录此时所施加的力,并计算出 剥离强度。每个封框胶进行三次试验,并取其平均值作为该封框胶在玻璃板的 某一角的剥离强度。结果见表1。
表1
由表1的结果可知,本发明中制备的封框胶相对于现有封框胶具有更高的 粘接强度,有利于解决图2中由于封框胶和取向膜重合而引起的粘接性能下降 的问题。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的构思和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。