一种低介电常数OCA光学材料及制备方法与流程

本发明属于oca光学胶技术领域，涉及一种低介电常数oca光学材料及制备方法。

背景技术：

光学透明胶（oca）是一种具有光学特性的用于胶结透明光学元件（如镜头等）的无基材双面贴合胶粘剂。oca具有柔韧性好、无色透明、光透过率在90%以上、胶结强度良好，固化收缩率小等特点。根据材料来源，可以将光学透明胶分为天然树脂光学胶和合成树脂光学胶。相较于天然树脂光学胶，合成树脂光学胶具有更高的粘接强度和更优良的耐高低温性能，成为目前市场上的主流。根据材料的不同，又可以将市场上常用的合成树脂光学胶分为聚氨酯类、环氧类、丙烯酸酯类和有机硅类。其中，有机硅类光学胶分子主链结构中含有大量的si-o键，因此对玻璃有良好的粘接性，而且由于si-o键的键能高于c-c键，使得有机硅类oca具有突出的耐高温性能。si-o主链结合不同的有机侧链或侧基使有机硅类光学胶兼具了有机和无机材料的优点，具有较高的透明性、较高的玻璃粘接性和柔韧性，适合高低温交变的线胀系数不同的材料粘接、并且具有优异的耐高低温性能、耐紫外辐照性能以及电绝缘性等。

随着电子电器产品的电路逐渐趋于微型化和集成化，市场对低介电常数胶粘剂的需求量越来越大。有机硅类胶粘剂本身的介电常数就比较低，在3.0左右，可以满足日常光学元件对低介电常数oca的基本要求。然而由于有机硅胶粘剂本身强度不高，常常需要在配方中加入填料对有机硅进行补强，这种方法虽然提高了有机硅胶粘剂的强度，但填料的引入也使胶粘剂的介电常数增大，限制了胶粘剂的应用。因此，在设法提高有机硅oca强度的同时能保证材料本身介电常数不发生变化甚至能使介电常数有所下降对oca的发展具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低介电常数oca光学材料及制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种低介电常数oca光学材料，包括依次层叠的第一离型膜层、第一有机硅材料层、低k值薄膜、第二有机硅材料层和第二离型膜层；所述第一有机硅材料层和第二有机硅材料层的原料配方包括下列重量份的原料：

乙烯基硅油50-100重量份；

乙烯基硅树脂10-50重量份；

含氢硅油10-50重量份；

含氢硅树脂10-20重量份；

低k值树脂10-30重量份；

添加剂0-5重量份；

稳定剂0-1重量份；

催化剂0-1重量份；

所述低k值树脂为非极性树脂，所述非极性树脂为聚硅氧烷、聚烯烃树脂、聚酰胺、聚酰亚胺和聚苯并恶嗪中的至少一种；所述低k值薄膜为硅基低k值薄膜，所述硅基低k值薄膜为倍半硅氧烷基多孔薄膜、二氧化硅基多孔薄膜、多孔硅薄膜和多孔sicoh薄膜中的至少一种。

优选的技术方案为：所述第一离型膜层和第二离型膜层的材料均为氟素离型膜。

优选的技术方案为：所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（vime3sio1/2）2（me2sio）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n=10~100。

优选的技术方案为：所述乙烯基硅树脂为乙烯基封端的mq硅树脂，其分子式为：（vime2sio1/2）m（mesio3/2）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n/m≥2。

优选的技术方案为：所述含氢硅油为硅氢基团封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（hme2sio1/2）2（me2sio1/2）m，me代表甲基，m=1~10。

优选的技术方案为：所述含氢硅树脂为硅氢基团封端的mt或mq树脂，其分子式为：（hme2sio1/2）3（me2sio1/2）m（mesio3/2）n，其中，me代表甲基，m/n≥1。

优选的技术方案为：所述聚硅氧烷的分子式为：（me3sio1/2）m（mesio3/2）n，me代表甲基，n/m≥2；聚烯烃树脂为线性低密度聚乙烯。

优选的技术方案为：所述添加剂为碳官能硅烷、碳官能硅氧烷、硅硼增粘剂和改性硅油中的至少一种。

优选的技术方案为：所述碳官能硅烷为链烯基硅烷、异氰酸烃基硅烷、羟烃基硅烷、巯烃基硅烷、环氧烃基硅烷或甲基丙烯酰氧烃基硅烷；所述碳官能硅氧烷为符合通式ysix3的硅烷偶联剂，y代表vi、och2chch2o或ococmech2；x代表ome、oet、oc2h4och3、osime3或oac；硅硼增粘剂为聚硼二甲基硅氧烷、聚硼二苯基硅氧烷和三甲基环三硼硅氧烷中的至少一种；改性硅油为聚醚硅油、氨烃基硅油、环氧烃基硅油、羟烃基硅油、巯烃基硅油、羧烃基硅油、甲基丙烯酰氧烃基硅油和长链烷基硅油中的至少一种。

优选的技术方案为：所述稳定剂为硅酮基抑制剂、炔醇基抑制剂和硅醇封端的聚甲基乙烯基二甲基硅氧烷中的至少一种。

优选的技术方案为：所述硅酮基抑制剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种；所述炔醇基抑制剂为3-甲基-1-丁炔-3-醇、1-乙炔基环己醇、3-丙基-1-丁炔-3-醇和1-二甲氢硅氧基-1-乙炔基-环己烷中的至少一种。

优选的技术方案为：所述催化剂为过氧化苯甲酰、过氧化2，4-二氯苯甲酰、铂金催化剂和辛酸铅和氨基硅硫中的至少一种。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种低介电常数oca光学材料的制备方法，包括下列步骤：

步骤1：将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂和低k值树脂加入反应釜中，升高温度，搅拌混合至无色透明，冷却至室温，将添加剂、稳定剂和催化剂加入反应釜中，搅拌至均匀，即制得有机硅材料基体a。

步骤2：通过涂布机将有机硅基体a均匀涂覆在第一离型膜上，固化后覆盖第二离型膜，模切加工后制成基体b；

步骤3：去掉一基体b的第一离型膜，把它贴合在低k值薄膜的一侧，再取另一个基体b，去掉它的第二离型膜，把它贴附在所述低k值薄膜的另一侧面，即得低介电常数oca光学材料。

优选的技术方案为：步骤1中，反应釜搅拌桨转速为≥1000r/min，反应釜真空负压为-0.09~-0.1mpa，升高温度至150~250℃。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：

本发明不仅降低了oca的介电常数，使得介电常数k值≤3.0，而且低k值薄膜有效提高oca抗冲拉强度和粘接力，使得oca粘接力≥2000n/25mm（剥离力≥2000n），透光率≥99%（400~800nm，厚度1mm），经过1000h双85等老化测试，粘接力≥1800n/25mm（剥离≥1800n），透光率≥96%（400~800nm，厚度1mm）。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例1：一种低介电常数oca光学材料及制备方法

一种低介电常数oca光学材料及制备方法，低介电常数oca光学材料包括从上往下依次设置的重离型薄膜、第一层有机硅材料、低k值薄膜、第二层有机硅材料和轻离型薄膜，第一层有机硅材料的下层和低k值薄膜上层附着以及第二层有机硅材料的上层和低k值薄膜下层附着，以重量份计，有机硅材料中基础料包括：

乙烯基硅油75份；

乙烯基硅树脂30份；

含氢硅油30份；

含氢硅树脂15份；

低k值树脂20份；

添加剂2.5份；

稳定剂0.5份；

催化剂0.5份。

所述轻离型薄膜、重离型膜均为氟素离型膜，基材均选自pet、opp、ps、pmma、tpx和ptfe中的一种或几种；离型膜厚度（um）为25、40、50、70或100中；离型膜克重（g/m²）为35、60、73、105或143。本实施例中，基材均为pet；离型膜厚度（um）为25；离型膜克重（g/m²）为35。

低k值薄膜为硅基低k值薄膜，包括倍半硅氧烷（ssq）基多孔薄膜、二氧化硅基多孔薄膜、多孔硅薄膜和多孔sicoh薄膜。本实施例具体选择多孔硅薄膜。

有机硅材料中的乙烯基硅油为乙烯基封端的聚二甲基硅油，其分子式为（vime3sio1/2）2（me2sio）n，vi为乙烯基，me为甲基，n=10~100。本实施例中，n=18。

有机硅材料中的乙烯基硅树脂为乙烯基封端的mq硅树脂，其分子式为（vime2sio1/2）m（mesio3/2）n，vi为乙烯基，me为甲基，n/m≥2。本实施例中，n/m=2。

有机硅材料中含氢硅油为硅氢基团封端的聚二甲基硅油，其分子式为（hme2sio1/2）2（me2sio1/2）m。me为甲基，m=3。

有机硅材料中含氢硅树脂为硅氢基团封端的mt或mq树脂，其分子式为（hme2sio1/2）3（me2sio1/2)m（mesio3/2）n，其中，me为甲基，m/n≥1。本实施例中，m/n=3。

所述的有机硅材料中低k值树脂包含：聚硅氧烷和聚烯烃树脂以及其他非极性树脂，聚硅氧烷优选（me4sio1/2）2（me2sio）n。其中，me为甲基，n=1~50；（me3sio1/2）m（mesio3/2）n，me为甲基，n/m≥2，进而优选选取（me3sio1/2）m（mesio3/2）n，me为甲基，n/m≥2；聚烯烃树脂优选聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯，其中聚乙烯优选ldpe、lldpe、hdpe和mdpe，进而优先选取lldpe；其他非极性树脂优选聚酰胺、聚酰亚胺和聚苯并恶嗪，进而优先选取聚酰胺。本实施例中，具体选择聚酰胺。

添加剂包括碳官能硅（氧）烷、硅硼增粘剂或改性硅油中一种或几种，其中碳官能硅（氧）烷为链烯基硅烷、异氰酸烃基硅烷、羟烃基硅烷、巯烃基硅烷、环氧烃基硅烷、甲基丙烯酰氧烃基硅烷或硅烷偶联剂（通式ysix3，y包括vi、och2chch2o或ococmech2等非水解基团；x包括ome、oet、oc2h4och3、osime3或oac等可水解基团）中一种或几种；或硅硼增粘剂包含聚硼二甲基硅氧烷、聚硼二苯基硅氧烷或三甲基环三硼硅氧烷中一种或几种；或改性硅油包含聚醚硅油、氨烃基硅油、环氧烃基硅油、羟烃基硅油、巯烃基硅油、羧烃基硅油、甲基丙烯酰氧烃基硅油或长链烷基硅油中一种或几种。本实施例具体选择异氰酸烃基硅烷。

有机硅材料中稳定剂包含硅酮基抑制剂、炔醇基抑制剂以及硅醇封端的聚甲基乙烯基二甲基硅氧烷，进而，硅酮基抑制剂优选四甲基二乙烯基二硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷，炔醇化合物优选3-甲基-1-丁炔-3-醇、1-乙炔基环己醇、3-丙基-1-丁炔-3-醇和1-二甲氢硅氧基-1-乙炔基-环己烷。本实施例具体选择1-乙炔基环己醇。

有机硅材料中催化剂为包括过氧化苯甲酰、过氧化2，4-二氯苯甲酰、铂金催化剂、辛酸铅和氨基硅硫中一种或几种；本实施例具体选择过氧化苯甲酰。

所述的制备方法包含：

（a）、将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂和低k值树脂加入反应釜中，升高温度，搅拌混合至无色透明，冷却至室温，将添加剂、稳定剂和催化剂加入反应釜中，搅拌至均匀，即制得有机硅材料基体a。

（b）、通过涂布机将有机硅基体a均匀涂覆在重或轻离型薄膜上，常温或加热固化，冷却后涂覆上轻或重离型膜，模切加工后制成基体b；

（c）、取一个基体b，去掉基体b的轻离型膜，把它贴附在低k值薄膜上层（上层可以经过等离子技术处理），再取另一个基体b，去掉它的轻离型膜，把它贴附在低k值薄膜下层（下层也可以经过等离子技术处理），即制成一种低介电常数oca光学材料。

反应釜搅拌桨转速为≥1000r/min，反应釜真空负压为-0.09~-0.1mpa，高温搅拌时间：在50~250℃条件下，搅拌2~4小时。

实施例2：一种低介电常数oca光学材料及制备方法

一种低介电常数oca光学材料，包括依次层叠的第一离型膜层、第一有机硅材料层、低k值薄膜、第二有机硅材料层和第二离型膜层；所述第一有机硅材料层和第二有机硅材料层的原料配方包括下列重量份的原料：

乙烯基硅油50重量份；

乙烯基硅树脂10重量份；

含氢硅油10重量份；

含氢硅树脂10重量份；

低k值树脂10重量份；

稳定剂0.2重量份；

催化剂0.5重量份；

所述低k值树脂为非极性树脂；所述低k值薄膜为硅基低k值薄膜。

优选的实施方式为：所述低k值薄膜为倍半硅氧烷基多孔薄膜。

优选的实施方式为：所述第一离型膜层和第二离型膜层的材料均为氟素离型膜。

优选的实施方式为：所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（vime3sio1/2）2（me2sio）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n=55。

优选的实施方式为：所述乙烯基硅树脂为乙烯基封端的mq硅树脂，其分子式为：（vime2sio1/2）m（mesio3/2）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n/m为4。

优选的实施方式为：所述含氢硅油为硅氢基团封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（hme2sio1/2）2（me2sio1/2）m，me代表甲基，m=5。

优选的实施方式为：所述含氢硅树脂为硅氢基团封端的mt或mq树脂，其分子式为：（hme2sio1/2）3（me2sio1/2）m（mesio3/2）n，其中，me代表甲基，m/n为3。

优选的实施方式为：所述非极性树脂为（me3sio1/2）m（mesio3/2）n，me代表甲基，n/m为4。

优选的实施方式为：所述添加剂为改性硅油为环氧烃基硅油和羟烃基硅油按照1：1的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为：所述稳定剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷和3-甲基-1-丁炔-3-醇按照1：5的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为：所述催化剂为铂金催化剂。

制备方法，包括下列步骤：

步骤1：将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂和低k值树脂加入反应釜中，升高温度，搅拌混合至无色透明，冷却至室温，将添加剂、稳定剂和催化剂加入反应釜中，搅拌至均匀，即制得有机硅材料基体a。

步骤2：通过涂布机将有机硅基体a均匀涂覆在第一离型膜上，固化后覆盖第二离型膜，模切加工后制成基体b；

步骤3：去掉一基体b的第一离型膜，把它贴合在低k值薄膜的一侧，再取另一个基体b，去掉它的第二离型膜，把它贴附在所述低k值薄膜的另一侧面，即得低介电常数oca光学材料。

优选的实施方式为：步骤1中，反应釜搅拌桨转速为1200r/min，反应釜真空负压为-0.095mpa，升高温度至200℃。

实施例3：一种低介电常数oca光学材料及制备方法

一种低介电常数oca光学材料，包括依次层叠的第一离型膜层、第一有机硅材料层、低k值薄膜、第二有机硅材料层和第二离型膜层；所述第一有机硅材料层和第二有机硅材料层的原料配方包括下列重量份的原料：

乙烯基硅油100重量份；

乙烯基硅树脂50重量份；

含氢硅油50重量份；

含氢硅树脂20重量份；

低k值树脂30重量份；

添加剂5重量份；

稳定剂1重量份；

催化剂1重量份；

所述低k值树脂为非极性树脂；所述低k值薄膜为硅基低k值薄膜。

优选的实施方式为：所述低k值薄膜为二氧化硅基多孔薄膜。

优选的实施方式为：所述第一离型膜层和第二离型膜层的材料均为氟素离型膜。

优选的实施方式为：所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（vime3sio1/2）2（me2sio）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n=80。

优选的实施方式为：所述乙烯基硅树脂为乙烯基封端的mq硅树脂，其分子式为：（vime2sio1/2）m（mesio3/2）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n/m=7。

优选的实施方式为：所述含氢硅油为硅氢基团封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（hme2sio1/2）2（me2sio1/2）m，me代表甲基，m=10。

优选的实施方式为：所述含氢硅树脂为硅氢基团封端的mt或mq树脂，其分子式为：（hme2sio1/2）3（me2sio1/2）m（mesio3/2）n，其中，me代表甲基，m/n=5。

优选的实施方式为：所述非极性树脂为聚硅氧烷、聚烯烃树脂按照1：3的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为：所述聚硅氧烷为：（me4sio1/2）2（me2sio）n，其中，me为甲基，n=20；聚烯烃树脂为ldpe和聚丁二烯按照1：1的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为：所述添加剂为碳官能硅烷、碳官能硅氧烷按照1：1的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为：所述碳官能硅烷为羟烃基硅烷；所述碳官能硅氧烷为符合通式ysix3的硅烷偶联剂，y代表vi；x代表ome。

优选的实施方式为：所述稳定剂为硅酮基抑制剂和硅醇封端的聚甲基乙烯基二甲基硅氧烷按照1：1的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为：所述硅酮基抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷。

优选的实施方式为：所述催化剂为过氧化苯甲酰和过氧化2，4-二氯苯甲酰按照2：1的质量比例构成的混合物。

制备方法，包括下列步骤：

步骤1：将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂和低k值树脂加入反应釜中，升高温度，搅拌混合至无色透明，冷却至室温，将添加剂、稳定剂和催化剂加入反应釜中，搅拌至均匀，即制得有机硅材料基体a。

步骤2：通过涂布机将有机硅基体a均匀涂覆在第一离型膜上，固化后覆盖第二离型膜，模切加工后制成基体b；

步骤3：去掉一基体b的第一离型膜，把它贴合在低k值薄膜的一侧，再取另一个基体b，去掉它的第二离型膜，把它贴附在所述低k值薄膜的另一侧面，即得低介电常数oca光学材料。

优选的实施方式为：步骤1中，反应釜搅拌桨转速为1000r/min，反应釜真空负压为-0.1mpa，升高温度至250℃。

实施例4：一种低介电常数oca光学材料及制备方法

一种低介电常数oca光学材料，包括依次层叠的第一离型膜层、第一有机硅材料层、低k值薄膜、第二有机硅材料层和第二离型膜层；所述第一有机硅材料层和第一有机硅材料层的原料配方包括下列重量份的原料：

乙烯基硅油80重量份；

乙烯基硅树脂40重量份；

含氢硅油40重量份；

含氢硅树脂18重量份；

低k值树脂25重量份；

添加剂4重量份；

稳定剂0.8重量份；

催化剂0.8重量份；

所述低k值树脂为非极性树脂；所述低k值薄膜为硅基低k值薄膜。

优选的实施方式为：所述低k值薄膜为多孔sicoh薄膜。

优选的实施方式为：所述第一离型膜层和第二离型膜层的材料均为氟素离型膜。

优选的实施方式为：所述乙烯基硅油为乙烯基封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（vime3sio1/2）2（me2sio）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n=90。

优选的实施方式为：所述乙烯基硅树脂为乙烯基封端的mq硅树脂，其分子式为：（vime2sio1/2）m（mesio3/2）n，vi代表乙烯基，me代表甲基，n/m=10。

优选的实施方式为：所述含氢硅油为硅氢基团封端的聚二甲基硅油，其分子式为：（hme2sio1/2）2（me2sio1/2）m，me代表甲基，m=7。

优选的实施方式为：所述含氢硅树脂为硅氢基团封端的mt或mq树脂，其分子式为：（hme2sio1/2）3（me2sio1/2）m（mesio3/2）n，其中，me代表甲基，m/n=3。

优选的实施方式为：所述非极性树脂为聚酰胺、聚酰亚胺和线性低密度聚乙烯按照1：1：1的质量比构成的混合物。

优选的实施方式为：所述添加剂为硅硼增粘剂和改性硅油按照1：1的质量比构成的混合物。

优选的实施方式为：硅硼增粘剂为聚硼二甲基硅氧烷和聚硼二苯基硅氧烷按照3：1的质量比构成的混合物；改性硅油为聚醚硅油。

优选的实施方式为：所述稳定剂为硅酮基抑制剂、炔醇基抑制剂和硅醇封端的聚甲基乙烯基二甲基硅氧烷按照1：2：1的质量比构成的混合物。。

优选的实施方式为：所述硅酮基抑制剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷；炔醇基抑制剂为1-乙炔基环己醇。

优选的实施方式为：所述催化剂为辛酸铅。

制备方法，包括下列步骤：

步骤1：将乙烯基硅油、乙烯基硅树脂、含氢硅油、含氢硅树脂和低k值树脂加入反应釜中，升高温度，搅拌混合至无色透明，冷却至室温，将添加剂、稳定剂和催化剂加入反应釜中，搅拌至均匀，即制得有机硅材料基体a。

步骤2：通过涂布机将有机硅基体a均匀涂覆在第一离型膜上，固化后覆盖第二离型膜，模切加工后制成基体b；

步骤3：去掉一基体b的第一离型膜，把它贴合在低k值薄膜的一侧，再取另一个基体b，去掉它的第二离型膜，把它贴附在所述低k值薄膜的另一侧面，即得低介电常数oca光学材料。

优选的实施方式为：步骤1中，反应釜搅拌桨转速为=1500r/min，反应釜真空负压为-0.09mpa，升高温度至230℃。

以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图具以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。

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