丁苯胶乳(SBR LATEX)

王伟可拆卸反应型聚氨酯热熔胶为电子屏幕与边框难粘贴助力
发表时间:2024-11-26 06:28:20   发布人: 丁苯胶乳(SBR LATEX)

  摘要:电子屏幕种类非常之多,根据不同的尺寸和应用的场景,对于屏幕胶水也会有不同的性能要求。总体来说可大致分为:1.室内大型显示器(例如电视机,大型智能屏等);2.室内中小型显示器(例如普通电脑显示器,家用电器屏显,儿童电子教具);3.户外移动显示器(例如汽车可视窗,汽车行车记录仪,摄影机相机屏幕等);4.可穿戴电子设备屏显(例如:智能手表,运动相机等);5.极端环境下的屏显(例如:可深水或高空拍摄的相机,极寒或极热区域使用的云台监控和屏显等)

  近年来,在国家政策全力支持下,电子电器工业快速的提升,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逐步的提升的屏占比,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,可以在一定程度上完成的粘接难度也变得越大,因此上海智冠高分子材料有限公司王伟先生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热熔胶专利《一种反应型聚氨醋热熔胶组合物的制备方法及其应用》。

  该款反应型聚氨酯热熔胶不仅粘接强度高,同时固化后的粘接部件在加热后易于人工手动拆解,交联固化的热熔胶体很容易从粘接部件表面清除掉并且无残留,不会造成贵重电子器件的破坏,利于电子精密仪器器件的回收再利用。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大范围的应用于智能手机、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。

  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。一般是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,因此其定位时间比较久,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。

  异氰酸酯指数 R是影响聚氨酯热熔胶性能的重要的因素,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,还能够获得保持一定的—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,因此导致制备的产品不易拆卸;当 R过小时,产品黏度过大,耐热性不好,使用的过程中产品不稳定。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。

  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。为了更好的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明显提高。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,因此具有更加好的相容性,且粘接强度不会降低。

  固定速度快,强度高,韧性好,粘接效果佳。热熔型电子屏幕胶水有望解决保压时间过长的问题,可提供快速的即时固定效果,以及后续的高强度粘接,并且对于返修拆除也非常容易,只需要加热到胶水软化点即可轻松剥离。2022年,ENIENT发布了两款高性能的热熔胶,一种是独特的固化后可以在高温120℃下使用而不丧失其强度的耐高温热熔胶,与以往需加热到200℃才能施涂不同的是,这种胶水仅需低温90℃即可施胶,解决了大部分电子外壳高温不耐受的问题,从而能够大范围的应用到需要高温环境使用的电子科技类产品中。还有一种,在几分钟内就有较高初粘力,能够在短保压的情况下解决屏幕偏移问题,并且在接下来的24小时二次固化,达到高强度。这些特殊热熔胶的开发给更多的电子应用提供了可能,例如无人机航拍电子和极端恶劣环境的监控云台等,都不必再局限于传统的硅胶贴合,有利于往高效和轻量化方向发展。热熔胶作为屏幕应用胶水的后期之秀,能够兼顾高强度和高效率,并且相对于硅胶和双面胶,能够使屏幕更加轻薄化。目前来说,高品质的热熔胶产品仍然只有个别品牌独领风骚,并且一些高端产品的开发还与终端签订了双向的保密协议等,也增加了应用于普通市场的难度。目前来说,对于小型电子设备,例如可穿戴设备,行车记录仪等,热熔胶的应用已经十分普遍。而对于要求更高的,例如运动相机,汽车屏幕,大型显示屏幕等的热熔胶粘接技术仍属于尖端技术,我们期待电子级热熔胶技术百花齐放的时代的到来。

  上海智冠高分子材料有限公司王伟先生的专利《一种反应型聚氨醋热熔胶组合物的制备方法及其应用》所生产的热熔胶产品在固化后由于软化点较低,因而在加热条件下可明显降低其内聚强度,使其具备可拆卸功能,便于手机后续的返修以及拆卸回收,对保护自然环境、减少资源浪费具备极其重大意义。此外,它对各种塑料、金属、玻璃拥有非常良好的粘接性能,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。

  王伟:2011年成立上海智冠高分子材料有限公司担任总经理之职,公司以专业方面技术服务业为主,其本人专注于反应型聚氨酯热熔胶,这些胶粘剂产品主要致力于消费电子科技类产品市场,应用于手机、平板电脑、笔记本电脑与连接件的粘合。目前已有商标信息1条,专利项目36条,软件著作权项目2条。2022年2月22日阿科玛收购上海智冠高分子材料有限公司,王伟继续任职总经理一职。

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