UV光固化胶粘剂面临的三大挑战
作者:admin   日期:2021/9/7

一、UV固化技术层面

在UV固化技术方面,提高官能团以及单体的UV固化转化率,降低固化的体积收缩率对于提高UV胶的性能、扩展应用性能特别重要。

残留的官能团会使得光固化后的粘合剂层的性能逐步变化,比如可能硬化、收缩、破坏粘接层;单体转化不完全,固化物会产生异味或刺激性气味,影响UV-PSA的可使用性;固化过程的体积收缩越小,粘合剂的粘接力越强,界面变形越小,这对光电子功能器件的粘接非常关键。

自由基UV胶的体积收缩一般大于5%,阳离子UV胶的体积收缩可以很小,但光产酸剂的分解物对一些应用有影响,同时原料品种有限,导致阳离子UV胶应用有限。

二、基于天然产物以及生物质的UV树脂、高分子质量低黏度UV树脂、高折射率UV原料

开发基于天然产物以及生物质的UV固化树脂,开发高分子质量低黏度的UV固化树脂,制备高折射率的UV固化原材料。天然产物或生物质原料的UV固化树脂,可以完全分解,回归自然,对环境和生态的影响小,以此开发UV复合胶、UV-PSA的经济和社会意义都很大。

UV树脂通常是分子质量在一万以下的齐聚物,高分子质量的树脂黏度大,需要稀释剂降低黏度,但高分子质量的树脂,即使所带的官能团少也可以快速固化,氧阻聚不明显,体积收缩小,非常适合高性能UV-PSA;用高分子质量低黏度的UV固化树脂可以开发出耐候性好、粘接力强而稳定的UV建筑胶,可用于新型安全玻璃、节能玻璃,有巨大的应用市场。

目前还没有成熟的高分子质量低黏度的UV固化树脂的制备方法高折射率的UV固化材料是大功率LED的封装、蓝宝石光学器件粘接的关键材料。通常有机材料的折射率在1.6以下,而且高折射率材料通常带颜色,耐热性不好;需要采用有机-无机纳米复合才可能得到颜色浅、折射率高于1.7,耐热性较好的材料。可以找到一些制备高折射率材料的实验室方法。

三、高阻隔性UV胶、光固化异向导电胶(UV-ACF)、高耐水性“无影胶”、高强度UV复合胶、 UV医用胶

高阻隔性UV胶、光固化异向导电胶(UV-ACF)、高耐水性“无影胶”、高强度UV复合胶、 UV医用胶等新产品和技术都待开发。

柔性、可卷曲光电子器件都需要UV胶进行粘接和封装,高透明高阻隔性封装胶是关键材料。现有的有机材料的氧气、水的渗透率低了4~5个数量级,需要与最近刚出现的厚度仅几十微米的可卷曲的玻璃复合,才有望达到阻隔性能的要求。

异向导电胶(ACF)是液晶等离子等显示器件的定向导电材料,在电视机、电脑、触摸屏以及智能可穿戴电子产品中用途广泛,其结构和导电机理如下图所示,图中的小元点代表高导电的微球,粒径小于10μm,在ACF中的填充量通常小于10%

图为包含固化剂、需要低温保存、预涂在离型基材上的带状ACF,使用时去除上下离型层、贴合、热压固化;压合后多余的导电微球被挤到空隙处,留在上下微电极间的微球导通电路,与左右的微球不接触,导电性被限制在上下方向。

热固化的ACF如果改成UV固化,可以使运输保存的条件大为宽松无需低温存放的严格要求固化过程无需加热粘接后无热应力残留也更高效和快速由于ACF中的导电粒子含量不多,采用光固化是可能的,但由于在贴合时电极可能仅部分透光,需要从贴合侧面曝光,固化深度可能需要达到10mm级,有一定的困难,需要新的固化技术。



(异向导电胶(ACF)的结构和导电机理)

“无影胶”广泛用于玻璃、钟表、工艺装饰工艺品等的粘接和制造,使这些产品的生产过程大为简化,但目前的"无影胶"耐水性不够,比如不能用于鱼缸一类玻璃制品的粘接或封边。对玻璃一类极性基材,需要极性的官能团提供粘接力,但极性的官能团亲水性高,耐水性不足。需要新的技术和专用树脂来开发对玻璃的呈高粘接力的高耐水性“无影胶”。

聚酯膜PET的光学性能好,强度高,阻隔红外线的PET防曝膜技术也成熟,如果有高强度的PET胶,可以形成一系列产品,例如新的建筑节能安全玻璃、安全玻璃膜,采用UV固化的方式生产。

目前的防曝膜对玻璃的粘接力尚可,但还达不到安全玻璃的长期稳定性和耐水等的要求,而现有的UV-PSA胶残留气味大,需要用新树脂和新方法开发高性能的UV-PSA。


中国有巨大的制造业和产品市场,但目前先进技术主要依靠外面输入,与先进制造配套的材料也是靠进口,这种状况正在改变。虽然我国的粘合剂企业成规模的不多,但多年的按订单制造,仿制和改进实践,还是积淀了技术,也形成了不少有一定创新能力的公司。“无影胶”就是我们逐渐优化成形的产品,也开发了UV光学胶。市场需求就是最有效的推动力,未来几年我国UV胶产品和技术将有非常大的进步。