[发明专利]一种增硬聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增硬聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法，利用纳米蒙脱土/UA支化物制备技术、结合超细研磨，开发新型硬化胶黏剂配方，解决了目前硬化涂料硬度和韧性此消彼长的技术难题，研制出了一种新型综合性能优异的柔性显示硬化涂层材料，本发明硬化涂层材料可用于柔性显示器盖板、液晶显示器背光模组和柔性保护等诸多领域。

技术领域

本发明属于高分子化合物材料领域，具体涉及一种增硬聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法。

背景技术

柔性显示技术逐步兴起，可折叠正在从概念转变为实际，三星和华为相继发布可折叠手机，在可折叠显示器件中，原来的传统材料已经不再适合。柔性显示具有可弯折、高清晰度、高色域饱和度的特点，然而，实际应用中，柔性屏的基板同时也存在着硬度低，耐外力破坏性差的缺点，因此稳定可靠的盖板材料决定了柔性屏使用的寿命与舒适度。高硬度高柔性高透明盖板材料是柔性显示器的关键材料，其硬度等性能需通过表面涂覆增硬涂料达到。

目前国内外塑料加硬方法中，使用加硬涂料具有成本低、施工工艺简单、对基材性能影响小等优点，综合效果最好。而用于表面涂覆增硬的涂料中，聚氨酯丙烯酸酯(PUA)树脂固化速度快、柔韧性好、对基材的良好附着力和机械性能良好且易调节，是最佳UV硬化涂料种类。UV固化PUA是以聚氨酯为主体，然后将含双键的丙烯酸酯引入到聚氨酯分子链末端，最后在光引发剂的作用下引发双键的交联反应的一种树脂。按照其加硬机理，目前国内外提高涂层硬度的方法有五种。

1)提高体系交联密度

有研究用季戊四醇四(3-巯基丙酸)(PETMP)为交联剂提高PUA的硬度，也有用三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、末端含多个双键的甲基丙烯酸酯大豆油(AESO)、端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)、KH-570或八乙烯基POSS作为交联剂引入到PUA中，提高硬度；日本专利JP2007204567A、JP2006057025A、JP2007246805A等分别用环氧乙烷改性的二甲基聚硅氧烷、有机铋化合物、乙烯不饱和单体与树脂单体共聚，制备高硬度涂层材料。

提高体系交联密度，可以使涂层的交联网络结构更为紧密，链运动的自由空间更为狭小，从而涂层的硬度得到提高，但韧性下降。

2)增强氢键作用

现有技术有用植物油基多元醇改性PUA、聚碳酸酯二醇(PCD)和聚四氢呋喃二醇(PTMEG)或聚丙烯酸酯乳液提高分子间氢键作用，提高涂层硬度；中国专利CN104199128A、CN110358439A、CN109810555A、CN106896424A和日本专利JP2014080498A分别用含羟基官能团的聚醚表面活性剂、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯预聚物、2(2-乙氧基)乙基丙烯酸酯、具有两个丙烯醇基的光硬化性弹性体组合物等与树脂单体共聚，制备高硬度涂层材料。

增加氢键作用能促进聚合物分子链间的物理交联，从而提高硬度，但效果不明显且热稳定性较差。

3)引入刚性基团

现有技术有用三聚氰胺引入到PUA的分子骨架中，提高PUA的硬度；或用二元酸改性环氧多元醇、提高丙烯酸酯单体用量、降冰片烷二甲胺等提高PUA的硬度；日本专利JP2010007004A、JP2007046047A和中国专利CN101255289A用含芴骨架丙烯酸酯、含有芳香环的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、具有芳香环的单官能团(甲基)丙烯酸酯、环状单官能丙烯酸酯、苯乙烯共聚物等与树脂单体共聚，制备高硬度涂层材料。

引入刚性基团，可提高分子刚性、增加涂层对外力的抵抗能力，提高硬度，但韧性下降。

4)加入无机纳米填料