用于偏光片的胶黏剂及其制备方法与应用

技术领域

本申请属于光学薄膜技术领域，尤其涉及一种用于偏光片的胶黏剂及其制备方法与应用。

背景技术

偏光片是液晶显示及OLED显示中一个重要组成部件。通常，偏光片是基于将聚乙烯醇(PVA)浸入二向色碘或其他二向色染料中进行染色并交联，并通过单轴拉伸使薄膜取向所得到。由于聚乙烯醇是亲水聚合物，同时生产加工时经过高倍率拉伸，因此在湿气环境条件下非常容易吸湿、收缩、变形直至失效。所以，通常在染色取向后的偏光薄膜单侧或双侧贴合三醋酸纤维素等透明薄膜以提高强度，以制得具有较优耐久性的偏光片产品。

目前使用的用于粘结偏光薄膜与透明保护膜的胶黏剂，一般在高湿度或结露等条件下，水仍然容易从偏光片端面或穿过透明保护膜进攻水性粘合剂，降低胶粘剂与偏光薄膜及透明保保护膜的粘结，甚至使得胶黏剂溶解失效，最终导致偏光片边缘收缩，偏振度降低，直至完全失效，因此，一般使用水性胶黏剂不利于偏光片的使用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于偏光片的胶黏剂及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中的水性胶黏剂耐水性差、耐高温高湿性差，对偏光片保护力不足，导致偏光片边缘收缩，偏振度降低的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种用于偏光片的胶黏剂，用于偏光片的胶黏剂包括如下重量份数的下列组分：

第二方面，本申请提供用于偏光片的胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

将改性聚乙烯醇和去离子水进行第一混合加热处理，得到第一混合物；

将第一混合物、交联剂、粘合增强剂、交联催化剂进行第二混合处理，得到用于偏光片的胶黏剂。

第三方面，本申请提供一种偏光片，偏光片包括带偏振效果的光学膜，设置在光学膜表面的胶黏层以及设置在胶黏层背离光学膜的表面的保护膜，其中，胶黏层用于偏光片的胶黏剂进行涂覆固化得到。

本申请第一方面提供的用于偏光片的胶黏剂，其中，以改性聚乙烯醇为主要组分，改性聚乙烯醇由于包含乙酰乙酰基，能够有效提高水溶性、耐水性，并且有利于更好地进行涂覆；进一步，与交联剂、粘合增强剂、交联催化剂协同作用，通过交联剂与改性聚乙烯醇的乙酰乙酰基反应进行交联，形成胶黏剂网络，提高胶层的阻隔效果，交联催化剂有利于有效促进粘合增强剂发生交联作用，能够提升体系整体的交联程度和粘性，对胶层阻水能力以及湿态粘合力均有提升，极大提高胶黏剂在潮湿态的贴合效果，粘合增强剂有利于较大程度上提高各组分混合后的整体胶黏效果，确保得到的用于偏光片的胶黏剂能够大大提高粘结性；因此，使得到的用于偏光片的胶黏剂在潮湿及泡水状态下能更好地维持自身形态，降低水分子进入光学膜，使偏光片在60℃热水中浸泡也不易发生边缘收缩，有利于广泛使用。

本申请第二方面提供的用于偏光片的胶黏剂的制备方法，该制备方法中，通过将改性聚乙烯醇与去离子水进行加热混合处理，再与交联剂、粘合增强剂、交联催化剂进行二次混合，即可得到用于偏光片的胶黏剂，该制备方法简单易控，可实现规模化生产。

本申请第三方面提供的偏光片，采用提供的用于偏光片的胶黏剂进行涂覆、固化处理，形成偏光片中的胶黏层，用于连接带偏振效果的光学膜及保护膜，可提偏光片在苛刻的湿态环境下使用的要求，使偏光片在热水中长时间浸泡条件下，边缘不收缩，在高温高湿条件下保存时间更长，透过率和偏振度的变化程度也大为降低，延长偏光片的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的偏光片的示意图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例第一方面提供一种用于偏光片的胶黏剂，用于偏光片的胶黏剂包括如下重量份数的下列组分：

本申请实施例第一方面提供的用于偏光片的胶黏剂，其中，以改性聚乙烯醇为主要组分，改性聚乙烯醇由于包含乙酰乙酰基，能够有效提高水溶性、耐水性，并且有利于更好地进行涂覆；进一步，与交联剂、粘合增强剂、交联催化剂协同作用，通过交联剂与改性聚乙烯醇的乙酰乙酰基反应进行交联，形成胶黏剂网络，提高胶层的阻隔效果，交联催化剂有利于有效促进粘合增强剂发生交联作用，能够提升体系整体的交联程度和粘性，对胶层阻水能力以及湿态粘合力均有提升，极大提高胶黏剂在潮湿态的贴合效果，粘合增强剂有利于较大程度上提高各组分混合后的整体胶黏效果，确保得到的用于偏光片的胶黏剂能够大大提高粘结性；因此，使得到的用于偏光片的胶黏剂在潮湿及泡水状态下能更好地维持自身形态，降低水分子进入光学膜，使偏光片在60℃热水中浸泡也不易发生边缘收缩，有利于广泛使用。

在一些实施例中，用于偏光片的胶黏剂包括3～6份改性聚乙烯醇，其中，改性聚乙烯醇为采用乙酰乙酰基改性处理的聚乙烯醇树脂，以改性聚乙烯醇为主要组分，改性聚乙烯醇由于包含乙酰乙酰基，能够有效提高水溶性、耐水性，并且有利于更好地进行涂覆。

在一些实施例中，提供的聚乙烯醇树脂选自日本三菱化学Z系列反应型聚乙烯醇Z200、Z210型号。

在一些实施例中，改性聚乙烯醇中，乙酰乙酰基的取代度为1mol％～7mol％，控制乙酰乙酰基的取代度适中，能够确保得到的改性聚乙烯醇的水溶性和耐水性较优。并且，采用乙酰乙酰基的取代度为1mol％～7mol％的改性聚乙烯醇配置成摩尔浓度为5％的改性聚乙烯醇溶液，能够控制溶液的粘度为5mPa·s～50mPa·s，具有较好的涂覆性，有利于使得到的胶黏剂进行涂覆。

在一些具体实施例中，改性聚乙烯醇的添加份数选自3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份。

在一些实施例中，用于偏光片的胶黏剂包括0.1～5份交联剂；提供的交联剂与改性聚乙烯醇的乙酰乙酰基反应进行交联，形成胶黏剂网络，提高胶层的阻隔效果。

在一些实施例中，交联剂选自硼类化合物、具有亚烷基及两个或两个以上的氨基或亚胺基的多胺类化合物、环氧类化合物、醛类化合物、氨基-甲醛树脂类化合物、二价或多价金属盐及其氧化物中的至少一种。

在一些实施例中，硼类化合物选自硼酸、硼砂中的至少一种。

在一些实施例中，具有亚烷基及两个或两个以上的氨基或亚胺基的多胺类化合物选自乙二胺、己二胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺、聚乙烯亚胺中的至少一种。

在一些实施例中，环氧类化合物选自1，6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

在一些实施例中，醛类化合物选自甲醛、乙醛、乙醛酸钠、苯甲醛、丁醛、乙二醛、丁二醛、戊二醛、对苯二甲醛中的至少一种。

在一些实施例中，氨基-甲醛树脂类化合物选自羟甲基三聚氰胺、羟甲基尿素中的至少一种。

在一些实施例中，二价或多价金属盐及其氧化物选自铁、镁、铝、钙、镍、钒、铜金属盐及其氧化物中的至少一种。

在一些具体实施例中，交联剂的添加份数选自0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份。

在一些实施例中，用于偏光片的胶黏剂包括0.01～5份粘合增强剂；协同粘合增强剂，能极大增强胶水在潮湿态的贴合效果。

在一些实施例中，粘合增强剂选自含有邻苯二酚基团的化合物、含羧基的化合物、含醛基的化合物、含氨基的化合物中的至少一种。

在一些实施例中，含有邻苯二酚基团的化合物选自如式I所示的化合物，

其中，R可独立选自氢原子、醛基、氨基、羧基、羟基烷基、烷氧基烷基、羧基烷氧基烷基、醛基烷基、氨基烷基中的任意一种,可方便式I所示的化合物与乙酰乙酰基改性聚乙烯醇产生化学键链接。引入带邻苯二酚结构的小分子增强剂，其配制简单，无需进行复杂的分子改性与合成；并且，带邻苯二酚结构的小分子增强剂同时提升体系交联程度以及粘性，对胶层阻水能力以及湿态粘合力均有提升，带来成品偏光片良好的耐高温高湿及泡水性能。特别地，与其他化学交联剂相比，带邻苯二酚结构的小分子增强剂可以与各类不同的基团发生丰富的化学反应，即对各类界面产生较强的化学键作用，同时在氧气作用下存在自聚合作用，进一步提升交联程度，提升阻水性，有利于提升偏光片的耐久性。

在一些实施例中，式I中，至少一个R选自醛基或氨基烷基。

在一些实施例中，式1中，烷基选自C1～C20的烷基，其可以为线性、支化或环状，并且可以有一个或多个取代基取代。

在一些实施例中，式1中，烷氧基选自C1～C20的烷氧基，其可以为线性、支化或环状的，并且可以有一个或多个取代基取代。

在一些实施例中，含羧基的化合物选自3,4-二羟基苯甲酸、迷迭香酸中的至少一种。

在一些实施例中，含醛基的化合物选自3,4-二羟基苯甲醛、2,3-二羟基苯甲醛中的至少一种。

在一些实施例中，含氨基的化合物选自多巴胺、盐酸多巴胺中的至少一种。

在一些具体实施例中，粘合增强剂的份数选自0.01份、0.05份、0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份。

在一些实施例中，用于偏光片的胶黏剂包括0.01～1份交联催化剂，提供交联催化剂，能促进粘合增强剂发生交联，进一步增强胶层阻隔效果。

在一些实施例中，交联催化剂选自二价或多价金属盐及其氧化物、无机酸、无机碱中的至少一种。

在一些实施例中，二价或多价金属盐及其氧化物选自铁、镁、铝、钙、镍、钒、铜金属盐及其氧化物中的至少一种。

在一些实施例中，无机酸选自盐酸、硝酸、磷酸中的至少一种。

在一些实施例中，无机碱选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾中的至少一种。

在一些具体实施例中，交联催化剂的份数选自0.01份、0.05份、0.1份、0.5份、1份。

进一步的，可以根据使用需求，在组合物中添加诸如增粘剂、pH调节剂、紫外吸收剂、抗氧化剂、耐热稳定剂、耐水解稳定剂、防腐剂等添加剂，以进一步提高胶黏剂组合物的实用性能。

本申请实施例第二方面提供了用于偏光片的胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

S01.将改性聚乙烯醇和去离子水进行第一混合加热处理，得到第一混合物；

S02.将第一混合物、交联剂、粘合增强剂、交联催化剂进行第二混合处理，得到用于偏光片的胶黏剂。

本申请实施例第二方面提供的用于偏光片的胶黏剂的制备方法，该制备方法中，通过将改性聚乙烯醇与去离子水进行加热混合处理，再与交联剂、粘合增强剂、交联催化剂进行二次混合，即可得到用于偏光片的胶黏剂，该制备方法简单易控，可实现规模化生产。

步骤S01中，第一混合加热处理的温度为95～98℃。

进一步的，得到的第一混合物待全部溶解后缓慢降温至室温之后，再进行第二混合处理。

本申请实施例第三方面提供一种偏光片，如图1所示，偏光片包括带偏振效果的光学膜1，设置在光学膜1表面的胶黏层2以及设置在胶黏层2背离光学膜1的表面的保护膜3，其中，胶黏层2由用于偏光片的胶黏剂进行涂覆固化得到。

本申请实施例第三方面提供的偏光片，采用提供的用于偏光片的胶黏剂进行涂覆、固化处理，形成偏光片中的胶黏层，用于连接带偏振效果的光学膜及保护膜，可提偏光片在苛刻的湿态环境下使用的要求，使偏光片在热水中长时间浸泡条件下，边缘不收缩，在高温高湿条件下保存时间更长，透过率和偏振度的变化程度也大为降低，延长偏光片的寿命。

在一些实施例中，提供的带偏振效果的光学膜为使用二色性染料碘或有机二色性分子吸附在亲水聚合物如聚乙烯醇、乙烯乙烯醇共聚物上，再经过单轴拉伸、交联固定后获得的。

在一些实施例中，提供的带偏振效果的光学膜的制备方法包括：将20μm-200μm的聚乙烯醇薄膜浸入纯水中溶胀并洗去塑化剂或其他污染物，再浸入含有碘的碘化钾水溶液中，并将其拉伸至原来长度的3至7倍，进一步浸入硼酸或碘化钾的水溶液中进行固化和调色，最后在40至100℃的烘箱中干燥，干燥时间在60s至600s之间最终得到的带偏振效果的薄膜。

在一些实施例中，胶黏层的厚度为1nm～2000nm，其采用用于偏光片的胶黏剂通过辊涂法来进行施胶贴合，贴合后需要经过40至100℃的烘箱中干燥，干燥时间在60s～600s。

在一些具体实施例中，胶黏层的厚度选自1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm、1600nm、1700nm、1800nm、1900nm、2000nm。

在一些实施例中，保护膜选自无色透明的材料，可以为聚酯材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯；纤维素类聚合物，如三醋酸纤维素；丙烯酸聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯；聚碳酸酯类聚合物；聚烯烃类聚合物，如聚乙烯、具有环或降冰片烯的聚合物中的任意一种。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1

用于偏光片的胶黏剂及其应用

用于偏光片的胶黏剂

按总质量100份计算，除必要的去离子水外，并将乙酰乙酰基改性的聚乙烯醇树脂(Z-200，三菱化学)作为改性聚乙烯醇；乙二醛作为交联剂；3,4-二羟基苯甲醛作为粘合增强剂；氯化铁作为交联催化剂。

分别将改性聚乙烯醇、交联剂、粘合增强剂、交联催化剂按胶黏剂组合物总质量的4份、4份、1份、0.05份添加并混合在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

将得到的胶黏剂组合物涂敷于带偏振效果的PVA素子(10微米)两侧，再在两侧通过辊压法贴合上三醋酸纤维素保护膜(20微米)，得到偏光片。

实施例2

用于偏光片的胶黏剂及其应用

实施例2提供的“用于偏光片的胶黏剂”中，仅改变施例1中的交联催化的量，分别将改性聚乙烯醇、交联剂、粘合增强剂、交联催化剂按胶黏剂组合物总质量的4份、4份、1份、0.1份添加并混合在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

偏光片的制备方法与实施例1一致。

实施例3

用于偏光片的胶黏剂及其应用

实施例3提供的“用于偏光片的胶黏剂”中，将实施例1中的粘合增强剂更换为多巴胺，分别将改性聚乙烯醇、交联剂、粘合增强剂、交联催化剂按胶黏剂组合物总质量的4份、4份、1份、0.05份添加并混合在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

偏光片的制备方法与实施例1一致。

实施例4

用于偏光片的胶黏剂及其应用

实施例4提供的“用于偏光片的胶黏剂”中，将实施例1中的粘合增强剂更换为多巴胺并改变其添加量，分别将改性聚乙烯醇、交联剂、粘合增强剂、交联催化剂按胶黏剂组合物总质量的4份、4份、1.05份、0.05份添加并混合在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

偏光片的制备方法与实施例1一致。

对比例1

用于偏光片的胶黏剂及其应用

将改性聚乙烯醇(Z-200，三菱化学)按胶黏剂组合物总质量的4份添加并溶解在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

偏光片的制备方法与实施例1一致。

对比例2

用于偏光片的胶黏剂及其应用

将改性聚乙烯醇(Z-200，三菱化学)、交联剂(乙二醛)分别按胶黏剂组合物总质量的4份和4份添加并溶解在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

偏光片的制备方法与实施例1一致。

对比例3

用于偏光片的胶黏剂及其应用

将改性聚乙烯醇(Z-200，三菱化学)、交联剂(乙二醛)、粘合增强剂(多巴胺)分别按胶黏剂组合物总质量的4份、4份、1份添加并溶解在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

偏光片的制备方法与实施例1一致。

对比例4

用于偏光片的胶黏剂及其应用

将改性聚乙烯醇(Z-200，三菱化学)、交联剂(乙二醛)、粘合增强剂(多巴胺)、交联催化剂(氯化铝)分别按胶黏剂组合物总质量的4份、4份、1份、0.05份添加并溶解在去离子水中，得到用于偏光片的胶黏剂。

偏光片的制备方法与实施例1一致。

性能测试

将实施例1～4及对比例1～4得到的偏光片进行如下性能测试。

①高温耐水性评估

在高温耐水性评估中，将PVA素子两面涂覆胶黏剂并使用碱处理过的TAC(Fujifilm，20μm)贴合，制得偏光片，在60℃5分钟烘干后，投入60℃的水中浸泡3H，取出后擦干表面水分，观察偏光片状态，并使用显微镜测量边缘失效宽度。

②耐高温高湿性评估

耐高温高湿性评估中，将PVA素子两面涂覆胶黏剂并使用碱处理过的TAC(Fujifilm，20μm)贴合，制得偏光片，在60℃5分钟烘干后，再投入65℃95RH份的恒温恒湿箱中一段时间后，测量偏光片光学参数的变化。

其中，边缘收缩的距离可使用偏光显微镜(Leica DM4 P)测定，测定时起偏器与样品偏光片呈正交方向即可，不需要检偏器。

其中，光学变化值一般为透过率T(％)，偏振度P(％)，可以通过带偏振功能的紫外分光光度计(Jasco V7100)测定，通常在恒温恒湿试验后，透过率与偏振度的变化值越小越好。

结果分析

将实施例1～4及对比例1～4得到的偏光片进行性能测试，结果分析如下表所示，

高温耐水性评估如表1所示，耐高温高湿性评估如表2所示，由表1、表2的结果可知，通过对比例1-4对比，聚乙烯醇单独作为胶黏剂时，耐水性极差，在添加交联剂后，耐水性会好转，进一步加入贴合增强剂后，其耐泡水性及耐高温高湿性进一步提升，再加入交联催化剂后，耐水性也有提升。

通过实施例4与对比例4的对比，加入铁离子的耐水效果要好于加入铝离子；实施例1-2对比，交联催化剂的量不宜过多，否则会过度交联，令反应活性基团难以与界面产生反应，贴合性下降。

表1

表2

综上，提供的用于偏光片的胶黏剂，其中，以改性聚乙烯醇为主要组分，改性聚乙烯醇由于包含乙酰乙酰基，能够有效提高水溶性、耐水性，并且有利于更好地进行涂覆；进一步，与交联剂、粘合增强剂、交联催化剂协同作用，通过交联剂与改性聚乙烯醇的乙酰乙酰基反应进行交联，形成胶黏剂网络，提高胶层的阻隔效果，交联催化剂有利于有效促进粘合增强剂发生交联作用，能够提升体系整体的交联成都和粘性，对胶层阻水能力以及湿态粘合力均有提升，极大提高胶黏剂在潮湿态的贴合效果；因此，使得到的用于偏光片的胶黏剂在潮湿及泡水状态下能更好地维持自身形态，降低水分子进入光学膜，使偏光片在60℃热水中浸泡也不易发生边缘收缩，有利于广泛使用。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。