TWI793332B - 無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑及其製造和使用方法 - Google Patents
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Abstract
無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物包括:(A)具有具末端脂族不飽和之單價烴基的聚二有機矽氧烷、(B)具有具末端脂族不飽和之單價烴基的支鏈聚有機矽氧烷、(C)聚有機矽酸鹽樹脂、(D)烯烴反應性稀釋劑、(E)聚有機氫矽氧烷、(F)矽氫化反應催化劑、及(G)錨定添加劑。此無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可經固化以形成壓敏性黏著劑。當在背襯基材上固化時,所得黏著劑物品可用於在製造、運送、及使用期間保護電子裝置。
Description
無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可經由矽氫化反應固化。藉由在基材上固化該組成物所製備之壓敏性黏著劑層壓體物品,在電子應用中可在加工期間用於保護及/或遮蔽。
保護膜及載帶係在電子製造業中用於聚矽氧壓敏性黏著劑的兩個主要應用。通常,保護膜及載帶中之壓敏性黏著劑(pressure sensitive adhesive, PSA)的厚度比傳統膠帶應用相對更薄。用於這些應用之市售可得的PSA主要係溶劑基的。由於環境考量及揮發性有機化合物的限制,客戶們渴望使用無溶劑PSA。對於某些塗佈程序而言,諸如用於將相對薄的PSA層塗佈至基材上,相對低的黏度係所欲的。為了達成低黏度,具有短鏈之聚矽氧聚合物可在無溶劑PSA中使用。然而,具有低黏度之無溶劑PSA可能帶來各種問題,包括PSA組成物在基材表面上的靜電誘導或表面張力誘導的流動,導致基材上不均勻的黏著劑覆蓋,及因此而不均勻的黏著劑塗層表面。基材上不均勻的黏著劑覆蓋可能對於保護膜具有太高黏著性的缺點,其中當移除保護膜時,無溶劑PSA可能對受保護基材造成損壞。再者,不均勻的黏著劑表面可能會在加工保護期間對載帶具有不穩定黏著性的缺點,其中當移除載帶時,可能在表面保護及/或程序遮蔽中導致表面損傷或品質問題。
所欲解決的問題
在電子製造業中需要具有下列性質中之一或多者之無溶劑壓敏性黏著劑:良好的可加工性、適合的剝離力、及壓敏性黏著劑塗層之平坦表面。
無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物包含:
(A) 聚二有機矽氧烷,其包含具有具末端脂族不飽和之末端矽鍵結單價烴基,
(B) 支鏈聚有機矽氧烷,其具有具末端脂族不飽和之末端矽鍵結單價烴基,
其中起始材料(A)及(B)之存在量足以使起始材料(B)對起始材料(A)之重量比(B/A比)為0.2/1至20/1;
(C) 聚有機矽酸鹽樹脂,
其中起始材料(A)、(B)及(C)之存在量足以使起始材料(C)的量對起始材料(A)及(B)的組合量之重量比(樹脂/聚合物比)為0.05/1至1.5/1;
(D) > 0%至< 5%之烯烴反應性稀釋劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計,
(E) 聚有機氫矽氧烷;及
(F) 矽氫化反應催化劑,以該組成物中所有起始材料之組合重量計,該矽氫化反應催化劑之量足以提供1至1000 ppm之鉑族金屬;其中,以該組成物中所有起始材料之組合莫耳量計,起始材料之存在量使得矽鍵結氫原子對具有末端脂族不飽和之單價烴基的莫耳比((SiH/Vi)比)為0.5/1:50/1。
在一方法中可使用無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑來製備黏著劑物品,該方法包含:
1) 將組成物塗佈於背襯基材之表面上,及
2) 固化組成物以在背襯基材之表面上形成壓敏性黏著劑。
如上所述製備之黏著劑物品可黏附至電子裝置,使得壓敏性黏著劑係在背襯基材與裝置的表面之間。黏著劑物品可在製造、運送及/或使用期間保護電子裝置。
本文所述之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可包含:
(A) 聚二有機矽氧烷,其包含式(A-1)
(R1 2
R2
SiO)-(R1 2
SiO)a
-(OSiR1 2
R2
),其中各R1
係獨立地選自由不含末端脂族不飽和之單價烴基及不含末端脂族不飽和之單價鹵化烴基所組成之群組,各R2
係獨立地經選擇之具有末端脂族不飽和之單價烴基,且下標a之平均值為150至2,000;
(B) 支鏈聚有機矽氧烷,其包含單元式(B-1) (R1 3
SiO1/2
)g
(R1 2
R2
SiO1/2
)h
(R1 2
SiO2/2
)i
(SiO4/2
)j
,其中R1
及R2
係如上所述,且下標g、h、i、及j之平均值使得2 ≥ g ≥ 0,4 ≥ h ≥ 0,995 ≥ i ≥ 4,j = 1,(g+h) = 4,以及(g+h+i+j)之值足以使在25℃下藉由旋轉黏度測定法對該支鏈聚有機矽氧烷測得的黏度為> 170 mPa·s;
其中起始材料(A)及(B)之存在量足以使起始材料(B)對起始材料(A)之重量比(B/A比)為0.2/1至20/1;
(C) 聚有機矽酸鹽樹脂,其包含單元式(C-1) (R1 3
SiO1/2
)m
(R1 2
R2
SiO1/2
)n
(SiO4/2
)o
,其中R1
及R2
係如上所述,且下標m、n、及o之平均值使得m ≥ 0,n ≥ 0,o > 0,及(m+n) > 4,
其中起始材料(A)、(B)及(C)之存在量足以使起始材料(C)的量對起始材料(A)及(B)的組合量之重量比(樹脂/聚合物,或C/(A+B)比)為0.05/1至1.5/1。
(D) > 0%至< 5%之烯烴反應性稀釋劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計;
(E) 單元式(E-1) (R1 3
SiO1/2
)p
(R1 2
SiO2/2
)q
(R1
SiO3/2
)r
(SiO4/2
)s
(R1
HSiO2/2
)t
(R1 2
HSiO1/2
)u
之聚有機氫矽氧烷,其中R1
係如上所述,且下標p、q、r、s、t、及u之值使得p ≥ 0,q ≥ 0,r ≥ 0,s ≥ 0,t ≥ 0,u ≥ 0,(t+u)≥ 2,以及數量(p+q+r+s+t+u)足以使該聚有機氫矽氧烷之聚合度為5至100;及
(F) 矽氫化反應催化劑,以該組成物中所有起始材料之組合重量計,該矽氫化反應催化劑之量足以提供1至1000 ppm之鉑族金屬;且
其中起始材料之存在量使得矽鍵結氫原子對末端脂族不飽和基團之莫耳比((SiH/Vi)比)為0.5 /1至50/1,其係以該組成物中所有起始材料之組合莫耳量計。無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可任選地進一步包含(G)錨定添加劑及(H)矽氫化反應抑制劑中之一或兩者。
(A)具有脂族不飽和之聚二有機矽氧烷
本文所述之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中的起始材料(A)係具有具末端脂族不飽和之單價烴基的聚二有機矽氧烷。起始材料(A)包含式(A-1)
(R1 2
R2
SiO)-(R1 2
SiO)a
-(OSiR1 2
R2
),其中各R1
係獨立地選自由不含末端脂族不飽和之單價烴基及不含末端脂族不飽和之單價鹵化烴基所組成之群組,各R2
係獨立地經選擇之具有末端脂族不飽和之單價烴基,且下標a之平均值為150至2,000。對於R1
之適合的單價烴基及單價鹵化烴基係如下所定義。替代地,各R1
可係烷基、環烷基、芳基、或芳烷基。替代地,各R1
可係烷基或芳基。替代地,各R1
可係甲基或苯基。各R2
可係如下所定義之烯基或炔基。替代地,各R2
可係選自乙烯基、烯丙基、及己烯基之烯基。替代地,下標a可係150至1,000。替代地,下標a之值可係足以使起始材料(A)之聚二有機矽氧烷的黏度為400 mPa·s至100,000 mPa·s。根據以下本文參考實例中所述之技術來測量黏度。替代地,下標a之值可係足以使起始材料(A)的黏度為450 mPa·s至< 100,000 mPa·s、及替代地450 mPa·s至70,000 mPa·s。
起始材料(A)可包含聚二有機矽氧烷,諸如
A-2)二甲基乙烯基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,
A-3)二甲基乙烯基矽氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基苯基矽氧烷),
A-4)二甲基乙烯基矽氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/二苯基矽氧烷),
A-5)苯基、甲基、乙烯基-矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,
A-6)二甲基己烯基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,
A-7)上述A-2)、A-3)、A-4)、A-5)及A-6)之二或更多者之組合。適合作為起始材料(A)使用之聚二有機矽氧烷的製備方法係所屬技術領域中眾所周知者,諸如對應之有機鹵矽烷的水解及縮合作用或環狀聚二有機矽氧烷的平衡作用。
起始材料(A)及(B)之存在量係足以使起始材料(B)對起始材料(A)之重量比(B/A比)為0.2/1至20/1、替代地0.25/1至18/1、及替代地0.3/1至17/1。起始材料(A)的量取決於各種因素,包括起始材料(B)之類型及量、起始材料(C)之類型及量、組成物中起始材料之脂族不飽和基團及矽鍵結氫原子的濃度、以及抑制劑是否存在。然而,起始材料(A)的量以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合重量計,可係4%至30%、替代地9%至25%、替代地13%至20%、及替代地15%至19%。
(B)支鏈聚有機矽氧烷
本文所述之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中的起始材料(B)係支鏈聚有機矽氧烷。起始材料(B)可包含單元式(B-1) (R1 3
SiO1/2
)g
(R1 2
R2
SiO1/2
)h
(R1 2
SiO2/2
)i
(SiO4/2
)j
之Q支鏈聚有機矽氧烷,其中R1
及R2
係如上針對起始材料(A)所述者,且下標g、h、i、及j之平均值使得2 ≥ g ≥ 0,4 ≥ h ≥ 0,995 ≥ i ≥ 4,j = 1,(g+h) = 4,以及(g+h+i+j)之值足以使藉由旋轉黏度測定法(如於以下參考實例中所述)對該支鏈聚有機矽氧烷測得的黏度> 170 mPa·s。替代地,黏度可係> 170 mPa· s至1000 mPa·s、替代地> 170至500 mPa·s、替代地180 mPa·s至450 mPa·s、及替代地190 mPa·s至420 mPa·s。對於起始材料(B-1)之適合的支鏈矽氧烷係例示於美國專利第6,806,339號及美國專利公開案2007/0289495中所揭示者。
替代地,起始材料(B)可包含式(B-2):
[R2
R1
Si-(O-SiR1 2
)x
-O]y
-Si-[O-(R1 2
SiO)v
SiR1 3
]w
,其中此式(B-2)中之各R1
係1至6個碳原子之烷基、或6至10個碳原子之芳基,及此式(B-2)中之各R2
係2至6個碳原子之烯基;且下標v、w、x、及y之值使得200 ≥ v ≥ 1,2 ≥ w ≥ 0,200 ≥ x ≥ 1,4 ≥ y ≥ 0,以及數量(w+y) = 4。替代地,在此式(B-2)中,各R1
係獨立地選自由甲基及苯基所組成之群組,以及各R2
係獨立地選自由乙烯基、烯丙基、及己烯基所組成之群組。適合於起始材料(B)之支鏈聚有機矽氧烷可藉由已知方法來製備,諸如將包含聚有機矽酸鹽樹脂、及環狀聚二有機矽氧烷或線性聚二有機矽氧烷之混合物,於催化劑(諸如酸或膦氮烯鹼)的存在下加熱,並且之後將催化劑中和。
替代地,起始材料(B)可包含單元式(B-3):(R1 3
SiO1/2
)d
(R2
R1 2
SiO1/2
)e
(R1 2
SiO2/2
)m
(R1
SiO3/2
)n
之T支鏈聚有機矽氧烷,其中R1
及R2
係如上所述,下標d ≥ 0,下標e > 0,下標m係15至995,及下標n > 0。下標d可係0至10。替代地,對於下標d:12 ≥ d ≥ 0;替代地10 ≥ d ≥ 0;替代地7 ≥ d ≥ 0;替代地5 ≥ d ≥ 0;及替代地3 ≥ d ≥ 0。
替代地,下標e ≥ 1。替代地,下標e ≥ 3。替代地,對於下標e:12 ≥ e > 0;替代地12 ≥ e ≥ 3;替代地10 ≥ e > 0;替代地7 ≥ e > 1;替代地5 ≥ e ≥ 2;及替代地7 ≥ e ≥ 3。替代地,對於下標m:800 ≥ m ≥ 15;及替代地400 ≥ m ≥ 15。替代地,下標n ≥ 1。替代地,下標n係1至10。替代地,對於下標n:10 ≥ h > 0;替代地5 ≥ n >0;及替代地n = 1。替代地,下標n係1至10,替代地下標n係1或2。替代地,當下標n = 1時,則下標e可係3,且下標d可係0。對於下標e之值可係足以使單元式(B-3)之矽倍半氧烷之烯基含量為0.1%至1%、替代地0.2%至0.6%,其係以該矽倍半氧烷之重量計。對於起始材料(B-3)之適合的矽倍半氧烷係例示於美國專利第4,374,967號中所揭示者。
起始材料(B)的量取決於各種因素,包括起始材料(A)之類型及量、起始材料(C)之類型及量、組成物中起始材料之脂族不飽和基團及矽鍵結氫原子的濃度、以及抑制劑是否存在。然而,起始材料(B)的量以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合重量計可係10%至80%、替代地10%至75%、替代地15%至70%、替代地20%至65%、及替代地25%至60%。
(C)聚有機矽酸鹽樹脂
可用作起始材料(C)之聚有機矽酸鹽樹脂包含式RM 3
SiO1/2
之單官能性單元(「M」單元)及式SiO4/2
之四官能性矽酸鹽單元(「Q」單元),其中各RM
係獨立地經選擇之單價有機基團,其可係如下文所述之單價烴基或單價鹵化烴基。替代地,在聚有機矽酸鹽樹脂中,各RM
可係獨立地選自由如上所述之R1
及R2
所組成之群組。替代地,各RM
可係選自由烷基、烯基、及芳基所組成之群組。替代地,各RM
可選自甲基、乙烯基、及苯基。替代地,至少三分之一、替代地至少三分之二的RM
基團係甲基。替代地,M單元可係例示為(Me3
SiO1/2
)、(Me2
PhSiO1/2
)、及(Me2
ViSiO1/2
)。聚有機矽酸鹽樹脂可溶於諸如上述之溶劑(其例示為液體烴,諸如苯、甲苯、二甲苯、及庚烷)中,或可溶於液體有機矽化合物(諸如低黏度直鏈及環狀聚二有機矽氧烷)中。
當製備時,聚有機矽酸鹽樹脂包含上述M及Q單元,且聚有機矽氧烷進一步包含具有矽鍵結羥基的單元並可包含式Si(OSiRM 3
)4
的新五聚體(其中RM
係如上述),例如該新五聚體可以是肆(三甲基矽氧基)矽烷。可使用29
Si NMR光譜測量羥基含量及M與Q單元的莫耳比,其中該比例係表示為{M(樹脂)}/{Q(樹脂)},其不包括來自新五聚體之M及Q單元。M:Q比表示聚有機矽酸鹽樹脂樹脂狀部分之三有機矽氧基(M單元)的總數與樹脂狀部分中矽酸鹽基團(Q單元)的總數之莫耳比。M:Q比可以是0.5:1至1.5:1。
聚有機矽酸鹽樹脂的Mn取決於各種因素,其包括由存在的RM
表示之烴基的類型。聚有機矽酸鹽樹脂的Mn係指使用GPC當自該測量排除表示新五聚體之峰時所測得之數量平均分子量。聚有機矽酸鹽樹脂的Mn可大於3,000 Da、替代地>3,000至8,000 Da。替代地,聚有機矽酸鹽樹脂的Mn可以是3,500至8,000 Da。
美國專利第8,580,073號的第3欄第5行至第4欄第31行、及美國專利公開案第2016/0376482的段落[0023]至[0026]係特此以引用方式併入以用於揭示MQ樹脂,其係用於本文所述無溶劑壓敏性黏著劑組成物中合適的聚有機矽酸鹽樹脂。聚有機矽酸鹽樹脂可以藉由任何適合的方法製備,諸如對應矽烷的共水解或藉由二氧化矽水溶膠封蓋方法。聚有機矽酸鹽樹脂可藉由二氧化矽水溶膠加蓋程序製備,諸如Daudt等人於美國專利第2,676,182號;Rivers-Farrell等人於美國專利第4,611,042號;及Butler等人於美國專利第4,774,310號中所揭示者。上述Daudt等人之方法涉及使二氧化矽水溶膠在酸性條件下與可水解三有機矽烷(諸如三甲基氯矽烷)、矽氧烷(諸如六甲基二矽氧烷)或其混合物反應,然後回收具有M單元與Q單元的共聚物。所得共聚物通常含有2至5重量百分比的羥基。
用於製備聚有機矽酸鹽樹脂之中間體可以是三有機矽烷及具有四個可水解取代基之矽烷或鹼金屬矽酸鹽。三有機矽烷可具有式RM 3
SiX1
,其中RM
係如上所述且X1
表示可水解取代基,諸如以上針對X3
所述者。具有四個可水解取代基的矽烷可具有式SiX2 4
,其中各X2
係鹵素、烷氧基、或羥基。適合的鹼金屬矽酸鹽包括矽酸鈉。
如上所述製備之聚有機矽酸鹽樹脂一般含有矽鍵結羥基,即式HOSi3/2
及/或HORM 2
SiO1/2
。該聚有機矽酸鹽樹脂可以藉由FTIR光譜測得包含至多2%的矽鍵結羥基。針對某些應用,可為所欲的是矽鍵結羥基的量低於0.7%、替代地0.3%、替代地小於1%、及替代地0.3%至0.8%。在製備聚有機矽酸鹽樹脂期間所形成的矽鍵結羥基可藉由使聚矽氧樹脂與含有適當端基之矽烷、二矽氧烷、或二矽氮烷反應而轉化成三烴基矽氧烷基團或不同的可水解基團。含有可水解基團之矽烷可以是以與聚有機矽酸鹽樹脂上之矽鍵結羥基反應所需量的莫耳過量添加。
在一實施例中,聚有機矽酸鹽樹脂可進一步包含2%或更少、替代地0.7%或更小、及替代地0.3%或更少,及替代地0.3%至0.8%的由式XSiO3/2
及/或XRM 2
SiO1/2
表示之單元,其中RM
係如上所述,且X表示可水解取代基,如以上針對X3
所述者。聚有機矽氧烷中存在的矽醇基團的濃度可使用FTIR光譜法判定。
替代地,聚有機矽酸鹽樹脂可具有末端脂族不飽和基團。具有末端脂族不飽和基團之聚有機矽酸鹽樹脂可以藉由使Daudt等人的產物與含不飽和有機基團之封端劑及不含脂族不飽和性封端劑反應來製備,其量足以提供3至30莫耳百分比的不飽和有機基團在最終產物中。封端劑的實例包括但不限於矽氮烷(silazane)、矽氧烷與矽烷。適合的封端劑係所屬技術領域中所習知者並且係例示於美國專利第4,584,355號;第4,591,622號;及第4,585,836號中。單一封端劑或此類封端劑之混合物可用於製備此種樹脂。
替代地,用於起始材料(C)之聚有機矽酸鹽樹脂可包含單元式(C-1):(R1 3
SiO1/2
)m
(R1 2
R2
SiO1/2
)n
(SiO4/2
)o
,其中R1
及R2
係如上所述,且下標m、n、及o之平均值使得m ≥ 0,n ≥ 0,o > 0,及(m+n) > 4。替代地,起始材料(C)包含單元式:(R1 3
SiO1/2
)z
(SiO4/2
)o
,其中各R1
係獨立地選自由甲基及苯基所組成之群組,下標o係如上所述,且下標z > 4。
起始材料(C)的確切數量取決於各種因素,包括起始材料(A)之類型及量、起始材料(B)之類型及量、組成物中起始材料之脂族不飽和基團及矽鍵結氫原子的濃度、以及抑制劑是否存在。然而,起始材料(A)、(B)及(C)之存在量足以使起始材料(C)的量對起始材料(A)及(B)的組合量之重量比(樹脂/聚合物,或C/(A+B)比)為0.05/1至1.5/1;替代地0.1/1至1.0/1、及替代地0.1/1至0.9/1。替代地,起始材料(C)的存在量以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合重量計,可係10%至60%、替代地12%至51%、替代地25%至40%。
(D)烯烴反應性稀釋劑
起始材料(D)係可選的烯烴反應性稀釋劑。烯烴反應性稀釋劑包含每分子8至18個碳原子及至少一個脂族不飽和之烴化合物。烯烴反應性稀釋劑可係直鏈。反應性稀釋劑可係直鏈或支鏈。脂族不飽和可係側接或末端。適合於起始材料(D)之反應性稀釋劑的實例包括(D-1)正十二烯;(D-2)正十四烯;(D-3)正十六烯;(D-4)正十八烯;(D-5) (D-1)、(D-2)、(D-3)、及/或(D-4)之任一者的任何支鏈異構物;及(D-6) (D-1)、(D-2)、(D-3)、(D-4)、及/或(D-5)中之二或更多者的組合。反應性稀釋劑可在末端位置具有雙鍵。替代地,起始材料(D)可包含12至14個碳原子。替代地,起始材料(D)可包含正十四烯。
起始材料(D)的量取決於各種因素,包括起始材料(A)及(B)的選擇及量。然而,起始材料(D)的量以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合重量計,可係大於0%至小於5%、替代地0.5%至< 5%、替代地1%至3%、替代地1.2%至3%、替代地1.9%至2.6%、及替代地2%至2.5%。
(E)聚有機氫矽氧烷
起始材料(E)係聚有機氫矽氧烷。起始材料(E)在壓敏性黏著劑組成物中作用為交聯劑。起始材料(E)每分子可具有至少2個、替代地至少3個矽鍵結氫原子。
起始材料(E)可包含單元式(E-1) (R1 3
SiO1/2
)p
(R1 2
SiO2/2
)q
(R1
SiO3/2
)r
(SiO4/2
)s
(R1
HSiO2/2
)t
(R1 2
HSiO1/2
)u
之聚有機氫矽氧烷,其中R1
係如上所述,且下標p、q、r、s、t、及u之值使得p ≥ 0,q ≥ 0,r ≥ 0,s ≥ 0,t ≥ 0,u ≥ 0,(t+u)≥ 2,以及數量(p+q+r+s+t+u)足以使該聚有機氫矽氧烷之聚合度為5至100,替代地10至60。
替代地,起始材料(E)可包含單元式(E-2):(R1 3
SiO1/2
)2
(R1 2
SiO2/2
)aa
(R1
HSiO2/2
)bb
之聚有機氫矽氧烷,其中各R1
係選自由甲基及苯基所組成之群組,下標aa係0至30,且下標bb係5至50。
替代地,起始材料(E)可包含下列者之聚有機氫矽氧烷:
式(E-3):R1 3
SiO(R1 2
SiO)g
(R1
HSiO)h
SiR1 3
、
式(E-4):R1 2
HSiO(R1 2
SiO)i
(R1
HSiO)j
SiR1 2
H、或
(E-3)及(E-4)兩者。
在上式(E-3)及(E-4)中,R1
係如上所述。下標g之平均值為0至2000,下標h之平均值為2至2000,下標i之平均值為0至2000,而下標j之平均值為0至2000。
用於起始材料(E)之聚有機氫矽氧烷係例示為:
(E-4-a)二甲基氫矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷、
(E-4-b)二甲基氫矽氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基氫矽氧烷)、
(E-4-c)二甲基氫矽氧基封端之聚甲基氫矽氧烷、
(E-3-a)三甲基矽氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基氫矽氧烷)、
(E-3-b)三甲基矽氧基封端之聚甲基氫矽氧烷、及
(E5)上述(E-4-a)、(E-4-b)、(E-4-c)、(E-3-a)、及(E-3-b)中之二或更多者之組合。
製備有機氫聚矽氧烷之方法(諸如有機鹵矽烷之水解及縮合)係所屬技術領域眾所周知的。
起始材料(E)的量取決於各種因素,包括組成物中脂族不飽和單價烴基之濃度及起始材料(E)之SiH含量。然而,起始材料(E)的量以該組成物中所有起始材料之組合重量計可係1%至10%、替代地3%至8%。
(F)矽氫化反應催化劑
矽氫化反應催化劑係所屬技術領域中已知的,並且係市售可得的。矽氫化反應催化劑包括鉑族金屬催化劑。矽氫化反應催化劑可係選自鉑、銠、釕、鈀、鋨、及銥之金屬。替代地,矽氫化催化劑可係此類金屬之化合物,例如參(三苯基膦)氯化銠(I)(威爾金森催化劑(Wilkinson’s Catalyst))、銠二膦螯合物(諸如[1,2-雙(二苯基膦基)乙烷]二氯二銠或[1,2-雙(二乙基膦基)乙烷]二氯二銠)、氯鉑酸(史氏(Speier’s)催化劑)、氯鉑酸六水合物、二氯化鉑、及該化合物與低分子量有機聚矽氧烷之錯合物、或微封裝於基質或核殼型結構中的鉑化合物。鉑與低分子量有機聚矽氧烷之錯合物包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑之錯合物(卡斯特催化劑(Karstedt’s Catalyst))。可將此等錯合物微包覆於樹脂基質內。替代地,矽氫化催化劑可包含1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑之錯合物。例示性矽氫化催化劑係描述於美國專利第3,159,601號;第3,220,972號;第3,296,291號;第3,419,593號;第3,516,946號;第3,814,730號;第3,989,668號;第4,784,879號;第5,036,117號;及第5,175,325號;及EP 0 347 895 B中。經微封裝之矽氫化催化劑及製備其之方法在所屬技術領域中係已知的,如美國專利第4,766,176號及第5,017,654號中所例示。
本文所使用之催化劑的量將取決於各種因素,包括起始材料(A)、(B)、(C)、及(E)的選擇、及其等的矽鍵結氫原子及末端脂族不飽和基團之個別含量、以及無論抑制劑是否存在,然而以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合重量計,催化劑的量足以催化SiH與脂族不飽和基團之矽氫化反應,替代地催化劑的量足以提供1 ppm至1000 ppm、替代地5 ppm至100 ppm的鉑族金屬。
(G)錨定添加劑
起始材料(G)係可任選地包括在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中之錨定添加劑。在不希望受到理論束縛的情況下,據認為錨定添加劑將藉由固化本文所述之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物所製備之壓敏性黏著劑來促進與基材的接合。然而,錨定添加劑的存在將不會不利地影響所欲之剝離力,使壓敏性黏著劑從電子裝置移除而不會損壞裝置或留下顯著殘餘物。
對於起始材料(G)之適合的錨定添加劑包括矽烷偶合劑,諸如甲基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、雙(三甲氧矽基)丙烷、及雙(三甲氧基矽基己烷;及該矽烷偶合劑之混合物或反應混合物。替代地,錨定添加劑可係四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、甲基苯基二甲氧基矽烷、甲基苯基二乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、或3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
例示性錨定添加劑在所屬技術領域中係已知的,諸如在美國專利公開案第2012/0328863號的段落[0091]處及在美國專利公開案第2017/0233612號的段落[0041]處。錨定添加劑係商購可得的。舉例而言,SYL OFF® 297可購自Dow Silicones Corporation of Midland, Michigan, USA。其他例示性錨定添加劑包括(G-1)乙烯基三乙醯氧基矽烷、(G-2)環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、及(G-3)上述(G-1)與(G-2)之組合。此組合(G-3)可係混合物及/或反應產物。
錨定添加劑的量取決於各種因素,包括將施加無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑之基材的類型。然而,錨定添加劑的量以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合重量計,可係0至5%、替代地1%至5%、替代地1%至3%、及替代地1.9%至2.1%。
(H)抑制劑
無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可任選地進一步包含(H)矽氫化反應抑制劑。用於矽氫化反應之抑制劑係例示為:(H1)炔醇,諸如甲基丁炔醇、乙炔基環己醇、二甲基己炔醇、及3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-丁炔-3-醇、1-丙炔-3-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇、4-乙基-1-辛炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、及1-乙炔基-1-環己醇、及其二或更多者之組合;(H2)環烯基矽氧烷,諸如甲基乙烯基環矽氧烷,其例示為1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環四矽氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基環四矽氧烷、及其二或更多者之組合;(H3)烯炔化合物,諸如3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔、及其二或更多者的組合;(H4)三唑,諸如苯并三唑;(H5)膦;(H6)硫醇;(H7)肼;(H8)胺,諸如四甲基乙二胺;(H9)反丁烯二酸酯,諸如反丁烯二酸二烷酯、反丁烯二酸二烯酯、反丁烯二酸二烷氧基烷酯、及其二或更多者之組合;(H10)順丁烯二酸酯,諸如順丁烯二酸二烯丙酯;(H11)腈;(H12)醚;(H13)一氧化碳;(H14)醇,諸如苄醇;(H15)矽基化(silylated)炔屬化合物;及(H1)至(H15)中之二或更多者的組合。
該矽基化炔屬化合物可用以減少或最小化由固化本文所述之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物所製備之壓敏性黏著劑的變色(例如,黃變);相較於不含矽基化炔屬化合物或含有機炔屬醇(諸如上述者)之壓敏性黏著劑。矽化炔屬化合物之例子係(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)三甲矽烷、((1,1-二甲基-2-丙炔基)氧基)三甲矽烷、雙(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)二甲矽烷、雙(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)矽烷甲基乙烯基矽烷、雙((1,1-二甲基-2-丙炔基)氧基)二甲矽烷、甲基(參(1,1-二甲基-2-丙炔基氧基))矽烷、甲基(參(3-甲基-1-丁炔-3-氧基))矽烷、(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)二甲基苯基矽烷、(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)二甲基己烯基矽烷、(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)三乙基矽烷、雙(3-甲基-1-丁炔-3-氧基)甲基三氟丙基矽烷、(3,5-二甲基-1-己炔-3-氧基)三甲矽烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二苯基甲矽烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二甲基苯基矽烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二甲基乙烯基矽烷、(3-苯基-1-丁炔-3-氧基)二甲基己烯基矽烷、(環己基-1-乙炔-1-氧基)二甲基己烯基矽烷、(環己基-1-乙炔-1-氧基)二甲基乙烯基矽烷、(環己基-1-乙炔-1-氧基)二苯基甲矽烷、(環己基-1-乙炔-1-氧基)三甲矽烷、及其組合。替代地,抑制劑係例示為甲基(參(1,1-二甲基-2-丙炔基氧基))矽烷、((1,1-二甲基-2-丙炔基)氧基)三甲矽烷、或其組合。可用作抑制劑之矽基化炔化合物可藉由所屬技術領域中已知的方法製備,諸如藉由在酸受體存在下使上述炔醇與氯矽烷反應而使其矽基化。
抑制劑的量將取決於各種因素,包括起始材料之所欲適用期、用於固化無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物而選擇之溫度、所用之具體抑制劑、及所使用之其他起始材料之選擇及量。然而,當存在時,抑制劑的量以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合重量計,可係0%至5%、替代地0.05%至1%、替代地0.01%至0.5%、及替代地0.0025%至0.025%。
在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,起始材料係經選擇的,並且其存在量使得矽鍵結氫原子對末端脂族不飽和基團之莫耳比((SiH/Vi)比)為0.5/1至50/1、替代地1.5/1至10/1、替代地3/1至10/1、及替代地8/1至10/1,此係以該無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中所有起始材料之組合莫耳量計。
在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,選擇起始材料使得在混合起始材料時,無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物藉由下列參考實例中所述之旋轉黏度測定法測得的黏度為300 mPa·s至5,000 mPa·s。在不希望受到理論束縛的情況下,據認為黏度小於300 mPa·s可能使得無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物在背襯基材之表面上流動,而無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物係在固化之前施加至背襯基材之表面,這可能導致基材上黏著劑覆蓋不均勻、以及藉由固化無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物(例如,與背襯基材相對的表面,其上施加無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物並固化)所製備的壓敏性黏著劑之黏著劑表面平坦度欠佳。在不希望受到理論束縛的情況下,據認為如果無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物的黏度超過5,000 mPa·s,則無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可能不適合用於一些塗佈機,諸如凹版(Gravure)或缺角輪(Comma)。
製造無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物之方法
可藉由包含以任何便利的手段將所有起始材料組合的方法(諸如在環境溫度或升高的溫度下混合)來製備無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物。可在(F)矽氫化反應催化劑之前,例如,當在升高的溫度下製備無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物及/或將無溶劑聚矽氧組成物製備為一部分組成物時,添加起始材料(H)抑制劑。
該方法可進一步包含於溶劑中遞送一或多種起始材料(例如,(C)聚有機矽酸鹽樹脂及/或(F)矽氫化反應催化劑),當與組成物中一或多種其他起始材料組合時,可將該一或多種起始材料溶解於溶劑中,並且之後藉由習知手段諸如汽提及/或蒸餾(可選地在減壓下)移除所有或實質上所有溶劑。所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解,所得的無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物不含溶劑、或可含有來自起始材料之遞送的微量殘餘溶劑,然而,並非故意將溶劑(例如,有機溶劑,諸如甲苯或非官能性聚有機矽氧烷)添加至無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中。
替代地,無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可製備成多部分組成物,例如,當無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物將在使用之前儲存很長一段時間時,例如,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物塗佈於基材上之前至多6小時。在多部分組成物中,起始材料(F)矽氫化反應催化劑係與任何具有矽鍵結氫原子之起始材料(例如(E)聚有機氫矽氧烷)分開而儲存於單獨的部分,並且在使用無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物前不久才組合該等部分。
例如,可藉由以任何便利的手段(諸如混合)組合起始材料以形成一基底部分來製備多部分組成物,該等起始材料包含至少一些(A)具有具末端脂族不飽和之單價烴基的聚二有機矽氧烷、(E)聚有機氫矽氧烷、及可選地一或多種上述其他額外起始材料。可藉由以任何便利的手段(諸如混合)組合起始材料來製備固化劑,該等起始材料包含至少一些(A)具有具末端脂族不飽和之單價烴基的聚二有機矽氧烷、(F)矽氫化反應催化劑、及可選地一或多種上述其他額外起始材料。可在環境溫度或升高的溫度下組合起始材料。起始材料(H)矽氫化反應抑制劑可包括在基底部分、固化劑部分、或單獨的額外部分中之一或多者中。可將起始材料(G)錨定添加劑添加至基底部分,或可作為單獨的額外部分添加。可將起始材料(C)聚有機矽酸鹽樹脂添加至基底部分、固化劑部分、或單獨的額外部分。可將起始材料(B)支鏈聚有機矽氧烷添加至基底部分。可將起始材料(D)反應性稀釋劑添加至基底部分。替代地,可以單獨的額外部分添加起始材料(B)及(D)。當使用二部分組成物時,基底部分對固化劑部分的量之重量比可在1:1至10:1之範圍。無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物將經由矽氫化反應固化以形成壓敏性黏著劑。
以上所述之方法可進一步包含一或多個額外的步驟。如上所述製備之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物可用以形成黏著劑物品,例如,基材上之壓敏性黏著劑(藉由固化上述無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物所製備)。因此,該方法可進一步包含將壓敏性黏著劑組成物施加至基材。
將壓敏性黏著劑組成物施加至基材可藉由任何便利的手段來執行。例如,可藉由凹版塗佈機(gravure coater)、缺角輪塗布機(comma coater)、平版塗佈機(offset coater)、膠版凹版塗佈機(offset-gravure coater)、輥塗佈機(roller coater)、逆轉輥塗佈機(everse-roller coater)、空氣刀塗佈機(air-knife coater)、或簾塗佈機(curtain coater)將無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑可固化組成物施加至基材上。
基材可係可承受用以固化無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物的固化條件,以在基材上形成壓敏性黏著劑的任何材料。例如,可在等於或大於120℃之溫度(替代地150℃係適合的)下承受熱處理的任何基材。適合於此類基材之材料的實例包括塑膠膜,諸如聚醯亞胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚芳基酸酯、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚硫化物(polyether sulfide, PES)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、或聚丙烯(PP)。替代地,基材可係金屬箔,諸如鋁箔或銅箔。基材的厚度並非關鍵,然而,厚度可係5微米至300微米。
為了改善壓敏性黏著劑對基材的接合,用於形成黏著劑物品之方法可任選地進一步包含在施加無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物之前處理基材。在將無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物施加至基材之前,可藉由任何便利的手段來執行基材的處理,諸如施加底漆、或使基材經歷電暈放電處理、蝕刻、或電漿處理。
可藉由在80℃至200℃、替代地90℃至180℃、替代地100℃至160℃、及替代地110℃至150℃之溫度下加熱一段足以固化無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物的時間(例如,30秒至1小時、替代地1至5分鐘)來執行無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物的固化。若需要增加固化速度或降低程序烘箱溫度,則可增加催化劑含量。這在基材上形成壓敏性黏著劑。可藉由將基材放置在烘箱中來執行固化。待施加至基材之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物的量取決於特定應用,然而,量可係足夠的使得固化之後壓敏性黏著劑的厚度可係5微米至100微米,並且對於保護膜而言,厚度可係6微米至50微米、替代地8微米至40微米、及替代地10至30微米。
本文所述之方法可任選地進一步包含將可移除離型襯墊施加至與基材相對的壓敏性黏著劑,例如,在使用黏著劑物品之前保護該壓敏性黏著劑。可在固化無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物之前、期間、或之後施加離型襯墊;替代地在固化後。
如上所述製備之黏著劑物品(例如,保護膜)適合用於電子裝置加工中。舉例而言,在一實施例中,黏著劑物品可用於電子裝置製造程序(諸如可撓性OLED裝置製造程序)中,作為具有低黏著性、具有低剝離力之可移除性、高黏著穩定性、及/或低遷移(壓敏性黏著劑至電子裝置之無轉移或最小轉移)之保護膜。
例如,一種用於製造電子裝置(例示為可撓式OLED裝置)之方法,可包括在基材表面上形成OLED模組,例如,相對於基材在OLED模組表面上之鈍化層,並將保護膜(亦即,包含如本文所述製備之壓敏性黏著劑的黏著劑物品)施加至與OLED模組相對之鈍化層表面。該方法進一步包含在加工後移除保護膜。可在加工後移除保護膜而不損壞電子裝置。
在替代性實施例中,如上所述製備之黏著劑物品可用於電子裝置的表面保護,諸如裝置(諸如智慧型手機或平板電腦)運送期間之螢幕或其他表面保護,或在最終使用者處用於防護此類裝置之螢幕保護。對於螢幕保護應用所選擇的壓敏性黏著劑及基材一般係透明的。可在運送後移除黏著劑物品而不損壞電子裝置。
實例
在表1中,「N/A」意指不適用,而「NR」意指未報告。
參考實例:用於製備無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物之一般程序
藉由組合如表2、3、及4各欄中所示之起始材料來製備無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物之實例。首先,將(C)聚有機矽酸鹽樹脂(MQ1)以66質量%之非揮發物溶解於二甲苯中。然後,將(A)乙烯基封端之聚二有機矽氧烷(L-1、L-2、L-3、及/或L-4)、(B)支鏈聚有機矽氧烷(QB-1、QB-2、QB-3、QB-4及/或QB-5)、及含有溶劑之(C)組合並充分混合。接著將所得混合物在130℃及完全真空下汽提1小時以移除揮發性材料。接著將混合物冷卻至100℃,並將起始材料(D1)十四烯及起始材料(E)聚有機氫矽氧烷交聯劑(XL-1及/或Xl-2)添加及摻合至該混合物中。接著將混合物冷卻至RT,並將起始材料(H)矽氫化反應抑制劑完全摻合至該混合物中。最後,添加起始材料(F1)卡斯特催化劑並摻合直到均勻。亦以該等表中所示之量添加上表中所示之錨定添加劑(G3)。
將所得無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物樣本塗佈在50微米厚PET膜之經電暈處理的面上。使用4面施加器(可用間隙:30、60、90、120微米;所有樣本均使用30微米間隙)將樣本手動塗佈在PET膜上。塗佈後,接著將片材在140℃下固化2分鐘。經固化黏著劑塗層的厚度係在20與30微米之間。
表4中,「N/C」意指未計算。表4顯示當B/A比太低時,黏著性在老化後增加太多(不良的黏著穩定性)。
參考實例2:測試方法
使用具有Brookfield黏度計DV-II之旋轉黏度測定法在RT下測量黏度。
使用具有傾斜照明的透射光藉由光學顯微鏡,測量固化後塗層外觀(平坦度)。所有樣本之量值係x 8。以目視方式排名不同分數。分數係基於影像中固定尺寸(2 cm × 2 cm)的收縮面積來排名。分數愈高,該黏著劑塗層之塗層外觀愈好(並且更平坦)。當分數≥ 8時,該樣本係可接受的。分數愈高,該黏著劑塗層的塗層外觀愈好(並且更平坦)。
藉由使用2 kg輥將如上所述製備之黏著劑物品樣本層壓在玻璃基材上(前後來回兩次)來測量黏著性。藉由使用黏著性測試儀(亦即Cheminstruments
黏著性/離型測試儀型號AR1500),以180°的角度及0.3 m/min的速率從玻璃上剝離黏著劑物品來進行25 mm的剝離測試。在RT下1天後對樣本進行初始黏著性測試。在70℃及85%相對濕度下將樣本老化1天後,如上進行黏著性1d-老化測試。在70℃及85%相對濕度下將樣本老化3天後,如上進行黏著性3-d老化測試。
替代地,壓敏性黏著劑在基材上的平坦度係藉由計算「黏著性增加比(Adhesion Increase ratios)」來間接測量。黏著劑增加比1計算如下:(1天老化後之黏著性/初始黏著性)。黏著劑增加比2計算如下:(3天老化後之黏著性/初始黏著性)。不均勻的黏著劑塗層在老化後導致黏著劑阻塞在測試基材上,並造成更高的黏著性增加比。黏著性增加比1及/或黏著性增加比2之值可係小於4.5、替代地0至小於4、及替代地0至3.5、及替代地0至3。
產業利用性
如上所述製備之黏著劑物品可用於電子應用中,此類保護如遮蔽膠帶、載帶、或其他保護膜。在某些保護應用中,對於黏著劑物品中之壓敏性黏著劑具有低離型力(例如,對某些基材的黏著性為15 g/英吋或更小)可能係所欲的。由本文所述之組成物及方法所製成之壓敏性黏著劑對於載帶應用之黏著性(如藉由參考實例2中所述之剝離力來測量)可為0.5 g/英吋至400 g/英吋、替代地0.5 g/英吋至200 g/英吋。
用以製備本文所述之黏著劑物品中的壓敏性黏著劑之壓敏性黏著劑組成物,藉由參考實例2中所述之旋轉黏度測定技術測得的黏度可為300 mPa·s至5,000 mPa·s、替代地300 mPa·s至4,000 mPa·s、替代地500 mPa·s至3,000 mPa·s、及替代地500 mPa·s至2,500 mPa·s。在不希望受到理論束縛的情況下,據認為當黏著劑物品將用於保護膜應用時,可藉由這些範圍內的黏度來促進低塗層厚度(例如,在背襯基材上5微米至15微米),以確保使用習知塗佈設備及程序的可加工性。
此外,對於某些保護膜應用(例如,螢幕保護)而言,良好的光學性質(光學清晰度)係所欲的。一種黏著劑物品,其包括透明背襯基材(諸如PI或PET)及低塗層厚度例如5微米至15微米)之壓敏性黏著劑,該壓敏性黏著劑具有良好的塗層外觀及藉由參考實例1中之技術測得的平坦度。
用語的定義及用法
除非另有指明,否則所有數量、比例及百分比均以重量計。組成物中起始材料的量共100重量%。發明內容及發明摘要在此以引用方式併入本文中。冠詞「一(a, an)」與「該(the)」各指一或更多者,除非本說明書之上下文中另有指明。除非另有指明,否則單數包括複數。所揭示的範圍包括該範圍本身以及涵蓋於其內之所有數,同時也包括端點。舉例而言,所揭示的範圍2.0至4.0不只包括該範圍2.0至4.0,同時也各別包括2.1、2.3、3.4、3.5以及4.0,以及任何該範圍內所涵蓋的其他數。此外,所揭示的範圍例如2.0至4.0包括例如2.1至3.5、2.3至3.4、2.6至3.7以及3.8至4.0之子集合,以及任何該範圍內所涵蓋的其他子集合。相類似地,所揭示的馬庫西群組包括整個群組以及任何個別選項以及涵蓋於其內的子群組。舉例而言,所揭示的氫原子、烷基、烯基或芳基馬庫西群組個別包括選項烷基;烷基及芳基之子群組;以及任何其他獨立選項以及涵蓋於其內的子群組。
「烷基(alkyl)」意指支鏈或非支鏈之飽和單價烴基。烷基之實例包括甲基、乙基、丙基(包括正丙基及/或異丙基)、丁基(包括異丁基、正丁基、三級丁基、及/或二級丁基)、戊基(包括異戊基、新戊基、及/或三級戊基);及己基、庚基、辛基、壬基、及癸基,以及6或更多個碳原子之支鏈飽和單價烴基。烷基具有至少一個碳原子。替代地,烷基可具有1至12個碳原子,或者1至10個碳原子,或者1至6個碳原子,或者1至4個碳原子,或者1至2個碳原子以及或者1個碳原子。
「芳烷基(aralkyl)」及「烷芳基(alkaryl)」各係指具有側接及/或末端芳基之烷基或具有側接烷基之芳基。例示性芳烷基包括苄基、甲苯基、二甲苯基、苯基乙基、苯基丙基、及苯基丁基。烷基具有至少7個碳原子。單環芳烷基可具有7至12個碳原子、替代地7至9個碳原子、及替代地7至8個碳原子。多環芳烷基可具有7至17個碳原子、替代地7至14個碳原子、及替代地9至10個碳原子。
「烯基(alkenyl)」意指支鏈或非支鏈單價烴基,其中該單價烴基具有雙鍵。烯基包括乙烯基、烯丙基、及己烯基。烯基具有至少2個碳原子。替代地,烯基可具有2至12個碳原子、替代地2至10個碳原子、替代地2至6個碳原子、替代地2至4個碳原子、及替代地2個碳原子。
「炔基(alkynyl)」意指支鏈或非支鏈單價烴基,其中該單價烴基具有三鍵。炔基包括乙炔基及丙炔基。炔基具有至少2個碳原子。替代地,炔基可具有2至12個碳原子、替代地2至10個碳原子、替代地2至6個碳原子、替代地2至4個碳原子、及替代地2個碳原子。
「芳基(aryl)」意指藉由從環碳原子移除氫原子而衍生自芳烴之烴基。芳基係例示為但不限於苯基及萘基。芳基具有至少5個碳原子。單環芳基可具有5至9個碳原子、替代地6至7個碳原子、及替代地6個碳原子。多環芳基可具有10至17個碳原子、替代地10至14個碳原子、及替代地12至14個碳原子。
「碳環(carbocycle/carbocyclic)」作為名詞或形容詞時係指烴環。碳環可係單環或多環,例如,雙環、或具有多於兩個環。雙環碳環可係稠合、架橋、或螺環多環。碳環具有至少3個碳原子。單環碳環可具有3至9個碳原子、替代地4至7個碳原子、替代地5至6個碳原子。多環碳環可具有7至17個碳原子、替代地7至14個碳原子、及替代地9至10個碳原子。碳環可係飽和(例如,環戊烷或環己烷)、部分不飽和(例如,環戊烯或環己烯)、或完全不飽和(例如,環戊二烯或環庚三烯)。
「環烷基(cycloalkyl)」意指包括碳環之飽和烴基。環烷基係例示為環丁基、環戊基、環己基、及甲基環己基。環烷基具有至少3個碳原子。單環環烷基可具有3至9個碳原子、替代地4至7個碳原子、及替代地5至6個碳原子。多環環烷基可具有7至17個碳原子、替代地7至14個碳原子、及替代地9至10個碳原子。
「單價烴基(monovalent hydrocarbon group)」意指由氫原子及碳原子構成的單價基團。單價烴基包括如上所定義之烷基、芳烷基、烯基、炔基、及環烷基。
「單價鹵化烴基(monovalent halogenated hydrocarbon group)」意指一種單價烴基,其中一或多個鍵結至碳原子的氫原子已正式被鹵素原子置換。鹵化烴基包括鹵烷基、鹵化碳環基以及鹵烯基。鹵烷基包括氟化烷基及氟化環烷基,諸如三氟甲基(CF3
)、氟甲基、三氟乙基、2-氟丙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、4,4,4,3,3-五氟丁基、5,5,5,4,4,3,3-七氟戊基、6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟己基、8,8,8,7,7-五氟辛基、2,2-二氟環丙基、2,3-二氟環丁基、3,4-二氟環己基、及3,4-二氟-5-甲基環庚基;以及氯化烷基及氯化環烷基,諸如氯甲基、3-氯丙基2,2-二氯環丙基、2,3-二氯環戊基。鹵烯基包括氯烯丙基。
用語「包含(comprising)」及其衍生詞,諸如「包含(comprise/comprises)」在本文中係以其最廣泛意義來使用,以意指並涵蓋「包括(including/include)」、「基本上由...所組成(consist(ing) essentially of)」、及「由...所組成(consist(ing) of)」之概念。使用「例如(for example/e.g.
)」、「諸如(such as)」、及「包括(including)」來列示說明性實例不會只限於所列示之實例。因此,「例如」或「諸如」意指「例如,但不限於」或「諸如,但不限於」,且涵蓋類似或等效實例。
大體上,本文中所使用之連字號「-」或破折號「–」在範圍中表示「至」或「到」;「>」表示「高於」或「大於」;「≥」表示「至少」或「大於或等於」;「<」表示「低於」或「小於」;而「≤」表示「至多」或「小於或等於」。在個別基礎上,前述各專利申請案、專利、及/或專利申請公開案係明確以引用方式全文併入本文之一或多個非限制性實施例中。
應當理解的是,所附申請專利範圍並不限於實施方式中所述之明確特定化合物、組成物、或方法,該等化合物、組成物、或方法可以在落入所附申請專利範圍之範疇內的特定實施例之間變化。
本發明之實施例
在第一實施例中,無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物包含:
(A) 聚二有機矽氧烷,其包含式(A-1)
(R1 2
R2
SiO)-(R1 2
SiO)a
-(OSiR1 2
R2
),其中各R1
係獨立地選自由不含末端脂族不飽和之單價烴基及不含末端脂族不飽和之單價鹵化烴基所組成之群組,各R2
係獨立地經選擇之具有末端脂族不飽和之單價烴基,以及下標a之值足以使在25℃下藉由旋轉黏度測定法對起始材料(A)測得的黏度為400 mPa·s至100,000 mPa·s;
(B) 支鏈聚有機矽氧烷,其包含單元式(B-1) (R1 3
SiO1/2
)g
(R1 2
R2
SiO1/2
)h
(R1 2
SiO2/2
)i
(SiO4/2
)j
,其中下標g、h、i、及j之平均值使得2 ≥ g ≥ 0,4 ≥ h ≥ 0,995 ≥ i ≥ 4,j = 1,(g+h) = 4,以及數量(g+h+i+j)之值足以使在25℃下藉由旋轉黏度測定法對該支鏈聚有機矽氧烷測得的黏度為> 170 mPa·s,
其中起始材料(A)及(B)之存在量足以使起始材料(B)對起始材料(A)之重量比(B/A比)為0.2/1至20/1、替代地0.3/1至17/1;
(C) 聚有機矽酸鹽樹脂,其包含式RM 3
SiO1/2
之單官能性單元(「M」單元)及式SiO4/2
之四官能性矽酸鹽單元(「Q」單元),其中各RM
係獨立地經選擇之單價有機基團,其可係單價烴基或單價鹵化烴基,
其中起始材料(A)、(B)及(C)之存在量足以使起始材料(C)的量對起始材料(A)及(B)的組合量之重量比(樹脂/聚合物比)為0.05/1至1.5/1、替代地0.1/1至1.0/1、及替代地0.1/1至0.9/1;
(D) > 0至< 5%、替代地0.5%至< 5%之烯烴反應性稀釋劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計;
(E) 單元式(E-1) (R1 3
SiO1/2
)p
(R1 2
SiO2/2
)q
(R1
SiO3/2
)r
(SiO4/2
)s
(R1
HSiO2/2
)t
(R1 2
HSiO1/2
)u
之聚有機氫矽氧烷,其中下標p、q、r、s、t、及u之值使得p ≥ 0,q ≥ 0,r ≥ 0,s ≥ 0,t ≥ 0,u ≥ 0,(t+u)≥ 2,以及數量(p+q+r+s+t+u)足以使該聚有機氫矽氧烷之聚合度為5至100;
(F) 矽氫化反應催化劑,以該組成物中所有起始材料之組合重量計,該矽氫化反應催化劑之量足以提供1至1000 ppm之鉑族金屬;且
(G) 0%至5%、替代地1%至5%之錨定添加劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計;
其中以該組成物中所有起始材料之組合莫耳量計,起始材料之存在量使得矽鍵結氫原子對末端脂族不飽和基團之莫耳比((SiH/Vi)比)為1.5/1至50/1、替代地1.5/1至10/1、替代地3/1至10/1、及替代地8/1至10/1。
在第二實施例中,以該組成物中所有起始材料之組合重量計,無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑進一步包含(H) 0.05%至1%的矽氫化反應抑制劑。
在第三實施例中,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,起始材料(B)包含下式:
[R2
R1
Si-(O-SiR1 2
)x
-O]y
-Si-[O-(R1 2
SiO)v
SiR1 3
]w
,其中各R1
係獨立地選自由烷基及芳基所組成之群組,各R2
係烯基;且下標v、w、x、及y之值使得200 ≥ v ≥ 1,2 ≥ w ≥ 0,200 ≥ x ≥ 1,4 ≥ y ≥ 0,以及數量(w+y) = 4。
在第四實施例中,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,起始材料(C)包含單元式:(R1 3
SiO1/2
)z
(SiO4/2
)o
,其中各R1
係獨立地選自由烷基及芳基所組成之群組,下標o係如上所述,且下標z > 4。
在第五實施例中,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,起始材料(D)包含1%至3%的14至16個碳原子之正烯烴。
在第六實施例中,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,起始材料(E)包含單元式(E-2):
(R1 3
SiO1/2
)2
(R1 2
SiO2/2
)aa
(R1
HSiO2/2
)bb
,其中各R1
係選自由烷基及芳基所組成之群組,下標aa係0至30,且下標bb係5至50。
在第七實施例中,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,起始材料(F)包含卡斯特催化劑。
在第八實施例中,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,起始材料(G)包含(G1)乙烯基三乙醯氧基矽烷、(G2)環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、或(G3) (G1)與(G2)之反應產物。
在第九實施例中,在無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物中,各R1
係選自由甲基及苯基所組成之群組,並且各R2
係獨立地選自由乙烯基、烯丙基、及己烯基所組成之群組。
在第十實施例中,無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物之黏度在25℃下藉由旋轉黏度測定法測得為300至5,000 mPa·s。
在第十一實施例中,用於製備黏著劑物品之方法包含:
1) 組合起始材料以形成無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物,其中該等起始材料包含:
(A) 聚二有機矽氧烷,其包含式(A-1)
(R1 2
R2
SiO)-(R1 2
SiO)a
-(OSiR1 2
R2
),其中各R1
係獨立地選自由不含末端脂族不飽和之單價烴基及不含末端脂族不飽和之單價鹵化烴基所組成之群組,各R2
係獨立地經選擇之具有末端脂族不飽和之單價烴基,以及下標a之值足以使在25℃下藉由旋轉黏度測定法對起始材料(A)測得的黏度為400 mPa·s至100,000 mPa·s;
(B) 支鏈聚有機矽氧烷,其包含單元式(B-1) (R1 3
SiO1/2
)g
(R1 2
R2
SiO1/2
)h
(R1 2
SiO2/2
)i
(SiO4/2
)j
,其中下標g、h、i、及j之平均值使得2 ≥ g ≥ 0,4 ≥ h ≥ 0,995 ≥ i ≥ 4,j = 1,(g+h) = 4,以及數量(g+h+i+j)之值足以使在25℃下藉由旋轉黏度測定法對該支鏈聚有機矽氧烷測得的黏度為> 170 mPa·s,
其中起始材料(A)及(B)之存在量足以使起始材料(B)對起始材料(A)之重量比(B/A比)為0.2/1至20/1;
(C) 聚有機矽酸鹽樹脂,其包含式RM 3
SiO1/2
之單官能性單元(「M」單元)及式SiO4/2
之四官能性矽酸鹽單元(「Q」單元),其中各RM
係獨立地經選擇之單價有機基團,其可係單價烴基或單價鹵化烴基,
其中起始材料(A)、(B)及(C)之存在量足以使起始材料(C)的量對起始材料(A)及(B)的組合量之重量比(樹脂/聚合物或C/(A+B)比)為0.05/1至1.5/1;
(D) 0.5%至< 5%之烯烴反應性稀釋劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計;
(E) 單元式(E-1) (R1 3
SiO1/2
)p
(R1 2
SiO2/2
)q
(R1
SiO3/2
)r
(SiO4/2
)s
(R1
HSiO2/2
)t
(R1 2
HSiO1/2
)u
之聚有機氫矽氧烷,其中下標p、q、r、s、t、及u之值使得p ≥ 0,q ≥ 0,r ≥ 0,s ≥ 0,t ≥ 0,u ≥ 0,(t+u)≥ 2,以及數量(p+q+r+s+t+u)足以使該聚有機氫矽氧烷之聚合度為5至100;
(F) 矽氫化反應催化劑,以該組成物中所有起始材料之組合重量計,該矽氫化反應催化劑之量足以提供1至1000 ppm之鉑族金屬;及
(G) 1%至5%之錨定添加劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計;
其中以該組成物中所有起始材料之組合莫耳量計,起始材料之存在量使得矽鍵結氫原子對末端脂族不飽和基團之莫耳比((SiH/Vi)比)為0.5 /1至50/1;
2) 將無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物塗佈在背襯基材之表面上,且
3) 固化無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物以在背襯基材之表面上形成壓敏性黏著劑。
在第十二實施例中,該方法進一步包含在將組成物塗佈於表面上之前,處理背襯基材。
在第十三實施例中,該方法進一步包含:4)將壓敏性黏著劑黏附至電子裝置,使得壓敏性黏著劑係在背襯基材與電子裝置之表面之間。
在第十四實施例中,一種方法包含:在製造期間,將藉由如第十一至第十三實施例中任一者之方法所製備之黏著劑物品黏附至電子裝置,在電子裝置上執行加工步驟,並且之後從電子裝置移除黏著劑物品。
在第十五實施例中,一種方法包含在製造之後以及裝置之運送或最終用途之前,將藉由如第十一至第十三實施例中任一者之方法所製備之黏著劑物品黏附至電子裝置。
在第十六實施例中,黏著劑物品係光學透明的,並且該方法進一步包含將藉由如第十一至第十三實施例中任一者之方法所製備之黏著劑物品用於電子裝置之螢幕保護。
100‧‧‧黏著劑物品/物品
101‧‧‧壓敏性黏著劑
102‧‧‧第一表面
103‧‧‧膜基材
104‧‧‧第二基材
105‧‧‧相對表面
[圖1]顯示黏著劑物品100之部分剖面圖。黏著劑物品包含壓敏性黏著劑101,其藉由將本文所述之無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物固化在膜基材103之第一表面102上來製備。物品100進一步包括第二基材104,其安裝至膜基材103之相對表面105。
Claims (15)
- 一種無溶劑聚矽氧壓敏性黏著劑組成物,其包含:(A)聚二有機矽氧烷,其包含式(A-1)(R1 2R2SiO)-(R1 2SiO)a-(OSiR1 2R2),其中各R1係獨立地選自由不含末端脂族不飽和之單價烴基及不含末端脂族不飽和之單價鹵化烴基所組成之群組,各R2係獨立地經選擇之具有末端脂族不飽和之單價烴基,且下標a之平均值為150至2,000;(B)支鏈聚有機矽氧烷,其包含單元式(B-1)(R1 3SiO1/2)g(R1 2R2SiO1/2)h(R1 2SiO2/2)i(SiO4/2)j之Q支鏈聚有機矽氧烷,其中下標g、h、i、及j之平均值使得2g0,4h0,995i4,j=1,(g+h)=4,以及數量(g+h+i+j)之值足以使在25℃下藉由旋轉黏度測定法對該支鏈聚有機矽氧烷測得的黏度為>170mPa.s至1000mPa.s,單元式(B-3)(R1 3SiO1/2)d(R2R1 2SiO1/2)e(R1 2SiO2/2)m(R1SiO3/2)n之T支鏈聚有機矽氧烷,其中下標d0,下標e>0,下標m係15至995,及下標n>0,或(B-1)及(B-3)兩者;其中起始材料(A)及(B)之存在量係足以使起始材料(B)對起始材料(A)之莫耳比(B/A比)為0.2/1至20/1;(C)聚有機矽酸鹽樹脂,其包含單元式(C-1)(R1 3SiO1/2)m(R1 2R2SiO1/2)n(SiO4/2)o,其中下標m、n、及o之平均值使得m0,n0,o>1,以及數量(m+n)>4, 其中起始材料(A)、(B)及(C)之存在量足以使起始材料(C)的量對起始材料(A)及(B)的組合量之重量比(樹脂/聚合物比)為0.05/1至1.5/1;(D)>0%至<5%之烯烴反應性稀釋劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計;(E)單元式(E-1)(R1 3SiO1/2)p(R1 2SiO2/2)q(R1SiO3/2)r(SiO4/2)s(R1HSiO2/2)t(R1 2HSiO1/2)u之聚有機氫矽氧烷,其中下標p、q、r、s、t、及u之值使得p0,q0,r0,s0,t0,u0,(t+u)2,以及數量(p+q+r+s+t+u)足以使該聚有機氫矽氧烷之聚合度為5至100;及(F)矽氫化反應催化劑,以該組成物中所有起始材料之組合重量計,該矽氫化反應催化劑之量足以提供1至1000ppm之鉑族金屬;其中,以該組成物中所有起始材料之組合莫耳量計,該等起始材料之存在量使得矽鍵結氫原子對末端脂族不飽和基團之莫耳比((SiH/Vi)比)為1.5/1至10/1。
- 如請求項1之組成物,其進一步包含下列之一或兩者:(G)1%至5%之錨定添加劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計,及(H)0.05%至1%之矽氫化反應抑制劑,其係以該組成物中所有起始材料之組合重量計。
- 如請求項1之組成物,其中在式(A-1)中,各R1係獨立地選自由甲基及苯基所組成之群組,各R2係獨立地選自由乙烯基、烯丙基、及己烯基所組 成之群組;以及下標a之值足以使起始材料(A)之黏度為450mPa.s至<100,000mPa.s。
- 如請求項1之組成物,其中起始材料(C)包含單元式:(R1 3SiO1/2)z(SiO4/2)o,其中各R1係獨立地選自由甲基及苯基所組成之群組,下標o係如上所述,以及下標z>4。
- 如請求項1之組成物,其中起始材料(D)包含1%至3%之14至16個碳原子的正烯烴。
- 如請求項1之組成物,其中起始材料(E)包含單元式(E-2):(R1 3SiO1/2)2(R1 2SiO2/2)aa(R1HSiO2/2)bb,其中各R1係選自由甲基及苯基所組成之群組,下標aa係0至30,且下標bb係5至50。
- 如請求項1之組成物,其中該起始材料(F)包含卡斯特催化劑(Karstedt’s Catalyst)。
- 如請求項2之組成物,其中起始材料(G)包含(G-1)乙烯基三乙醯氧基矽烷、(G-2)環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、或(G-3)上述(G-1)與(G-2)之組合。
- 如請求項1至9中任一項之組成物,其中該組成物之黏度在25℃下藉由旋轉黏度測定法測得為300mPa.s至5,000mPa.s。
- 一種用於製備黏著劑物品之方法,其包含:1)將如請求項1至10中任一項之組成物塗佈在背襯基材之表面上,且2)固化該組成物以在該背襯基材之該表面上形成壓敏性黏著劑。
- 如請求項11之方法,其進一步包含在將該組成物塗佈於該表面上之前處理該背襯基材。
- 如請求項11或請求項12之方法,其進一步包含:3)將該壓敏性黏著劑黏附至電子裝置,使得該壓敏性黏著劑係在該背襯基材與該電子裝置之該表面之間。
- 一種藉由如請求項11至13中任一項之方法製備的黏著劑物品之用途,其係用於在製造及/或運送期間保護電子裝置。
- 一種藉由如請求項11至13中任一項之方法製備的黏著劑物品之用途,其係用於電子裝置使用期間之表面保護。
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