[发明专利]层合粘合剂组合物及其应用

说明书

本公开涉及两部分有机硅层合粘合剂组合物，其在室温下使用基于钛和/或锆的催化剂经由缩合固化化学法进行固化。所述组合物包含(i)至少一种可缩合固化的甲硅烷基封端的聚合物，其每分子具有至少一个、通常至少2个能水解基团和/或羟基官能团；(ii)交联剂，以及(iii)缩合催化剂，其选自钛酸盐和锆酸盐；其中聚合物(i)不与交联剂(ii)和催化剂(iii)贮存在相同部分中；并且其中催化剂(iii)以摩尔量存在，所述摩尔量为在所述组合物的部分中累积存在的水分的至少50％，并且其中聚合物(i)中的硅键合的羟基基团与交联剂(ii)中的能水解基团的摩尔比在0.15以上；并且聚合物(i)中的所述硅键合的羟基基团与M‑OR官能团的摩尔比大于10，其中M为钛或锆。

本公开一般涉及两部分有机硅层合粘合剂组合物，其在室温下使用基于钛和/或锆的催化剂通过缩合固化化学法进行固化。

基本上没有现有溶液可在室温下进行层合刚性基板、同时提供耐久的粘附性和良好的透光性。用于刚性基板(例如玻璃基板)的现有层合溶液涉及高温处理，并且在一些情况下涉及高压条件。例如，层合刚性基板的一种广泛方法是使用在两个基板之间熔融然后固化的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)片材。该方法需要单独的后续高温和高压步骤以移除基板之间的任何残余的夹带空气。用于刚性基板的另一种层合溶液涉及使用可固化乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)片材。该方法需要大型真空机在高温(通常为150℃)下长时间运行(10分钟或更多)。此外，所有这些现有方法在风化条件下具有与材料降解有关的问题(例如泛黄和透光率损失)。依赖于纯热塑性材料(诸如PVB)的一些方法在暴露于升高的运行温度时具有两个刚性基板的相对蠕变风险。

使用缩合固化的有机硅组合物作为层合粘合剂的潜在用途具有吸引力，因为它们在室温下固化，从而通过避免固化其它体系如硅氢加成所需的热能而将是节能的。然而，它们确实产生了它们自身的问题，因为通过它们的化学性质，它们在缩合固化过程期间释放挥发性副产物。这些挥发性分子的释放导致固化层合粘合剂的主体中产生气泡，当固化层合粘合剂被限制在气体不可渗透的基板和覆板之间时，这可能是特别有问题的，当使用玻璃、金属或陶瓷基板和/或覆板时，这是常见的情况，但是当使用的两个透明材料板具有截留在层合体内的气泡、从而削弱可见度时，这是最容易看到的。

在25℃下高粘性的缩合固化组合物例如＞50,000mPa.s的组合物具有如下优点：它们可在组装前施加在两块板上，这可有利于加速层合过程，但此类高粘度的组合物在固化过程期间更易于夹带空气和气泡。相比之下，低粘度制剂具有更容易地释放孔隙和气泡的优点，但是将需要更大量的交联剂，这可导致通过固化过程释放出更多的流出物。

在许多应用中，对光电元件进行层合以提供附加的保护，使其免受环境因素(例如风雨)的侵害。然而，在许多应用中，气泡被截留在层合粘合剂中，这可弱化光电元件和电子制品的机械特性、电特性和美观特性。因此，此类层合体仍有改善的余地。

在许多情况下，用作涂料、灌封和包封材料的有机硅基材料如弹性体或凝胶必须保持与基板和/或其它材料的粘合性。例如，在电子器件方面，凝胶是固化以形成极柔软材料的特殊类型的封装剂。它们用于向敏感电路提供高水平的应力消除。凝胶和弹性体两者在电子器件中执行许多重要功能。它们的主要工作是通过以下方式保护电子组件和电子部件免受恶劣环境的影响：用作电介质绝缘物，保护电路免受水分和其它污染物的影响，减轻部件的机械和热应力。在此类情况下，除了通过涂层或包封材料的电连接器和导体之外，凝胶还需要附着到电子器件和电子部件和印刷电路板。

形成此类有机硅基材料的材料基于加成固化化学物质是昂贵的，即它们借助于通常为铂基化合物的催化剂通过硅烷基团与不饱和碳基团的反应而固化。从历史上看，该行业对于这些应用优选该类型的加成固化组合物，因为它们立即在化合物的整个主体内固化，在几分钟内形成固化的凝胶材料，同时缩合固化体系显著较慢，钛酸盐固化的缩合过程每6mm深度的未固化材料体可花费长达7天的固化。锡固化的缩合系统会在短时间内固化，但是不是例如电子应用所需的，因为它们在高于80℃的温度下发生可逆(即解聚)。此外，锡催化的组合物需要含水成分，通常为能够固化的填料。