在薄膜基材上通過表面處理、塗布、鍍膜、印刷、製版、壓光、鍍鋅、複合、薄膜切割等加工製造後,賦予其強度、耐熱性、機械性、電子性、光學性、氣體隔離性等特性,成為高附加值功能性薄膜。
根據薄膜功能的不同,要求的塗層材料隨之改變,塗層材料有:硬化、防反射、防眩光、抗靜電、耐指紋、自修復、自排氣吸附膠和壓敏膠水等等。
市場對於高阻隔膜、光伏薄膜、動力電池隔膜、窗膜、保護膜、光學膜等功能性薄膜的需求增長迅速,更急切需要國內的膜加工和塗層配方的技術突破。
塗層材料中的膠黏劑
膠黏劑應用最多的有丙烯酸酯(俗稱亞克力膠水)、聚氨酯(俗稱PU膠水)和矽膠膠水(有機矽壓敏膠)三種。
丙烯酸酯膠水,也叫亞克力膠水,根據溶劑的不同又分為水性膠和油性膠,常用於不乾膠、雙面膠、排廢膠帶、牆紙等等領域。
目前最頂端的丙烯酸酯類膠水應該是採用UV交聯的OCA膠,所謂OCA是英文optically clear adhesives的縮寫,為光學級透明膠黏劑,也可以解釋為光學級的透明壓敏膠或者用於光學產品的膠黏劑。更是業界公認的“無缺陷膠黏劑”。
過去和現在使用的大部分是採用熱交聯的OCA膠水,因為太多的不穩定因素制約致使只能在低端市場應用,高端市場裡厚度為175μm以上的OCA基本上由日本三菱公司壟斷,KANGLIBANG的研發團隊歷經一年多的時間,經過無數次的實驗,終於研製出一款採用UV交聯的OCA膠水---OCA-6A,綜合性能目前國內最優,本品採用特殊丙烯酸酯官能團和改性高分子聚合物共聚合成,採用帶有羥基-環已基的引發劑在350nm~450nm的長波範圍(UV-A)內交聯。
在實驗和應用過程中若達到最佳交聯效果,選擇合適的UV燈也顯得特別重要,由於膠體厚和膠水配方設計需求,採用德國IST公司的帶有塗鉛的金屬鹵化燈並充氮絕氧保護效果最佳,不黃變、無殘留、94%高透光率、2%以下低霧度且具有自潤濕性。
塗布行業中的聚氨酯膠水,業界俗稱PU膠水,由於低霧度和無矽轉移的原因,常被用在ITO膜上制程保護。
低剝離力控制在1~3gf/25mm,膠水大多依賴于韓國和日本進口。
但更高的剝離力3gf/25mm以上50克力以下的只有德國BAVARKER的UPSA-933可以做到,並且改善了PU膠水混合2小時候出現結構化(增稠、凝膠)的弊病,更加適合需要低溫塗布材料上的應用,且聲學功能最佳,是優質的聲學膜基材的締造者。
有機矽
有機矽也稱為矽酮(silicone),是一類分子鏈以矽原子與氧原子相結合的鍵能很高、不易斷裂的聚矽氧烷(polysiloxane)。有機矽產品品類繁多,由於其功能獨特、用途廣泛,因而是國民經濟生活不可或缺的重要化工材料。
有機矽產品可以是各種分子量不高、能流動的液態物(單體、油、乳劑);或是各種高分子量的彈性體(膠);也可是支化結構的各種樹脂,以及油、膠、樹脂的二次製品或改性物,因此有機矽產品是大量的、包含有各種各樣基團的矽油、矽橡膠、矽樹脂和矽烷偶聯劑等。
有機矽產品都有很好的耐高、低溫性能,一般都能在180℃高溫下長期工作。有機矽材料耐低溫性能良好,一般在-55℃下仍能工作。
有機矽在塗布行業中,用矽油做離型膜最常見,其餘制程膜、保護膜、高溫膠帶和手機貼膜使用的矽膠產品也有很多,如矽烷偶聯劑、矽油、交聯劑、錨固劑、氯鉑酸、BPO和矽樹脂等。
有機矽化合物早在1863年就出現了。
19世紀中葉曾有英國化學家Kipping做過不少研究工作。到20世紀30年代,美國、前蘇聯、德國的化學家相繼研發有機矽化合物。美國康寧(Corning)玻璃公司的Hyde在1937年用格氏法合成出有實用價值的有機矽樹脂,為有機矽化合物的開發揭開了新的一頁。
1941年美國通用電氣(GE)公司的Rochow開創性地發明了用矽與鹵烴在銅的催化下直接合成有機鹵矽烷的方法;德國Müller也同時研究此直接合成反應。此直接法可大量生產用途最廣的甲基氯矽烷,為提供二甲基二氯矽烷創造了極好的條件,為有機矽工業的發展奠定了堅實的基礎。
自20世紀40年代在美國和前蘇聯問世以來,有機矽材料已經走過了80多年的研究開發歷程,目前,有機矽已經發展成為精細化工一大門類的標誌性工業產品。
今天,有機矽產品在國內的塗布行業裡的應用已、發揮到極致,可隨意調節不同粘度和固含量的膠水,適合逗號刮刀、微凹和狹縫塗布機全天候塗布作業,外觀無晶點、無雪花紋、大於95%高透過率;高溫高濕後不掉膠、低矽轉移;排氣快、潤濕性快;剝離力穩定不爬升。
總之,隨著薄膜行業應用需求的多樣化,所以對各種膠黏劑的選擇尤其重要!
當然也不能只孤立地考慮膠粘劑本身,而要將其放在精密的塗布設備、優質的薄膜基材和嫺熟精湛的塗布技術相配套的整體體系中進行考察。
由此,對膠粘劑提出了通用性、粘接可逆性、性能平衡性與使用耐久性等更高的性能要求,進而推動膠粘劑向高性能化、高功能化、多功能化和智慧化方向發展。