手机粘屏专用结构胶 (手机屏幕专用粘贴胶)

近年来,在国家政策大力支持下,电子电器工业飞速发展,智能手机、平板电脑及智能穿戴设备(如智能手表、手环等)更新换代迅速,各种新颖的产品结构催生出许多新型材料的应用。 特别是智能电子设备不断提高的屏占比,使得屏幕与边框的粘接面越来越窄。

此外,随着手机向更轻更薄的方向发展,人们对屏幕与边框的粘接要求更高,能够实现的粘接难度也变得越大,因此有研究人员开发了 一种熔融状态下黏度低、定位快、最终固化强度高的手机边框用可拆卸反应型聚氨酯热熔胶。

手机粘屏专用结构胶,手机边框可以用热熔胶

该款反应型聚氨酯热熔胶是由 聚酯或聚醚多元醇 二异氰酸酯 合成的 异氰酸酯端基预聚物 ,配以热塑性树脂、抗氧剂、填料和催化剂等添加剂制备而成。

反应型聚氨酯胶粘剂常温下为固体,使用时加热熔融涂胶于被粘基材表面,并在冷却后初步形成物理固化,随后与空气中的水汽、被粘物表面的水分或活泼氢等反应形成脲键而发生化学固化。

该聚氨酯热熔胶有望被广泛应用于智能手机、平板电脑、学习机、导航仪、可穿戴设备的屏幕组装、外壳结构粘接、电池粘接、PCB组装和保护等方面。

一.多元醇种类及比例对聚氨酯热熔胶性能的影响

聚酯多元醇分子中含有较多的极性酯键,分子链之间可形成较强的相互作用,因而聚酯型多元醇合成的聚氨酯胶粘剂具有较高的内聚能,其拉伸强度、撕裂强度和粘接强度等力学性能优异,通常用来作为制备聚氨酯热熔胶的原料。

聚醚多元醇中醚键极性较低,且分子链可围绕醚键旋转,因此聚醚型聚氨酯胶粘剂通常较为柔软,具有较低的玻璃化转变温度、较好的耐候性、水解稳定性,但其力学性能较差,不直接单独作为制备聚氨酯热熔胶的原料。一般通过多种聚酯多元醇和聚醚多元醇复配使用。

随着聚醚用量的增加,产品的定位时间增加,黏度变小,稳定性得到提高。

因为聚醚具有较低的玻璃化转变温度,因此其定位时间较长,产品的初期强度较弱。

随着聚酯用量的增加,定位时间缩短,黏度增加,黏度稳定性增加。

因为聚酯多元醇相对聚醚多元醇的玻璃化转变温度、软化点的温度都较高。

此外,由于聚醚的封端羟基为仲羟基,其 α 碳原子上的甲基对聚氨酯硬段之间形成的氢键起阻碍作用,有利于降低聚氨酯热熔胶的黏度,提高稳定性。

二.异氰酸酯指数对聚氨酯热熔胶性能的影响

异氰酸酯指数 R 是影响聚氨酯热熔胶性能的主要因素,其值为 NCO/OH 的比值。合理的异氰酸酯指数不仅能保证反应是一种扩链反应,还可以得到保持一定的—NCO 基含量的预聚物,—NCO 基团的含量多少对反应型聚氨酯热熔胶的性能有着决定性的影响。

随着异氰酸酯指数的提高,其黏度降低,聚氨酯热熔胶的开放时间增加,固化时间降低,贮存稳定性得到提高。这是因为随着异氰酸酯指数增加,—NCO 基团含量上升,所合成的预聚物相对分子质量减小,黏度下降,对贮存有利。

当 R 值过大时,聚氨酯热熔胶中的—NCO 质量分数过高,在湿固化阶段,将放出大量的二氧化碳,导致胶体有气泡及脆性增加,从而导致制备的产品不易拆卸;

当 R过小时,产品黏度过大,热稳定性不好,使用过程中产品不稳定。

因此当异氰酸酯指数 R位于 1.8~2.2的范围时,所制备的反应型聚氨酯热熔胶综合性能较佳。

手机粘屏专用结构胶,手机边框可以用热熔胶

三、热塑性树脂对聚氨酯热熔胶性能的影响

反应型聚氨酯热熔胶平均分子质量较小,难以产生较好的初粘力。为了提高反应型聚氨酯热熔胶的定位速度,增加初粘力,常常需要向聚氨酯预聚体中添加热塑性树脂共混。常用的热塑性树脂有高分子聚酯、热塑性聚氨酯和丙烯酸树脂等。

随着热塑性树脂的加入,反应型聚氨酯热熔胶的初期粘接强度显著提高。 由于丙烯酸树脂的极性相比于聚氨酯更大,因此二者的相容性通常较差,影响反应型聚氨酯热熔胶的力学性能,使其对基材的最终粘接强度降低。

高分子聚酯、热塑性聚氨酯因其分子链上含有羟基,在加入到反应型聚氨酯热熔胶体系后,可以与预聚体上的异氰酸酯基团反应,因此具有更好的相容性,且粘接强度不会降低。

手机粘屏专用结构胶,手机边框可以用热熔胶

该款热熔胶在固化后由于软化点较低,因而在加热条件下可显著降低其内聚强度,使其具备可拆卸功能,便于手机后续的返修以及拆卸回收,对保护环境、减少资源浪费具有重要意义。

此外,它对各种塑料、金属、玻璃具有良好的粘接性能,初粘力高、定位速度快,符合工业化快速流水线的操作要求。

该聚氨酯热熔胶固化后较低的玻璃化转变温度和软化点温度,使其在高温下具备可拆卸性能,满足了手机行业对手机边框可拆卸功能的要求。

参考文献

从赫雷《手机边框用可拆卸反应型聚氨酯热熔胶的制备及性能研究》