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本公开涉及防静电层合物和防静电粘合剂。

背景技术

热处理步骤通常用于制备各种类型的电子部件,并且在一些情况下,在100℃或更高的温度下进行若干次热处理以固化或老化材料。具有耐热性的粘合带(有时称为处理带)用于在热处理期间将待处理的制品(诸如在电子部件中提供的环氧树脂密封的硅片或塑料树脂层合铜板)固定在装置内的工作表面上,并且根据需要,用于在热处理之后运输这样的制品。在热处理完成之后,将处理带从待处理的制品移除。

在一些情况下,静电放电(ESD)导致功能性传感器芯片的显著失效。具体地,表面声波带通滤波器(SAW滤波器)对ESD极其敏感。处理带通常包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺等的树脂膜和丙烯酸类粘合剂层、有机硅类粘合剂层等。由于这些中的任一种为绝缘有机材料,因此在热处理期间存在产生相对大量ESD的风险。为此,已经尝试为对ESD敏感的装置中使用的处理带赋予防静电特性。

专利文献1(JP 2013-076081A)描述了一种“防静电组合物,其包含:至少一种类型的离子盐(a)的熔融共混物,所述离子盐包含非聚合型氮鎓阳离子和弱配位含氟有机阴离子,其中阴离子的共轭酸为超酸;以及至少一种类型的热塑性聚合物(b)。”

专利文献2(JP 2012-001737A)描述了一种“粘合剂组合物,其包含离子液体的主要组分以及作为基体聚合物的(甲基)丙烯酸聚合物,所述(甲基)丙烯酸聚合物包含至少一种类型的(甲基)丙烯酸酯,所述(甲基)丙烯酸酯的玻璃化转变温度(Tg)不高于0℃并且含有具有1至14个碳原子的烷基基团,其中离子液体的阴离子组分包含磺酸根阴离子或硫酸酯阴离子。”

专利文献3(JP 2007-070400A)描述了一种“粘合剂组合物,该粘合剂组合物包含离子液体和作为基体聚合物的玻璃化转变温度(Tg)不高于0℃的聚合物,其中离子液体的阴离子组分包含磺酸根阴离子或硫酸酯阴离子。”

专利文献4(JP 2007-092057A)描述了一种“粘合剂组合物,该粘合剂组合物包含离子液体和聚合物,该聚合物包含作为单体单元的量为0.1重量%至10重量%的(甲基)丙烯酸酯,该(甲基)丙烯酸酯含有具有3至12个碳原子的羟烷基基团。”

专利文献1:JP 2013-076081A

专利文献2:JP 2012-001737A

专利文献3:JP 2007-070400A

专利文献4:JP 2007-092057A

发明内容

在一些情况下,由于防静电剂在高于200℃的高温热处理步骤期间的渗出,防静电剂从粘合剂层中损失,并且已知处理带的防静电性能降低。此外,在一些情况下,由于防静电剂在热处理期间渗出到粘合剂层表面上,因此当进行热处理并且随后将处理带从待处理的制品移除时,防静电剂附着到待处理的制品的表面,并且污染表面。另外,还期望如下的处理带,其能够甚至在高温下将粘附体固定到工作表面上并且在热处理之后可容易地移除。

本公开提供了防静电层合物和防静电粘合剂,所述防静电层合物和防静电粘合剂能够保持在高温热处理期间所需的防静电性能和粘合力,在热处理之后可容易地从粘附体移除,并且能够减少或消除在移除之后获得的粘附体上存在的污染物诸如防静电剂和粘合剂残余物。

根据一个实施方案,提供了一种防静电层合物,该防静电层合物包括基材和粘合剂层,其中粘合剂层包含:(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物;含有环氧基团和环氧基团反应性官能团的自交联(甲基)丙烯酸共聚物;以及含有环氧基团反应性官能团的离子液体,并且所述粘合剂层包括海岛结构,所述海岛结构包括含有所述(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的海和含有所述自交联(甲基)丙烯酸共聚物的岛。

根据另一个实施方案,提供了一种防静电粘合剂,其包含:(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物;含有环氧基团和环氧基团反应性官能团的自交联(甲基)丙烯酸共聚物;以及含有环氧基团反应性官能团的离子液体,其中当所述防静电粘合剂在基材上固化或干燥时,所述防静电粘合剂形成海岛结构,所述海岛结构包括含有所述(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的海和含有所述自交联(甲基)丙烯酸共聚物的岛。

本公开的防静电层合物和防静电粘合剂能够保持在高温热处理期间所需的防静电性能和粘合力,在热处理之后可容易地从粘附体移除,并且能够减少或消除在移除之后获得的粘附体上存在的污染物诸如防静电剂和粘合剂残余物。

上面的描述不应理解为公开了本发明的所有实施方案以及与本发明相关的所有优点。

附图说明

图1是一个实施方案的防静电层合物的示意性剖视图。

图2是另一个实施方案的防静电层合物的示意性剖视图。

具体实施方式

为了举例说明本发明的典型实施方案,将参照附图对本发明的典型实施方案进行详细描述,但是本发明不限于这些实施方案。

在本公开中,术语“膜”涵盖被称为“片材”的制品。

在本公开中,“压敏粘附性”是指在使用的温度范围诸如0℃至50℃内永久粘合,并且以轻压粘附到各种表面并且不表现出相变(从液体到固体)的材料或组合物的特征。

在本公开中,术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸,并且术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。

一个实施方案的防静电层合物包括基材和粘合剂层。粘合剂层包含(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物、含有环氧基团和环氧基团反应性官能团的自交联(甲基)丙烯酸共聚物(在本公开中也简称为“自交联(甲基)丙烯酸共聚物”)以及含有环氧基团反应性官能团的离子液体。粘合剂层包括海岛结构,该海岛结构包括含有(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的海和含有自交联(甲基)丙烯酸共聚物的岛。

在热处理期间,离子液体的环氧基团反应性官能团与自交联(甲基)丙烯酸共聚物的环氧基团反应,以在离子液体与自交联(甲基)丙烯酸共聚物之间形成化学键。因此,可抑制离子液体从粘合剂层的渗出,并且即使在高温环境中也可保持防静电特性。此外,可抑制与离子液体的渗出相关联的粘合剂残余物的生成,并且当进行热处理并随后从粘合剂层剥离粘附体时,可有效地减少或消除存在于粘附体上的粘合剂残余物。

图1是一个实施方案的防静电层合物的示意性剖视图。防静电层合物10包括基材12和粘合剂层14。粘合剂层14包含含有环氧基团反应性官能团的离子液体142。粘合剂层14包括海岛结构,该海岛结构包括含有(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的海144和含有自交联(甲基)丙烯酸共聚物的岛146。在图1中,含有环氧基团反应性官能团的离子液体142由黑色圆圈表示为分子,但离子液体142溶解或分散在粘合剂层14中。在热处理期间,离子液体142与自交联(甲基)丙烯酸共聚物形成化学键并且固定到粘合剂层。基材12可任选地包括在与其上设置有粘合剂层14的表面相对侧的表面上的第二粘合剂层16。在图1中,防静电层合物10被示出为双面粘合剂层合物。

可使用的基材的示例包括:包含聚酯(诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯)、丙烯酸类树脂(诸如聚氨酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚砜、聚乙烯硫化物、聚苯醚和聚甲基丙烯酸甲酯)或氟树脂(诸如聚偏二氟乙烯、聚乙烯四氟化物和聚三氟氯乙烯)的膜,或它们的层合膜;纸,诸如牛皮纸和日本纸;包含聚酯纤维、聚酰胺纤维、碳纤维等的织物和非织造织物;包含天然橡胶、丁基橡胶等的橡胶片材;包含聚氨酯、聚氯丁二烯橡胶等的泡沫片材;金属箔,诸如铝箔、铜箔等;或它们的复合物。

基材的玻璃化转变温度理想地不低于约100℃、不低于约110℃或不低于约120℃。由于基材的玻璃化转变温度不低于约100℃,因此可抑制基材在热处理期间的变形,并且可稳定地固定粘附体。在一个实施方案中,基材的玻璃化转变温度不高于约300℃、不高于约250℃或不高于约200℃。

从耐热性、可用性和可处理性的角度来看,基材理想地为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚砜或聚苯硫醚的膜,并且在需要更高耐热性的应用中,基材更理想地为聚酰亚胺膜。

基材可以是透明的、半透明的或不透明的。

为了改善粘合剂层与第二粘合剂层之间的粘合特性,可在基材的一个表面或两个表面上进行表面处理,诸如电晕放电处理、等离子体处理、铬酸处理、火焰处理、臭氧处理和喷砂,并且可形成底漆层。

导电层可设置在基材的一个表面或两个表面上。由于导电层的存在,可进一步增加防静电层合物的防静电特性,并且可促进放电减轻。导电层理想地设置在基材与粘合剂层之间。因此,静电荷从粘合剂层到导电层的移动可被进一步促进。导电层包含例如铝、钛、铜、钯、银、金等的金属或金属氧化物,或离子导电物质。导电层可通过以下方法形成,诸如将金属箔层合在基材上,通过溅射、气相沉积等将金属薄膜沉积在基材表面上,以及在基材表面上施加并干燥上述金属、金属氧化物或离子导电物质的分散液或溶液以形成涂层。金属、金属氧化物和离子导电物质可经由另一种有机粘结剂、粘合剂层、玻璃主体等固定在基材表面上。

图2是该实施方案的防静电层合物的示意性剖视图。防静电层合物10包括基材12、粘合剂层14和导电层18,并且导电层18设置在基材12与粘合剂层14之间。

在一个实施方案中,导电层的厚度不小于约10nm、不小于约20nm或不小于约100nm,并且不大于约10μm、不大于约3μm或不大于约1μm。

在一个实施方案中,如在23℃和55%相对湿度的条件下测得,导电层的表面电阻不小于约0.01kΩ/□、不小于约0.1kΩ/□或不小于约1kΩ/□,并且不大于约1000kΩ/□、不大于约500kΩ/□或不大于约100kΩ/□。

基材可具有剥离处理。在该实施方案中,基材用作剥离衬件,并且在防静电层合物的粘合剂层的一个表面粘结到粘附体或其上固定有粘附体的表面之后,移除基材。粘合剂层的暴露的另一个表面粘结到其上固定有粘附体的表面或粘结到粘附体,并且因此粘附体和其上固定有粘附体的表面可经由粘合剂层彼此粘附。剥离处理可通过将含有机硅的剥离剂、长链烷基化合物、氟化合物等施加到基材或通过将基材浸渍在此类剥离剂中来进行。

基材的厚度通常可不小于约5μm、不小于约10μm或不小于约20μm,并且不大于约1mm、不大于约500μm或不大于约250μm。

可通过使用刮刀涂布机、刮棒涂布机、刀片涂布机、刮刀式涂布机、辊式涂布机、浇铸涂布机、熔融挤出等将防静电粘合剂以及(如有必要)交联剂、添加剂、溶剂等施加到基材上,所述防静电粘合剂包含(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物、自交联(甲基)丙烯酸共聚物、含有环氧基团反应性官能团的离子液体,并且在基材上固化或干燥防静电粘合剂,从而形成粘合剂层。防静电粘合剂可为溶剂型、无溶剂型或热熔融型。当在基材上固化或干燥防静电粘合剂时,形成海岛结构,该海岛结构包括含有(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的海和含有自交联(甲基)丙烯酸共聚物的岛。所述固化包括通过加热、紫外线照射等固化防静电粘合剂,以及通过冷却热熔融防静电粘合剂进行硬化。所述干燥包括蒸发溶剂。

从可加工性的角度来看,粘合剂层有利地为压敏粘合剂层。

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物主要构成海岛结构的海。(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物可存在于海岛结构的岛中。(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物提供粘合力以作为在将粘附体施加到粘合剂层时、在热处理期间和在冷却之后保持粘附体所需的基材。

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物可通过聚合或共聚包含(甲基)丙烯酸单体和(如有必要)另一种含单烯键式不饱和基团的单体的组合物来获得。在本公开中,(甲基)丙烯酸单体和另一种含单烯键式不饱和基团的单体统称为“可聚合组分”。粘性粘合剂聚合物意指在使用温度(例如,不低于0℃并且不高于50℃)下能够为粘合剂赋予压敏粘合特性的聚合物。(甲基)丙烯酸单体和另一种含单烯键式不饱和基团的单体可各自用作一种类型或者可用作两种或更多种类型的组合。

(甲基)丙烯酸单体通常包括(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基基团的碳原子数可为1至12个。(甲基)丙烯酸烷基酯的示例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-4-叔丁基环己酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯。在一个实施方案中,使用丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯或它们的混合物作为(甲基)丙烯酸烷基酯。这些单体可为粘合剂层赋予初始粘合力。

(甲基)丙烯酸单体或另一种含单烯键式不饱和基团的单体可包括可与(甲基)丙烯酸烷基酯聚合的极性单体。极性单体的示例包括含羧基基团的单体,诸如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸邻苯二甲酸单羟乙酯、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、2-(甲基)丙烯酰氧乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、柠康酸和马来酸;含氨基基团的单体,诸如(甲基)丙烯酸氨基乙酯、N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯;含酰胺基团的单体,诸如(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺;含羟基基团的单体,诸如(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯和(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯;以及不饱和腈,诸如(甲基)丙烯腈。这些极性单体可增加粘合剂层的内聚力并且改善粘合剂层的粘合力。

在一个实施方案中,就可聚合组分而言,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物是包含不小于约2质量%、不小于约5质量%或不小于约8质量%并且不大于约50质量%、不大于约40质量%或不大于约30质量%的极性单体的组合物的共聚物。

(甲基)丙烯酸单体或另一种含单烯键式不饱和基团的单体可包括含环氧基团的单体。含环氧基团的单体的示例包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。

另一种含单烯键式不饱和基团的单体的示例包括芳族乙烯基单体,诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯;以及乙烯基酯,诸如乙酸乙烯酯。

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物可包含选自羧基基团、羟基基团和氨基基团的至少一种类型的环氧基团反应性官能团。(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的环氧基团反应性官能团可以在热处理期间存在于海岛结构的岛部分或海部分中,并且可与自交联(甲基)丙烯酸共聚物的环氧基团反应,以增加海岛结构的海与岛之间的界面的内聚力或增加海部分的内聚力。因此,粘合剂层作为整体的耐热性可进一步增加。可通过使(甲基)丙烯酸烷基酯与含有环氧基团反应性官能团的单体共聚来将环氧基团反应性官能团引入(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物中,所述含有环氧基团反应性官能团的单体诸如含羧基基团的单体、含羟基基团的单体、或含氨基基团的单体、或在氮原子上包含活性氢的含酰胺基团的单体,诸如(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酯和(甲基)丙烯酰胺。

在一个实施方案中,就可聚合组分而言,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物是包含不小于约50质量%并且不大于约98质量%的(甲基)丙烯酸烷基酯和不小于约2质量%的含有环氧基团反应性官能团的单体的组合物的共聚物。就可聚合组分而言,组合物可包含不小于约60质量%或不小于约70质量%并且不大于约95质量%或约92质量%的(甲基)丙烯酸烷基酯,以及不小于约5质量%或不小于约8质量%并且不大于约50质量%、不大于约40质量%或不大于约30质量%的含有环氧基团反应性官能团的单体。

在一个实施方案中,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的酸值不小于约30mg KOH/g、不小于约35mg KOH/g或不小于约40mg KOH/g,并且不大于约100mg KOH/g、不大于约90mgKOH/g或不大于约80mg KOH/g。由于(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的酸值不小于约30mgKOH/g,因此可提高(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物与自交联(甲基)丙烯酸共聚物的环氧基团的反应性。由于(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的酸值不大于约100mg KOH/g,因此粘合剂层的内聚力可在适当的范围内,并且可抑制由于酸性基团的存在而导致的粘合剂层的劣化,特别是高温环境中的劣化。(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的酸值可使用0.1M醇氢氧化钾作为滴定试剂通过电位滴定来测定。

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的重均分子量理想地足够高,以与自交联(甲基)丙烯酸共聚物实现相分离,从而形成海岛结构。在一个实施方案中,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的重均分子量不小于约300000,优选地不小于约600000,并且更优选地不小于约1000000。具有这种高分子量的(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物还可有利地提高粘合特性的耐热性。在一个实施方案中,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的重均分子量不大于约5000000、不大于约4000000或不大于约3000000。在本公开中,“重均分子量”意指如通过用聚苯乙烯标准品校准的凝胶渗透色谱法(GPC)测量的分子量。

在一个实施方案中,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物不含环氧基团。因此,可降低(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物与自交联(甲基)丙烯酸共聚物的混溶性,并且可促进海岛结构的形成。

在一个实施方案中,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的玻璃化转变温度(Tg)不低于约-30℃、不低于约-10℃或不低于约0℃,并且不高于约50℃或不高于约25℃。由于Tg在上述范围内,因此可在使用耐热层合物的温度范围内为粘合剂层赋予足够的内聚力和足够的粘合特性。

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的玻璃化转变温度Tg(℃)可通过下面的Fox公式确定,假设该聚合物由n种单体共聚而成:

[公式1]

在公式中,Tg

[公式2]

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物可通过自由基聚合来聚合或共聚,并且可以使用已知的聚合方法,诸如溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合和嵌段聚合。有利的是使用溶液聚合,通过溶液聚合可容易地合成高分子量聚合物。可使用的聚合引发剂的示例包括有机过氧化物,诸如过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰和双(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯;或者偶氮基聚合引发剂,诸如2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、二甲基-2,2-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基2,2'-偶氮二(2-甲基丙酸酯)和偶氮二(2,4-二甲基戊腈)(AVN)。相对于100质量份的可聚合组分,聚合引发剂的用量通常不小于约0.01质量份或不小于约0.05质量份,并且不大于约5质量份或不大于约3质量份。

含有环氧基团和环氧基团反应性官能团的自交联(甲基)丙烯酸共聚物主要构成海岛结构的岛。自交联(甲基)丙烯酸共聚物可存在于海岛结构的海中。

当将自交联(甲基)丙烯酸共聚物置于高温环境诸如热处理中时,环氧基团和环氧基团反应性官能团可反应以形成相同的自交联(甲基)丙烯酸共聚物分子或者自交联(甲基)丙烯酸共聚物分子之间的交联结构(自交联)。在防静电层合物的热处理之前,自交联(甲基)丙烯酸共聚物可以不交联或可以部分交联。当自交联的形成在高温环境中推进时,岛的内聚力增加,因此粘合剂层作为整体的耐热性可进一步增加。此外,由于存在具有因自交联而增大的内聚力的岛,因此粘合剂层的粘合力在低于热处理的峰值温度(例如,不高于约120℃)的温度区域内降低,并且粘附体可容易地从粘合剂层剥离,并且可减少或消除在移除之后获得的粘附体上存在的粘合剂残余物。

在(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物包含环氧基团反应性官能团的情况下,自交联(甲基)丙烯酸共聚物的环氧基团在热处理期间可存在于海岛结构的海部分中或海岛结构的岛部分中,并且可与(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物的环氧基团反应性官能团反应,以增加海岛结构的岛与海之间的界面的内聚力或增加岛部分的内聚力。因此,粘合剂层作为整体的耐热性可进一步增加。

与(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物一样,自交联(甲基)丙烯酸共聚物可通过使包含(甲基)丙烯酸单体和(如有必要)另一种含单烯键式不饱和基团的单体的组合物共聚而获得。(甲基)丙烯酸单体和另一种含单烯键式不饱和基团的单体可各自用作一种类型或者可用作两种或更多种类型的组合。

(甲基)丙烯酸单体通常包括(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基基团的碳原子数可为1至12个。(甲基)丙烯酸烷基酯的示例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-4-叔丁基环己酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯。在一个实施方案中,使用丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-4-叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯或它们的混合物作为(甲基)丙烯酸烷基酯。这些单体可促进海岛结构的形成,并且还可为粘合剂层赋予初始粘合力。

(甲基)丙烯酸单体或另一种含单烯键式不饱和基团的单体包括含环氧基团的单体,因此,环氧基团被引入自交联(甲基)丙烯酸共聚物中。含环氧基团的单体的示例包括(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。

(甲基)丙烯酸单体或另一种含单烯键式不饱和基团的单体包括含有环氧基团反应性官能团的单体,因此,环氧基团反应性官能团被引入自交联(甲基)丙烯酸共聚物中。环氧基团反应性官能团的示例包括羧基基团、羟基基团和氨基基团。

含有环氧基团反应性官能团的单体的示例包括含羧基基团的单体,诸如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸邻苯二甲酸单羟乙酯、(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、2-(甲基)丙烯酰氧乙基琥珀酸、2-(甲基)丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、柠康酸和马来酸;含羟基基团的单体,诸如(甲基)丙烯酸羟烷基酯,诸如(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯和(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯;以及在氮原子上包含活性氢的含氨基基团的单体或含酰胺基团的单体,诸如(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酯和(甲基)丙烯酰胺。从控制与环氧基团的反应性、对基材的高粘合力和高内聚力的角度来看,使用(甲基)丙烯酸是有利的。

环氧基团本身也可用作环氧基团反应性官能团。

(甲基)丙烯酸单体或另一种含单烯键式不饱和基团的单体可包括含二烷基氨基基团的单体,诸如N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯;N-取代的含酰胺基团的单体,诸如N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺;不饱和腈,诸如(甲基)丙烯腈;芳族乙烯基单体,诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯;或者乙烯基酯,诸如乙酸乙烯酯。

在一个实施方案中,就可聚合组分而言,自交联(甲基)丙烯酸共聚物是包含不小于约50质量%并且不大于约98质量%的(甲基)丙烯酸烷基酯、不小于约1质量%的含环氧基团的单体、以及不小于约1质量%的含有环氧基团反应性官能团的单体的组合物的共聚物。然而,含有环氧基团反应性官能团的单体的含量不包括含环氧基团的单体。就可聚合组分而言,该组合物可包含不小于约60质量%或不小于约70质量%并且不大于约95质量%或不大于约92质量%的(甲基)丙烯酸烷基酯;不小于约2质量%或不小于约4质量%并且不大于约25质量%、不大于约20质量%或不大于约15质量%的含环氧基团的单体;以及不小于约2质量%或不小于约4质量%并且不大于约25质量%、不大于约20质量%或不大于约15质量%的含有环氧基团反应性官能团的单体。

自交联(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量理想地足够高,以与(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物实现相分离,从而形成海岛结构。在一个实施方案中,自交联(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量不小于约100000,优选地不小于约300000,并且更优选地不小于约500000。具有这种高分子量的自交联(甲基)丙烯酸共聚物还可有利地提高粘合特性的耐热性。在一个实施方案中,自交联(甲基)丙烯酸共聚物的重均分子量不大于约2000000、不大于约1800000或不大于约1500000。

在一个实施方案中,自交联(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度(Tg)不低于约-30℃、不低于约-10℃或不低于约0℃,并且不高于约100℃、不高于约50℃或不高于约25℃。由于Tg在上述范围内,因此可在使用防静电层合物的温度范围内为粘合剂层赋予足够的内聚力和足够的粘合特性。在自交联(甲基)丙烯酸共聚物的Tg高于约100℃的情况下,将自交联(甲基)丙烯酸共聚物与Tg不高于约25℃的(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物混合,并进行相分离,从而可为粘合剂层赋予足够的内聚力和足够的粘合特性。自交联(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度Tg(℃)可通过Fox公式确定,正如(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物一样。

自交联(甲基)丙烯酸共聚物可通过自由基聚合来共聚,并且可以使用已知的聚合方法,诸如溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合和嵌段聚合。有利的是使用溶液聚合,通过溶液聚合可容易地合成高分子量聚合物。聚合引发剂的类型和用量与针对(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物所述的那些相同。

可调节(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联(甲基)丙烯酸共聚物中的每一者的组成、重均分子量、配混量等,以将(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联(甲基)丙烯酸共聚物的混溶性降低至适于形成海岛结构的程度。所述海可包含在自交联(甲基)丙烯酸共聚物溶解于(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物中的范围内的自交联(甲基)丙烯酸共聚物,或者海可不包含自交联(甲基)丙烯酸共聚物。所述岛可包含在形成岛的范围内的(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物,或者岛可不包含(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物。

在一个实施方案中,(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物与自交联(甲基)丙烯酸共聚物的质量比为99:1至51:49,优选地为90:10至51:49,并且更优选地为85:15至55:45。由于(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物与自交联(甲基)丙烯酸共聚物的质量比在上述范围内,因此可促进海岛结构的形成。

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物、自交联(甲基)丙烯酸共聚物、或(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联(甲基)丙烯酸共聚物两者可通过使用交联剂进行交联。这些聚合物通过使用交联剂交联,因此,可增加粘合剂层的内聚力以提高粘合剂层的耐热性,并且可保持高温下的粘合力。交联剂的示例包括双酰胺类交联剂,诸如1,1'-间苯二甲酰双(2-甲基氮丙啶);氮丙啶类交联剂,诸如Chemitite(商品名)PZ33(购自日本大阪的日本触媒公司(Nippon Shokubai Co.,Ltd.,Osaka,Japan));碳二亚胺类交联剂,诸如Carbodilite(商品名)V-03、V-05和V-07(均购自日本东京中央区的日清纺化学公司(Nisshinbo ChemicalInc.,Chuo-ku,Tokyo,Japan));环氧类交联剂,诸如E-AX、E-5XM和E5C(均购自日本东京丰岛区的综研化学工程公司(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.,Toshima-ku,Tokyo,Japan))和N,N,N’,N’-四缩水甘油基-1,3-苯二(甲酰胺);以及异氰酸酯类交联剂,诸如Coronate(商品名)L和Coronate(商品名)HK(均购自日本东京港区的东曹公司(TosohCorporation,Minato-ku,Tokyo,Japan))。

相对于总共100质量份的(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联(甲基)丙烯酸共聚物,交联剂的用量可以不小于约0.01质量份、不小于约0.02质量份或不小于约0.05质量份,并且不大于约2质量份、不大于约1.5质量份或不大于约1质量份。由于交联剂的用量在上述范围内,因此可有效地增加粘合剂层的内聚力。

(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物、自交联(甲基)丙烯酸共聚物、或(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联(甲基)丙烯酸共聚物两者可通过与交联单体共聚而交联。由于交联,可增加粘合剂层的内聚力,可提高粘合剂层的耐热性,并且可保持高温下的粘合力。交联单体的示例包括多官能(甲基)丙烯酸酯,诸如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和1,2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。与交联单体的共聚可通过使用热聚合引发剂或光聚合引发剂来进行。与交联单体的共聚可在制备(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物或自交联(甲基)丙烯酸共聚物期间进行,或者可在制备(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物或自交联(甲基)丙烯酸共聚物之后进行,并且通过使用保留在这些聚合物中的烯键式不饱和基团来进行。

相对于总共100质量份的(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联(甲基)丙烯酸共聚物,交联单体的用量可以不小于约0.05质量份、不小于约0.1质量份或不小于约0.2质量份,并且不大于约1质量份、不大于约0.8质量份或不大于约0.5质量份。由于交联单体的用量在上述范围内,因此可有效地增加粘合剂层的内聚力。

含有环氧基团反应性官能团的离子液体(在本公开中也简称为“离子液体”)用作防静电剂,并且可为粘合剂层赋予防静电特性。此外,含有环氧基团反应性官能团的离子液体在热处理期间与自交联(甲基)丙烯酸共聚物形成化学键,因此,可抑制离子液体从粘合剂层的渗出,并且甚至在高温环境中也可保持防静电特性。此外,可抑制与离子液体的渗出相关联的粘合剂残余物的生成,并且当在热处理后从粘合剂层剥离粘附体时,可有效地减少或消除存在于粘附体上的粘合剂残余物。

作为离子液体,可使用包含非聚合鎓阳离子和弱配位有机阴离子的离子液体。离子液体的环氧基团反应性官能团可存在于鎓阳离子中,或可存在于弱配位有机阴离子中,或可存在于鎓阳离子和弱配位有机阴离子两者中。在一个实施方案中,环氧基团反应性官能团存在于鎓阳离子中。

鎓阳离子的示例包括环状或非环状含氮鎓阳离子、锍阳离子和鏻鎓阳离子。在一个实施方案中,鎓阳离子为含有环氧基团反应性官能团(例如羟烷基基团)的铵阳离子。

弱配位有机阴离子的共轭酸的哈米特酸度函数H

离子液体的环氧基团反应性官能团可为选自羧基基团、羟基基团、氨基基团和环氧基团中的至少一者。在一个实施方案中,从易于合成和离子液体可得性的角度来看,离子液体的环氧基团反应性官能团为羟基基团。

离子液体的示例包括:

辛基二甲基-2-羟乙基铵双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺:[C

辛基二甲基-2-羟乙基全氟丁烷磺酸铵:[C

辛基二甲基-2-羟乙基三氟甲烷磺酸铵:[C

辛基二甲基-2-羟乙基铵三(三氟甲烷磺酰基)甲基化物:[C

三甲基-2-羟乙基铵双(全氟丁烷磺酰基)酰亚胺:[(CH

辛基二甲基-2-羟乙基铵三氟甲烷磺酰基全氟丁烷磺酰亚胺:[C

三甲基-2-羟乙基铵三氟甲烷磺酰基全氟丁烷磺酰亚胺:[(CH

辛基二甲基-2-羟乙基铵双(氰基)三氟甲烷磺酰基甲基化物:[C

离子液体在使用条件下为液体,并且具有例如不高于约150℃、不高于约50℃或不高于约25℃的熔点。离子液体理想地在不低于约325℃或不低于约350℃的温度下是稳定的,即,离子液体理想地在至多该温度下不会分解。

相对于总共100质量份的自交联(甲基)丙烯酸共聚物和任何(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物,离子液体的用量可以不小于约0.1质量份、不小于约0.2质量份或不小于约0.5质量份,并且不大于约10质量份、不大于约5质量份或不大于约3质量份。由于相对于总共100质量份的自交联(甲基)丙烯酸共聚物和任何(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物,离子液体的用量不小于约0.1质量份,因此可有效地提高粘合剂层的防静电特性。由于相对于总共100质量份的自交联(甲基)丙烯酸共聚物和任何(甲基)丙烯酸粘性粘合剂聚合物,离子液体的用量不大于约10质量份,因此热处理后未与自交联(甲基)丙烯酸共聚物形成化学键的剩余离子液体的量可减少,并且可更有效地减少或消除存在于粘附体上的污染物诸如离子液体和粘合剂残余物。

粘合剂层可包含添加剂,诸如填料,诸如滑石、高岭土、碳酸钙、铝薄片、热解法二氧化硅、氧化铝和纳米颗粒;抗氧化剂;以及粘附性赋予剂。

粘合剂层的海岛结构的存在和尺寸可通过使用原子力显微镜来测量。在一个实施方案中,岛的最大尺寸不小于约20nm、不小于约100nm或不小于约200nm,并且不大于约20μm、不大于约10μm或不大于约1μm。在本公开中,“最大直径”意指Krumbein直径(指定方向上的最大直径)。

粘合剂层的厚度可根据具体应用而变化,并且可以例如不小于约1μm、不小于约5μm或不小于约25μm,并且不大于约250μm、不大于约100μm或不大于约50μm。

在一个实施方案中,如在23℃和55%相对湿度的条件下测得,粘合剂层的表面电阻为不小于约1×10

在一个实施方案中,如在使防静电层合物粘附到铜板并在23℃的温度下通过以300mm/min的剥离速度进行180度剥离来剥离防静电层合物的条件下测得,防静电层合物的初始粘合力不小于约0.3N/cm,优选地不小于约0.5N/cm,并且更优选地不小于约1.0N/cm。由于在上述条件下测量的防静电层合物的初始粘合力不小于约0.3N/cm,因此粘附体可充分固定至SUS、石英玻璃等工作表面。在一个实施方案中,如在上述条件下测得,防静电层合物的初始粘合力不大于约4N/cm、不大于约3N/cm或不大于约2N/cm。

在一个实施方案中,如在其中使防静电层合物粘附到铜板并在270℃下静置5分钟,然后在200℃下静置1小时,随后通过以300mm/min的剥离速度进行180度剥离而在23℃的温度下剥离的条件下测得,在防静电层合物的热处理后获得的剥离强度不小于约0.1N/cm,优选地不小于约1N/cm,并且更优选地不小于约1.5N/cm。由于在上述条件下测得的在防静电层合物的热处理后获得的剥离强度不小于约0.1N/cm,因此可获得足以在热处理期间将粘附体固定到工作表面的粘合力。在一个实施方案中,如在上述条件下测得,在防静电层合物的热处理后获得的剥离强度不大于约3.0N/cm、不大于约2N/cm或不大于约1.8N/cm。由于如在上述条件下测得的在防静电层合物的热处理后获得的剥离强度不大于约3.0N/cm,因此粘附体可容易地从粘合剂层剥离,并且可减少或消除在移除后获得的粘附体上存在的粘合剂残余物。

在一个实施方案中,防静电层合物的初始粘合力与在防静电层合物的热处理之后获得的剥离强度之间的差值不大于约1.0N/cm、不大于约0.9N/cm或不大于约0.5N/cm。

在一个实施方案中,在200℃下热处理1小时后,防静电层合物的质量损失不大于约10质量%、不大于约8质量%或不大于约5质量%。

防静电层合物可包括第二粘合剂层,该第二粘合剂层位于与其上设置有上述粘合剂层的基材表面相对侧的基材表面上。第二粘合剂层可以与上述粘合剂层相同,并且可通过使用通常使用的粘合剂形成,诸如(甲基)丙烯酸、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、橡胶等的溶剂型粘合剂、乳液型粘合剂、压敏型粘合剂、热敏型粘合剂以及热固化型或紫外固化型粘合剂。第二粘合剂层的厚度通常不小于约5μm、不小于约10μm或不小于约20μm,并且不大于约200μm、不大于约100μm或不大于约80μm。

剥离衬件可设置在上述粘合剂层、上述第二粘合剂层或粘合剂层和第二粘合剂层两者上。剥离衬件的示例包括纸(例如牛皮纸)或聚合物材料(例如聚烯烃,诸如聚乙烯和聚丙烯;以及聚酯,诸如乙烯乙酸乙烯酯、聚氨酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯)的片材和膜。剥离衬件可用包含有机硅、长链烷基化合物、氟化合物等的剥离剂进行剥离处理。剥离衬件的厚度通常不小于约5μm、不小于约15μm或不小于约25μm,并且不大于约300μm、不大于约200μm或不大于约150μm。

在一个实施方案中,防静电层合物或防静电层合物的粘合剂层用于100℃或更高的高温环境中。例如,热处理在焊接回流步骤中在100℃至270℃的温度下进行5至10分钟,并且在环氧模塑料固化步骤中在200℃的温度下进行30分钟至2小时。防静电层合物或防静电层合物的粘合剂层可有利地用于这种高温热处理步骤中。

防静电层合物可有利地用作在电子部件等的生产步骤中暂时粘附的处理带。由于防静电层合物可由非硅氧烷材料形成,因此可避免诸如由于在热处理期间附接至电子部件等的挥发性低分子量硅氧烷而发生的接触失效的问题。

在以下实施例中,将本公开的具体实施方案描述为实施例,但本发明不限于这些实施方案。除非另外指定,否则所有的“份数”和“百分数”都基于质量。

在本发明实施例中使用的试剂和材料示于表1中。

将59g丙烯酸粘性粘合剂共聚物、25.1g自交联丙烯酸共聚物、3.4g交联剂1,1'-间苯二甲酰双(2-甲基氮丙啶)(IPBMA)和0.1g抗氧化剂Irganox(商品名)1010在玻璃瓶中混合。用甲乙酮(MEK)稀释该混合物以制备固体含量为18%的压敏粘合剂溶液A-0。

相对于总共100质量份的丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联丙烯酸共聚物,将2.5质量份或2.0质量份的表2所示离子液体中的每一种添加到压敏粘合剂溶液A-0中,并且再次混合以制备压敏粘合剂溶液A1至A3中的每一种。

将100g自交联丙烯酸共聚物和2.5g离子液体FC-5000在玻璃瓶中混合以制备压敏粘合剂溶液B。

通过使用Al或Ti靶材料溅射厚度为25μm的聚酰亚胺(PI)膜(Kapton(商品名)100H,购自日本东京中央区的杜邦-东丽公司(Du Pont-Toray Co.,Ltd.(Chuo-ku,Tokyo,Japan))的表面来制备金属化聚酰亚胺膜基材。金属化表面的表面电阻为0.041kΩ/□至15kΩ/□,如在室温(23℃)和55%相对湿度的条件下测得。

通过下面的过程制备包括压敏粘合剂层的每个防静电层合物。使用厚度为25μm的金属化或未金属化聚酰亚胺(PI)膜(Kapton(商品名)100H,购自日本东京中央区的杜邦-东丽公司)作为防静电层合物的膜基材。将压敏粘合剂溶液浇注在膜基材的表面上,并且在65℃的烘箱中干燥2分钟并在110℃下干燥2分钟。调节浇铸量以获得17μm的压敏粘合剂层干燥厚度。将厚度为38μm的经有机硅涂覆的PET膜(Cerapeel(商品名)BKE,购自日本东京中央区的东丽先进膜公司(Toray Advanced Film Co.,Ltd.(Chuo-ku,Tokyo,Japan))作为剥离衬件层合在压敏粘合剂层上,并将该层合物置于90℃烘箱中3天。这样,制备在压敏粘合剂层上包括剥离衬件的防静电层合物。

参照以下项评估防静电层合物。

在剥离防静电层合物的剥离衬件之后,在室温(23℃)下将防静电层合物粘附到铜板(C1100P,长100mm×宽50mm×厚1mm)。将2kg橡胶辊在防静电层合物上来回滚动两次,以将防静电层合物压缩粘结到铜板,并且使防静电层合物在23℃下静置20分钟。通过使用张力检验器在室温(23℃)和300mm/min的条件下测量180度粘合力,并且假设为初始粘合力。

移除防静电层合物的剥离衬件,并在室温(23℃)下将防静电层合物粘附到铜板(C1100P,长100mm×宽50mm×厚1mm)。将2kg橡胶辊在防静电层合物上来回滚动两次,以将防静电层合物压缩粘结到铜板,并且使防静电层合物在270℃下静置5分钟,然后在200℃下老化1小时。在防静电层合物冷却至室温(23℃)之后,通过使用张力检验器在室温(23℃)和300mm/min的条件下测量180度粘合力,并且假设为在热处理之后获得的剥离强度。此外,在20×显微镜下观察剥离后获得的在铜板表面上的压敏粘合剂残余物的存在与否。当未观察到残余物时,剥离强度评估为“良好”,并且当观察到残余物时,剥离强度评估为“较差”。

通过下面的过程测量由于防静电层合物的压敏粘合剂层从金属板剥离而产生的初始静电荷。

(1)将防静电层合物切割成25mm×50mm的矩形形状,并且移除剥离衬件以得到测量样品。

(2)将样品粘结到3M(商品名)充电板监视器3M711(购自日本东京品川区的3M日本公司(3M Japan Limited(Shinagawa-ku,Tokyo,Japan))的金属台上。

(3)在粘结样品之后,积聚电荷30秒,并且将监视器台接地以达到0V。

(4)以30米/分钟的速度将样品从金属台上剥离,并进行充电,测量电荷量。

(5)假设通过三次测量相同样品的电荷量获得的值的平均值为静电荷。

通过下面的过程测量由于压敏粘合剂层的端部部分接地引起的放电减轻。

(1)将防静电层合物切割成25mm×45mm的矩形形状,并且将聚酰亚胺膜基材表面粘结到3M(商品名)导电带X7001(购自日本东京品川区的3M日本公司)。

(2)将X7001粘结到3M充电板监视器3M711(购自日本东京品川区的3M日本公司)的金属台上。

(3)将金属夹固定到防静电层合物的端部部分以与防静电层合物的压敏粘合剂层接触,并且将监视台接地以达到0V。

(4)以30米/分钟的速度将剥离衬件从防静电层合物的压敏粘合剂层剥离,并且对防静电层合物充电以测量60秒期间的电荷量。

(5)假设通过两次测量相同样品的电荷量获得的值的平均值为放电减轻。

基材的金属化存在与否以及表面电阻、压敏粘合剂溶液的配混以及不包括静电放电(ESD)测量B的评估结果示于表2中。静电放电(ESD)测量B的评估结果示于表3中。

1)对于金属化PI膜,测量金属化表面

2)数值以相对于总共100质量份的丙烯酸粘性粘合剂聚合物和自交联丙烯酸共聚物的质量份表示。

对于本领域的技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的范围和实质的情况下,可对本发明进行各种改进和修改。

10 防静电层合物

12 基材

14 粘合剂层

142 含有环氧基团反应性官能团的离子液体

144 海

146 岛

16 第二粘合剂

18 导电层

相关技术
  • 防静电层合物和防静电粘合剂
  • 防静电性偏振板、带有粘合剂层的防静电性偏振板及光学层叠体
技术分类

06120113171462