[发明专利]光学清晰的高折射率粘合剂

说明书

技术领域

本公开整体涉及粘合剂，具体地涉及光学清晰、可热熔融加工并且具有高折射率的粘合剂。

背景技术

粘合剂已用于各种标记、固定、保护、密封和掩蔽用途。粘合带通常包括背衬或基底以及粘合剂。一种类型的粘合剂，压敏粘合剂(PSA)对于许多应用是特别优选的。

PSA为本领域普通技术人员所熟知，其在室温下具有某些特性，这些特性包括以下：(1)有力而持久的粘着力；(2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)具有足够固定到粘附体上的能力；以及(4)足够的内聚强度以使其从粘附体干净地移除。已发现可很好地用作PSA的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性，从而使得粘着力、剥离粘附力和剪切强度达到所需平衡的聚合物。用于制备PSA最常用的聚合物为天然橡胶、合成橡胶(例如，苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)和苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物)和各种(甲基)丙烯酸酯(例如，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)共聚物。除了若干(甲基)丙烯酸酯(其为固有发粘的)之外，这些聚合物通常与适当增粘树脂共混以使它们为压敏的。

其中，在粘合剂领域中已取得的进展是在封装件或壳体中制备的粘合剂和具有高折射率的粘合剂。已在封装件和壳体中制备的粘合剂在例如美国专利6,294,249和6,928,794(Hamer等人)中有所描述。另外，具有高折射率的压敏粘合剂在美国专利7,335,425(Olson等人)中有所描述。

发明内容

本文描述了粘合剂组合物，典型地压敏粘合剂组合物，其具有一系列所需的特性，诸如光学清晰、可热熔融加工且具有高折射率。本发明还公开了制备此类粘合剂的方法。粘合剂组合物包含第一弹性体聚合物和低分子量聚合物添加剂。第一弹性体聚合物和低分子量聚合物添加剂形成酸碱相互作用，意指如果第一弹性体聚合物具有多个酸性官能团，那么低分子量聚合物添加剂具有多个碱性官能团。相反地，如果第一弹性体聚合物具有多个碱性官能团，那么低分子量聚合物添加剂具有多个酸性官能团。粘合剂组合物的折射率高于第一弹性体聚合物的折射率。粘合剂组合物可以是光学透明或光学清晰的并且可包含具有高于第一弹性体聚合物的折射率的附加区。这些区可包括液体、聚合物、添加剂或颗粒。

本发明还公开了用于制备粘合剂组合物的方法，该方法包括提供第一弹性体聚合物、提供低分子量聚合物添加剂、将第一弹性体聚合物与低分子量聚合物添加剂混合以形成混合物，以及使混合物和基底的表面接触以在基底上形成粘合剂组合物。第一弹性体聚合物和低分子量聚合物添加剂形成如上所述的酸碱相互作用，并且粘合剂组合物的折射率高于第一弹性体聚合物的折射率。

在一些实施方案中，第一弹性体聚合物与低分子量聚合物添加剂的混合在一种或多种溶剂中进行。在其它实施方案中，混合以热熔融混合方式进行。当第一弹性体聚合物与低分子量聚合物添加剂的混合以热熔融混合方式进行时，第一弹性体聚合物可包含在热塑性聚合物壳体中。

具体实施方式

粘合剂，特别是压敏粘合剂在诸如医学、电子、汽车、能源和光学行业之类的领域中的使用与日俱增。除了传统的粘着力、剥离粘附力和剪切保持力之外，这些行业的需求对压敏粘合剂寄予了额外的要求。为满足对压敏粘合剂日益苛刻的性能要求，需要新型材料。其中，对于新型压敏粘合剂的性能要求是光学特性诸如光学透明或光学清晰。

光学制品中粘合剂使用的一个问题在于许多光学基底具有比粘合剂高的折射率。光学基底的示例包括例如光学膜和诸如玻璃板和透明聚合物板的刚性光学基底。折射率的差异致使光在粘合剂-基底界面处发生折射。此折射可能是有害的，因为它导致清晰度的损失并且抑制光的传输。

此问题的一种解决办法是使用具有较低折射率的光学基底以更好地匹配粘合剂的折射率。此解决方案通常是不切实际的，因为这将需要改变用于制备光学基底的材料。例如，用由较低折射率的聚合物材料制备的窗口或观察屏替换玻璃窗口或观察屏是极其昂贵的并且将需要整个光学行业的大规模改变。