一种光学胶组合物、一体黑OCA光学胶带及其制备方法和应用与流程

本发明属于胶黏剂，具体涉及一种光学胶组合物、一体黑oca光学胶带及其制备方法和应用。

背景技术：

1、手机、平板电脑、电脑、电视等屏幕点亮后可以清晰的看出黑色边框的存在，屏幕熄灭后屏幕与边框融为一体，非常美观，这是因为屏幕玻璃与边框一样都是黑色，在屏幕熄灭后才能保证颜色的一致。

2、目前，为了实现显示屏的一体黑效果，主要是通过制造黑色屏幕，如对液晶显示面板玻璃进行“烟熏”工艺处理，使玻璃颜色与边框颜色一致；又或者在屏幕贴合用的光学胶中填充炭黑，使其屏幕区域与边框颜色达到一致；其中，“烟熏”工艺处理不仅会增加工艺的复杂性，而且“烟熏”面板玻璃黑度均匀性难以把控；另外，在光学胶液中添加炭黑的方案，由于炭黑易团聚、高表面能的特性会导致光学胶液在制备完成后短时间内就出现炭黑团聚分散不均的问题，从而导致后续涂布固化得到的oca光学胶带外观出现不规则条纹、色花等现象，进而导致的oca光学胶带的透过率及其他性能局部差异大或不合格的问题。

3、此外，普通炭黑的加入也会导致oca光学胶带的雾度和黄变b值的上升，雾度的增大会导致屏幕和边框的差异性更明显，不利于一体黑效果的实现，黄变b值的上升表现为oca光学胶发黄，影响色度一致性。

4、因此，针对上述技术问题，继续开发一种具有优异相容性、分散性、存储稳定性和涂布均匀性的光学胶组合物。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光学胶组合物、一体黑oca光学胶带及其制备方法和应用，所述光学胶组合物具有良好的相容性、分散性、存储稳定性和涂布均匀性，有效解决了常规光学组合物涂布成膜后容易出现的条纹、花纹等外观问题，同时能够使进一步得到的一体黑oca光学胶带具有一体黑效果，还兼具优异的粘结性能、光学性能、力学性能和老化可靠性能。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种光学胶组合物，所述光学组合物按照重量份包括如下组分：

4、

5、所述改性炭黑浆的制备原料包括氧化炭黑粉、二异氰酸酯和羟基丙烯酸树脂。

6、本发明提供的光学胶组合物包括特定份数的聚丙烯酸树脂、增粘树脂、改性炭黑浆和光引发剂，通过限定所述改性炭黑浆的制备原料包括氧化炭黑粉、二异氰酸酯和羟基丙烯酸树脂，使得到的光学胶组合物具有良好的相容性、分散性、存储稳定性和涂布均匀性，进而有效解决了涂布成膜后容易出现的条纹、花纹等外观问题，同时能够使进一步得到的一体黑oca光学胶带具有一体黑效果，还兼具优异的粘结性能、光学性能、力学性能和老化可靠性能；

7、具体而言，上述改性炭黑浆的制备原料包括氧化炭黑粉、二异氰酸酯和羟基丙烯酸树脂，首先，由于上述氧化炭黑粉表面具有较多的活性官能团，进而其能够与二异氰酸酯一端的异氰酸酯基团进行反应，然后，利用所述二异氰酸酯另一端的异氰酸酯基进一步与具有羟基的羟基丙烯酸树脂进行反应，最终，得到接枝有羟基丙烯酸树脂的氧化炭黑粉；本发明提供的光学胶组合物通过添加上述改性炭黑浆，不仅能够使进一步得到的一体黑oca光学胶带具有一体黑效果，胶雾度低，黄变b值低，且还够兼具优异的粘结性能、绝佳的光学性能、力学性能和老化可靠性能，同时还有效地提高了炭黑在聚丙烯酸树脂中的分散性和均匀性，使所述光学胶组合物具有优异的存储稳定性和涂布均匀性，不会出现涂布条纹、色花等分散不均现象的问题。

8、优选地，所述聚丙烯酸树脂的数均分子量为80～200万，例如100万、120万、140万、160万或180万等。

9、优选地，所述聚丙烯酸树脂的粘度为18000～25000cps，例如19000cps、20000cps、21000cps、22000cps、23000cps或24000cps等，测试温度为25℃。

10、优选地，所述增粘树脂包括氢化松香树脂、松香树脂、萜烯酚醛树脂、季戊四醇松香酯或c5石油树脂中的任意一种或至少两种的组合。

11、优选地，所述光引发剂包括羟基环己烷苯酮(184)、三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二(对甲苯基)氧化膦(tmo)、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)或2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮(369)中的任意一种或至少两种的组合。

12、优选地，所述改性炭黑浆的固含量为60～80％，例如62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、76％或78％等。

13、优选地，所述改性炭黑浆的运动粘度≤7000mm2/s，例如6500mm2/s、6000mm2/s、5500mm2/s、5000mm2/s、4500mm2/s、4000mm2/s、3500mm2/s或3000mm2/s等，测试温度为40℃。

14、优选地，所述改性炭黑浆中改性炭黑粉的粒径＜1μm，例如0.9μm、0.8μm、0.7μm、0.6μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm、0.2μm或0.1μm等。

15、优选地，所述改性炭黑浆通过将氧化炭黑粉、二异氰酸酯和羟基丙烯酸树脂进行反应后得到；由于所述氧化炭黑粉表面具有较多的活性官能团(例如羟基、羧基等)，其可以与二异氰酸酯一端的异氰酸酯基进行反应，再利用二异氰酸酯另一端的异氰酸酯基与羟基丙烯酸树脂中的羟基进行反应，得到丙烯酸树脂接枝的改性炭黑浆。

16、优选地，所述氧化炭黑粉通过炭黑粉经氧化处理后得到。

17、优选地，所述氧化处理的方法包括：将炭黑粉和氧化剂溶液进行混合，完成所述氧化处理。

18、优选地，所述氧化剂溶液中氧化剂的含量为1～5mol/l，例如1mol/l、2mol/l、3mol/l、4mol/l或5mol/l等。

19、优选地，所述氧化剂包括硫酸钠、硝酸、酸性高锰酸钾或高氯酸中的任意一种或至少两种的组合。

20、优选地，所述氧化处理的温度为70～90℃，例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃等。

21、优选地，所述氧化处理的时间为6～9h，例如6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h或9h等。

22、优选地，所述氧化处理结束后还包括抽滤、洗涤、干燥、研磨分散和过筛处理的步骤。

23、优选地，所述改性炭黑浆的制备原料中羟基和异氰酸酯基团的摩尔比为(1.1～3.5):1，例如1.5:1、2:1、2.5:1、3:1或3.5:1等。

24、需要说明的是，此处的羟基包括改性炭黑浆中的羟基以及羟基丙烯酸树脂中的羟基；一方面，如果改性炭黑浆的制备原料中羟基和异氰酸酯基团的摩尔比过大，则会在氧化炭黑粉表面残留过多的羟基，容易互相聚集发生沉降，进而影响浆液的稳定性；另一方面，如果改性炭黑浆的制备原料中羟基和异氰酸酯基团的摩尔比过小，残留的异氰酸酯基团会影响oca光学胶的耐老化性能，且残留的异氰酸酯基团过多，还可能会在浆液制备过程中出现凝胶现象。

25、优选地，所述氧化炭黑粉和羟基丙烯酸树脂的质量比为1:(2～4)，例如1:2.2、1:2.4、1:2.6、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.4、1:3.6或1:3.8等。

26、优选地，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

27、优选地，所述羟基丙烯酸树脂的粘度为20000～30000mpa·s，例如22000mpa·s、24000mpa·s、26000mpa·s或28000mpa·s等，测试温度为30℃。

28、优选地，所述羟基丙烯酸树脂的数均分子量为100～120万，例如102万、104万、106万、108万、110万、112万、114万、116万或118万等。

29、优选地，所述羟基丙烯酸树脂的羟基含量为0.5～2mmol/g，例如0.7mmol/g、0.9mmol/g、1.1mmol/g、1.3mmol/g、1.5mmol/g、1.7mmol/g或1.9mmol/g等。

30、优选地，所述改性炭黑浆的制备原料还包括催化剂、单体稀释剂和分散剂中的任意一种或至少两种的组合。

31、优选地，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二丁基锡、双(马来酸单丁酯)二丁基锡、马来酸二正辛基锡、硫醇盐类催化剂或双(硫基羧酸)酯中的任意一种或至少两种的组合。

32、优选地，所述单体稀释剂包括丙烯酸异辛酯、双环戊二烯丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯或丙烯酸十三脂中的任意一种或至少两种的组合。

33、优选地，所述分散剂包括丙烯酸酯嵌段共聚物、改性丙烯酸酯嵌段共聚物、不饱和酸性多元羧酸聚合物、聚醚磷酸酯、聚多羧基季铵盐或环氧聚醚中的任意一种或至少两种的组合。

34、优选地，以所述氧化炭黑粉的质量为100％计，所述分散剂的质量为28.7～33％，例如29％、30％、31％或32％等。

35、优选地，所述改性炭黑浆具体通过如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：

36、(1)将氧化炭黑粉和单体稀释剂进行混合，加入二异氰酸酯和羟基丙烯酸树脂进行混合，再加入催化剂进行反应，得到改性炭黑混合液体；

37、(2)将步骤(1)得到的改性炭黑混合液体和分散剂进行混合，经研磨，得到所述改性炭黑浆。

38、优选地，步骤(1)所述混合的时间为1～10min，例如2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min或9min等。

39、优选地，步骤(1)所述反应的温度为60～80℃，例如62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃或78℃等。

40、优选地，步骤(1)所述的反应时间为7～9h，例如7.2h、7.4h、7.6h、7.8h、8h、8.2h、8.4h、8.6h或8.8h等。

41、优选地，步骤(2)所述研磨的研磨介质为氧化锆珠。

42、优选地，所述氧化锆珠的粒径为0.1～2mm，例如0.3mm、0.6mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm或1.8mm等。

43、优选地，步骤(2)所述研磨的时间为1～3h，例如1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h或2.8h等。

44、优选地，步骤(2)所述研磨的转速为100～200rpm，例如120rpm、140rpm、160rpm、180rpm或200rpm等。

45、优选地，所述光学胶组合物中还包括10～40重量份(例如15重量份、20重量份、25重量份、30重量份或35重量份等)的活性稀释剂。

46、优选地，所述活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、丙烯酸十三脂、丙烯酸异辛酯、双环戊二烯丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任意一种或至少两种的组合。

47、优选地，所述光学胶组合物中还包括0.02～0.5重量份(例如0.05重量份、0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份或0.4重量份等)的偶联剂。

48、优选地，所述偶联剂包括甲基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

49、优选地，所述光学胶组合物还包括0.02～0.2重量份(例如0.05重量份、0.07重量份、0.09重量份、0.1重量份、0.13重量份、0.16重量份或0.19重量份等)的交联剂。

50、优选地，所述交联剂包括三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二缩水甘油醚或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

51、第二方面，本发明提供一种一体黑oca光学胶带，所述一体黑oca光学胶带包括依次设置的第一离型膜、光学胶层和第二离型膜；

52、所述光学胶层由如第一方面所述的光学胶组合物固化后得到。

53、优选地，所述光学胶层的厚度为25～200μm，例如40μm、60μm、80μm、100μm、120μm、140μm、160μm或180μm等。

54、优选地，所述第一离型膜和第二离型膜各自独立地选自非硅类离型膜或氟素离型膜中的任意一种。

55、优选地，所述第一离型膜和第二离型膜的离型力之差的绝对值为5～40g/in，例如10g/in、15g/in、20g/in、25g/in、30g/in或35g/in等，更优选5～30g/in。

56、优选地，所述第一离型膜的厚度为25～125μm，例如35μm、55μm、75μm、95μm或115μm等。

57、优选地，所述第一离型膜的离型力为1～10g/in，例如2g/in、3g/in、4g/in、5g/in、6g/in、7g/in、8g/in或9g/in等。

58、优选地，所述第二离型膜的厚度为75～188μm，例如80μm、100μm、120μm、140μm、160μm或180μm等。

59、优选地，所述第二离型膜的离型力为10～40g/in，例如15g/in、20g/in、25g/in、30g/in或35g/in等。

60、第三方面，本发明提供一种如第二方面所述一体黑oca光学胶带的制备方法，所述制备方法包括如下方法a或方法b；

61、所述方法a包括：在第一离型膜的一侧涂覆如权利要求1～5任一项所述的光学胶组合物，经uv固化，再贴合第二离型膜，得到所述一体黑oca光学胶带；

62、所述方法b包括：在第一离型膜的一侧涂覆如权利要求1～5任一项所述的光学胶组合物，再贴合第二离型膜，经uv固化，得到所述一体黑oca光学胶带。

63、优选地，在方法a和方法b中，所述涂覆的方法各自独立地包括狭缝涂布、逗号刮刀涂布、网纹涂布、微凹涂布、转印涂布或喷涂中任意一种。

64、优选地，在方法a和方法b中，所述固化的能量各自独立地为30～1000mw/cm2，例如50mw/cm2、100mw/cm2、200mw/cm2、400mw/cm2、600mw/cm2或800mw/cm2等。

65、优选地，在方法a和方法b中，所述固化的时间各自独立地为3～15min，例如5min、7min、9min、11min或13min等。

66、第四方面，本发明提供一种显示屏，所述显示屏包括如第一方面所述的光学胶组合物、如第二方面所述的一体黑oca光学胶中的至少一种。

67、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

68、(1)本发明提供的光学胶组合物包括特定份数的聚丙烯酸树脂、增粘树脂、改性炭黑浆和光引发剂，通过限定所述改性炭黑浆的制备原料包括氧化炭黑粉、二异氰酸酯和羟基丙烯酸树脂；一方面，有效提高了炭黑与光学胶基体的相容性，使得到的光学胶组合物具有良好的相容性、分散性、存储稳定性和涂布均匀性，进而能够有效解决普通炭黑与光学胶基体相容性差，储存稳定性不佳，进而导致最终涂布固化的oca光学胶成品率低，出现涂布条纹、色花等分散不均现象的问题；另一方面，本发明提供的光学胶组合物添加的改性炭黑浆与聚丙烯酸树脂、增粘树脂等组分可以发挥协同作用，使所述光学胶组合物进一步制备得到的一体黑oca光学胶带具有雾度低，黄变b值低，一体黑效果更优异的优势；

69、(2)具体而言，本发明提供的光学胶组合物的固化程度可以达到100％，制得到的一体黑oca光学胶带不仅颜色均匀，并可以通过控制改性炭黑浆中改性炭黑的添加量，调制其透过率为5～90％，同时还具有可靠性性能优异，耐老化好、粘接强度高以及对模切工艺操作友好等优势。