一种硅基压敏胶组合物、光学胶带及其制备方法与流程

本发明涉及压敏胶，具体为一种硅基压敏胶组合物、光学胶带及其制备方法。

背景技术：

1、伴随全球新能源汽车智能座舱、智能手机与可穿戴产品等市场爆发式增长，给oca光学胶带来充足的订单和发展空间，传统的oca是将碳基材料光学级丙烯酸酯压敏胶水涂布在一层离型薄膜上(一般称为重离型膜)，通过一定的固化条件制成无基材胶膜，然后在上面再贴合一层离型薄膜(一般称为轻离型膜)。

2、目前碳基材料丙烯酸酯oca已经得到了广泛的应用，但是当环境变化、应用要求多元化以及被贴基材表面的性质超出了碳基材料的承载极限，键能较低的c～c键(332kj/mol)会降解断裂，使得碳基oca出现黄化、白点、气泡、翘曲和褶皱等现象。此时，需要考虑使用高性能的硅基oca光学胶带。

3、有机硅oca是有机硅材料应用领域不可或缺的重要组成部分，硅基oca的优势在于耐高低温、耐环境老化与低弹性模量等，广泛应用于新能源汽车智能座舱、智能手机与可穿戴产品等全贴合工艺，可增加在强光照射下的对比度，提升触摸屏在户内外的可视性与显示效果，目前其他材料无法与之媲美。

4、但是硅基oca由于[si～o～si～o]n主链与硅原子上连接的甲基、乙基或者苯基等有机基团间距大与作用力小，目前普遍存在水汽阻隔性能较差的缺陷，其透湿性与耐水煮性能远低于碳基oca。

5、例如申请号为cn202310258154.x的中国专利公开了一种耐弯折有机硅oca光学胶粘剂及其制备方法，其中制备方法包括：将羟基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷加入到甲苯溶剂中，加热搅拌10min后加加入甲基乙烯基mq树脂，经搅拌混合均匀后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡，升温至110℃搅拌反应4h，冷却至室温后依次加入聚异丁烯、过氧化苯甲酰、含氢硅油、炔醇和氯铂酸催化剂混合均匀，静置消泡后涂布测试。

6、该发明制得的有机硅oca耐弯折性能好，但是该申请制备的有机硅oca水汽阻隔性能与耐水煮性能均不理想，无法满足多种环境应用对oca的要求。

7、又如申请号为cn202011617956.8的中国专利公开的一种有机硅胶黏剂、有机硅oca及其制备方法和应用，其中制备过程中加入大分子改性硅烷偶联剂，使分子之间具备更高的键合强度，同时提高oca胶体的整体模量与粘接力保持性，有效解决普通oca因模量上升导致粘接力下降的问题。但是该发明制备的有机硅oca水汽阻隔性能与耐水煮性能均不理想，无法满足多种环境应用对oca的要求。

8、为了解决目前oca的水汽阻隔性能问题，本发明提供了一种硅基压敏胶组合物、光学胶带及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硅基压敏胶组合物、光学胶带及其制备方法，使其满足环境变化与应用多样化的需求。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种硅基压敏胶组合物，包括如下重量份的物质：

4、

5、

6、较为优化地，甲基乙烯基生胶结构式为

7、rme2sio[sime2o]n[simevio]m sime2r；

8、其中，r代表甲基或者乙烯基，乙烯基官能团质量分数为0.00001～0.0005％；

9、n、m代表聚合度，n＝0～100，m＝1～50。

10、较为优化地，甲基乙烯基mq硅树脂结构式为

11、(ch3)2(ch2＝ch)si01/2]a[(ch3)3si01/2]b[si04/2]c；

12、其中，(ch3)2(ch2＝ch)si01/2]a[(ch3)3si01/2]b为m结构，[si04/2]c为q结构，m:q＝0.5～1：1，乙烯基官能团质量分数为0.05～2％。

13、较为优化地，甲基含氢硅油结构式为

14、[(ch3)3sio1/2]a[(ch3)r1sio2/2]b[r2sio3/2]c[sio4/2]d；

15、其中，r1和r2分别独立地代表氢基或含氢基活泼官能团，a＝2～10，b＝1～5，c＝2～5，d＝0～10，氢基或含氢基活泼官能团质量分数为0.5～1.6％。

16、较为优化地，乙酰丙酮铝交联剂分子结构式为

17、

18、其中，乙酰丙酮铝质量分数为5～10％。

19、较为优化地，甲基mq增粘硅树脂结构式为

20、[(ch3)3si1/2]a[sio4/2]b；

21、其中，[(ch3)3si1/2]为m,[sio4/2]为q，m:q＝0.5～1：1；甲基mq增粘硅树脂中羟基含量质量分数为0.5～1％。较为优化地，硅烷化反应树脂组合物分子结构式为第一组合物：

22、

23、第二组合物：

24、

25、其中，第一组合物中活性环氧基团与第二组合物中活性氨基基团反应过程为

26、(1)、ch2ochch2-r1+r2-nh2→r2-nh2ch2ch(oh)ch2-r1；

27、(2)、r2-nh2ch2ch(oh)ch2-r1+ch2ochch2-r1→r2-n[ch2ch(oh)ch2r1]2。

28、较为优化地，硅基防水剂包括六甲基二硅氧烷烃、甲基硅酸钠粉末、聚甲基三乙氧基硅烷、甲基硅醇钠、乙基硅醇钠和聚乙基羟基硅氧烷中的至少一种。

29、较为优化地，纳米结构疏水剂为疏水性气相二氧化硅包括赢创aerosil r812s、瓦克hdk h2000或者卡博特cab-o-sil ts720中的至少一种。

30、较为优化地，硅酮基抑制剂为3-(三甲基硅基)丙炔醇、1-乙炔基-1-环己醇和1-乙炔基环己醇中的至少一种。

31、较为优化地，铂金催化剂为speier铂金催化剂、卡斯特铂金催化剂和聚硅氧烷络合物铂金催化剂中的至少一种，其中铂金属的浓度为5000～10000ppm。

32、较为优化地，有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯和异构烷烃中的至少一种。

33、本发明还提供一种硅基压敏胶带的制备方法，用于制备包含上述任意一种硅基压敏胶组合物的oca光学胶带，包括如下步骤：

34、s1：将甲基乙烯基生胶、甲基乙烯基mq硅树脂、甲基含氢硅油、乙酰丙酮铝交联剂、甲基mq增粘硅树脂、甲基mq高疏水性硅树脂、硅烷化反应树脂组合物、硅基防水剂、纳米结构控制剂、硅酮基抑制剂、2/3重量比有机溶剂按照上述份量加入玻璃反应釜中，在低温环境下溶解、搅拌均匀至无色透明，冷却至室温，然后加入铂金催化剂和1/3重量比有机溶剂，在常温环境条件下，搅拌均匀，即制硅基压敏胶组合物；

35、其中，低温环境温度为50～70℃；搅拌时间为2～4h；搅拌桨转速为500～1000r/min。

36、s2：通过刮刀涂布机将硅基压敏胶组合物均匀涂覆在重离型膜上，加热固化，冷却后覆上轻离型膜，然后将其至于50℃环境中熟化72小时，即制成一种高阻隔湿气与耐水煮、低透湿性的有机硅oca光学胶带；

37、其中，刮刀涂布机固化温度为120～150℃；固化时间5～10min。

38、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

39、(1)本发明中，主要利用甲基mq高疏水性硅树脂中氢基或含氢基活泼官能团：-[(ch3)2hsio1/2]x特殊的分子结构以及[(ch3)2hsio1/2]x[(ch3)3sio1/2]y[sio4/2]z分子结构表面高拒水性等物理性质，在特定条件下，与乙烯基生胶/乙烯基树脂发生加成反应，具体反映过程如下：

40、

41、通过在硅橡胶三维交联网络中引入-[(ch3)2sio1/2]x[(ch3)3sio1/2]y[sio4/2]z刚性基团，有效降低了分子链与交联网络的柔性，提高了硅基压敏胶弹性体玻璃化转变温度(tg)，大幅提升光学oca阻隔湿气与耐水煮、低透湿气的性能。

42、现有的硅胶压敏胶一般具有双tg，较高的tg点一般为10～20℃，本发明制得的硅胶压敏胶可将tg点大幅度提高到20～40℃。

43、(2)本发明中，应用了乙酰丙酮铝交联剂，其化学结构式为：al(c5h7o2)3，其分子中含有三个乙酰丙酮基团和一个铝基团，乙酰丙酮/铝基团与乙烯基生胶/树脂以及甲基mq硅树脂中的羟基，在特定条件下发生配位反应与桥联反应，能够在硅基压敏胶弹性体表面形成一层致密的保护膜，使得水分子难以浸入，能够有效地阻止湿气渗透，使得硅基压敏胶弹性体网络达到了高阻隔湿气与耐水煮、低透湿性的功能；甲基mq高疏水性硅树脂的引入，更是提高了表面交联密度，进一步提升产品疏水性和耐温性。

44、(3)本发明中，在硅基压敏胶弹性体三维交联网络中引入r2-n[ch2ch(oh)ch2r1]2大分子刚性基团，增强硅基骨架结构，提高了硅基压敏胶弹性体玻璃化转变温度(tg)，有效提升光学oca阻隔湿气与耐水煮、低透湿气的性能。

45、(4)本发明中，通过引入硅基防水剂和无机纳米结构疏水剂等，与硅基三维交联网络有效形成协同疏水、阻水作用，使得硅基压敏胶弹性体网络不仅达到了高阻隔湿气与耐水煮、低透湿性的功能，而且得到了优秀的光学性能、力学强度和可靠稳定性。

46、(5)本发明中，采用含氢基的甲基mq硅树脂，与甲基乙烯基mq硅树脂相比，具有更强疏水性，可直接参与交联反应，提高交联密度，提高耐温性。