成果名称: 显示屏全贴合有机硅光学胶的研发及产业化
完成单位: 东莞市贝特利新材料有限公司
主要人员: 侯海鹏,唐世英,汤胜山,叶文波,梁杰旭,黄雄武,张虎
介绍:

     一、任务来源: 本项目为本公司自主研发项目。

     二、应用领域与技术原理 1、应用领域:触控显示屏全贴合技术用材料。 2、技术原理: 以乙烯基聚硅氧烷作为基础聚合物,以端氢聚硅氧烷为扩链剂,以高活性高含氢聚硅氧烷为交联剂,在铂金催化剂作用下,固化形成凝胶状硬化物; 添加含氮化合物和多乙烯基聚硅氧烷以络合凝胶中的铂金催化剂而抑制黄变; 添加不含活性交联基团的环氧基硅氧烷低聚物使硅凝胶与基材间形成稳定的化学键,从而形成粘结; 通过添加MQ硅树脂,在反应体系中形成集中交联,提高凝胶的强度。

     三、性能指标: 外观:无色透明,不发雾,无杂质;AB混合粘度:2410 mpa.s(25℃±1℃);AB混合硬度:92(1/10mm);AB混合固化速度:86s(30℃);透光率:99.1%;粘接强度:有内聚破坏;黄变指数(b*):-0.38;渗油:低渗油;110℃/1000H抗黄变(b*):不可见性黄变;卤素含量:N.D.;有害物质符合ROHS指令要求。

    四、与国内同类产品技术的比较: 所在区域 国内 国内 国外 生产厂家 东莞贝特利 派乐码 瓦克 产品型号 BTL852 G15 UV202 物料形态 双组分 单组分 双组分 固化方式 UV固化 UV固化 UV固化 透光率 99% 98% 97.5% 粘接强度 有内聚破坏 有内聚破坏 无内聚破坏 110℃/1000H抗黄变 无可见性黄变 轻微黄变 无可见性黄变 渗油程度 低渗油 明显渗油 低渗油 价格(元/Kg) 400 400 >1000 从上表可以看出,本项目产品在透光率,抗黄能力,渗油方面已超过国内同类产品的水平;在粘接强度和价格方面与国内同类产品在同一水平;在透光率,粘接强度以及价格方面超过国外同类产品。综合性能来看,本项目产品已达到国内领先水平。就市场竞争力而言,国外产品具有较强的品牌效应,尽管价格较高,但具有很强的市场竞争力;国内产品虽然性能以及品牌没有国外产品好,但价格低,只要国内产品性能跟上,国内产品的市场竞争力还是很可观的。本项目所开发的有机硅光学胶,不但性能与国外产品相近,价格有优势,所以本项目产品的市场竞争力比较强。

    五、成果创造性、先进性: 1、研究了新的合成工艺,自制出无气味和极低VOC的聚硅氧烷,并将其用作硅凝胶组合物的基础聚合物;同时自制高活性的含氢交联剂,保证加成反应的高效性和彻底性,大幅度降低硅凝胶的渗油性,提升贴合的效率。 2、创新地向硅凝胶组合物中添加铂的双齿螯合结构的含氮化合物配体,同时使用多乙烯基聚硅氧烷做抑制剂和铂金催化剂稀释剂,提高铂金催化剂在高温下的络合稳定性,同时不明显降低铂金催化剂的活性。在铂的双齿螯合结构的含氮化合物配体和多乙烯基聚硅氧烷的双重作用下,硅凝胶的抗黄能力得到巨大的提升。 3、有机硅凝胶对保护盖板和偏光片的粘接效果较差,仅依靠硅凝胶的表面初粘力很难满足车载显示屏的粘接要求。为了提高硅凝胶的粘接能力,合成了一种不含活性交联基团的环氧基硅氧烷低聚物。该低聚物对凝胶的硬度没有影响,同时解决相容性和储存稳定性的问题,并且可以在硼酸三苯酯的促进作用下与保护盖板和偏光片形成稳定的化学粘接。另外可以调节增粘剂和促进剂的比例,可以满足不同场景的粘接要求。 4、硅凝胶的硅氢比一般小于1,导致交联点相对不足,强度偏低。采用同时添加低乙烯基含量的MQ硅树脂,含氢扩链剂,高活性高含氢交联剂的方法,不但可以提高硅凝胶的强度和阻尼性,由于形成集中的交联点,还提升硅凝胶的撕裂强度。在适当的配比下,可以得到强度较好的硅凝胶。

    六、作用意义: 近年来,随着商显大尺寸触控屏幕技术的迅猛发展,市场对大尺寸会议屏幕和教育屏幕的接受度高度认可。主要采用丙烯酸系粘结材料对触控屏和玻璃盖板进行全贴合来提高屏幕的亮度,防止由于室外光或室内照明引起的显示器可见度的降低。但丙烯酸系粘结剂存在诸多的缺陷和不足: (1)丙烯酸系粘结剂高的表面张力,其在偏光片和玻璃板上的润湿性低,其存在明显的流动性不足。 (2)丙烯酸系粘结剂在uv固化前后收缩率高,对液晶屏幕带来明显的应变,出现裂纹,导致屏幕不良。 (3)丙烯酸系粘结剂固化物在高温和室外光下,极易发生黄变和硬化,导致屏幕的触控不良和亮度的明显下降。 (4)丙烯酸系粘结剂由于含有羧基单体成分,其极易腐蚀ITO线路和其他金属布线,使触控显示屏的可靠性出现明显的降低。 鉴于以上情况,寻找一种替代材料势在必行,有机硅材料的低表面张力,收缩率小,耐候性好,环保无毒等的特点恰恰可以解决上述问题。但是,全贴合用材料接触的偏光片对有机硅而言,粘接力是个很大的挑战,粘接不牢,直接会导致触控屏幕的失效;另外,各厂家生产的偏光片酸值都会不一样,导致有机硅固化程度也会不一样,解决固化不完全是必不可少的课题。 当前有机硅光学胶市场使用量大约1000吨/年,而且该产业比较集中,规模较大的贴合厂都用进口的有机硅胶水,售价都相当高,而且售后不及时,很难配合贴合厂的工艺调整胶水的配方,对全贴合产业的阻碍是比较大的,国内已有同类产品上市,跟国外商品性能还是有较大差距。预计我们目标客户年使用量的50%,可以达到年销售3000万元以上。因此,显示屏全贴合有机硅光学胶的研发及产业化,前景是非常可观的。

批准登记号:
登记日期: 2021-07-28
研究起止时间: 2018-01-01至2020-06-30
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 新材料
评价单位名称: 东莞市高新技术产业协会
评价日期: 2021-04-23