消费电子用有机硅压敏胶的发展趋势

随着人工智能、大数据、云计算、5G、物联网、虚拟现实等新一代信息技术的快速发展及应用,创新型电子产品层出不穷,消费电子行业已经步入智能化、联网化的新时代。

 

技术创新及产业升级成为消费电子市场高速发展的核心驱动力。

 

电子产品制程精细、工艺步骤多、零部件复杂程度高,快速迭代意味着整个产业链从工艺,技术,材料等各方面都要进行创新融合,有机硅压敏胶就是上游辅料之一。

 

压敏胶是一类对压力有敏感性的胶粘剂,在外力作用下产生黏性流动,实现与被贴物表面的紧密接触,通过分子间作用力实现界面粘接。其中,有机硅压敏胶材料凭借其独特的性能,广泛应用于各类电子产品的生产运输过程,在整个产业链起着举足轻重的作用。当前,更高的性能要求,更复杂的技术条件以及更严苛的应用环境促使有机硅压敏胶朝着更多新方向发展。 

更稳定的基础性能

01 稳定的粘着力

 

粘着力是选择保护膜的首要考虑因素。针对不同的粘着力要求,客户通常通过高(800-1000g/in)、低(0-3g/in)粘着力压敏胶的混合调配来实现。但由于两者粘着力差距太大,调配过程中很难精准控制实现目标粘着力,也容易出现批次间粘着力不稳定的情况。

 

如下图所示,随着高粘比例增加,粘着力上升缓慢,但当高粘达到一定比例时,粘着力会突然跃升(下图高粘添加量为90%时,粘着力由100g/in跃升至1000g/in以上)。瓦克推出的中粘压敏胶DEHESIVE® PSA 847M(~120g/in),调节曲线趋近线性,从而使粘着力的调配操作更加稳定精准。 

更复杂的技术要求

与传统的丙烯酸及橡胶型压敏胶相比,有机硅压敏胶具有优异的耐温性、耐候性、耐水性、耐油性、排气性等,应用场景广泛。随着电子产业链的不断创新发展,行业对于压敏胶也提出了一些新的技术要求,比如低温固化、优异的排气性、粘结广泛性等。

 

01 低温固化

 

有机硅压敏胶需要通过加热来实现固化,固化条件的选定不仅与压敏胶自身,也与涂布基材密切相关。对于一些耐高温基材,如PI、PTFE等,压敏胶的固化温度可以设定在150℃以上。而对于不耐温基材,如PET、PE等,压敏胶的固化温度则需要在120℃甚至100℃以下。但过低的温度一般会对压敏胶的固化及最终性能产生不利影响。

 

瓦克DEHESIVE®PSA 845T、DEHESIVE® PSA 847M、DEHESIVE® PSA 846L系列产品,不但具有较长的浴槽寿命,还可以实现100℃以下的低温固化,完美契合一些不耐热基材,为下游压敏胶制品提供了更多的应用空间。

 

02 排气性

 

排气性贴合手机钢化膜时,用户往往希望指尖轻轻一按,整块保护膜就能够迅速排出气泡并完成贴合,这就对压敏胶的排气性提出了更高的要求。瓦克DEHESIVE®PSA 765 CN是无溶剂、低粘性的有机硅压敏胶,可实现粘性低、排气快的技术要求。 

03 粘接广泛性

 

目前,3C产品广泛采用防指纹(Anti-finger)技术,即将一种表面张力极低的含氟涂料涂布在玻璃盖板,使其具有疏水疏油、抗刮伤、抗指纹、触感爽滑等特点。对于这些低表面能材料,使用其它胶系的压敏胶会存在掉胶或者粘接不牢靠的问题。有机硅材料的表面张力成为解决这类问题的最佳方案。

 

瓦克巧妙地对有机硅分子进行功能化以提高其浸润性及粘结力,推出了适用于防指纹屏保护膜的有机硅压敏胶DEHESIVE® PSA 815UT,对包括含氟涂料在内的各类难粘材料都具有普遍的适用性。

 

如下图所示,在水滴角为117°的AF屏上,防指纹屏保护膜的有机硅压敏胶DEHESIVE® PSA 815UT的即测粘着力可达到30g/in,明显高于市售高粘压敏胶。 

 DEHESIVE®PSA 815UT在AF屏上的粘着力表现尤为突出

更严苛的应用环境

与其他行业相比,电子产品制程工艺更为复杂,与化学,金属,光刻,焊接,计算机,材料等多学科相互交叉。更多严苛的制程工艺使有机硅压敏胶面临更多极端的应用环境。

 

01 高温老化

 

电子线路板波峰焊锡遮蔽、保护金手指等常常要用到聚酰亚胺(PI)胶带。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、微电子、液晶、分离膜、激光等领域。聚酰亚胺(PI)胶带是在聚酰亚胺薄膜上涂布有机硅压敏胶粘剂,使其具有耐高低温、耐酸碱、耐溶剂、电气绝缘、防辐射等性能。

 

针对聚酰亚胺胶带的高温应用,涂布的压敏胶也必须具有优异的耐高温性能。瓦克DEHESIVE® PSA 845T是一款高粘性有机硅压敏胶,高温环境下(150-260℃)也能够在一定时间内保持良好的粘着力和内聚力,确保胶带不起泡、不翘边、无残胶。下图为260℃、2小时高温测试后,瓦克有机硅压敏胶(左一)与市售其他压敏胶(左二、左三)的对比。 

02 高温高湿老化

 

电子行业配套产业链复杂,一些零部件运输过程也面临较为恶劣的环境,这对所用压敏胶的耐老化性能提出要求。与其他类型压敏胶相比,有机硅压敏胶具有优异的耐候及耐老化性能。瓦克DEHESIVE®PSA 845T、DEHESIVE®PSA 847M在高温高湿(85/85%RH)的条件下老化数天后仍能保持良好的性能,不脱胶,且撕开无残胶。

 

面对需求多样化的压敏胶市场,全球第二大有机硅生产商瓦克化学充分借助其领先的技术优势,致力于通过创新的产品及优质的服务为客户提供更多差异化和创新性的解决方案。

 

关键词:有机硅展、化工原料展、薄膜展