Патент на изобретение №2311437

(54) УФ-ОТВЕРЖДАЕМАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ОПТИЧЕСКАЯ СЧИТЫВАЮЩАЯ ГОЛОВКА С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ И ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПИСЫВАЮЩЕЕ/ВОСПРОИЗВОДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ ОПТИЧЕСКУЮ СЧИТЫВАЮЩУЮ ГОЛОВКУ

(57) Реферат:

Изобретение относится к УФ-отверждаемым клеевым композициям, используемым для склеивания полиметилметакрилата с металлом. Технической задачей изобретения является создание УФ-отверждаемой клеевой композиции, обладающей коэффициентом тиксотропности К=2-3, усадкой не более 4%, прочностью при отрыве как в исходном состоянии, так и после воздействия тепла, влаги, перепада температур не менее 1,5 МПа и стабильностью при храненеии больше года. Композиция может быть использована как адгезив для электронных устройств, таких как оптическая считывающая головка, тонкопленочный транзистор – жидкокристаллический дисплей и органический электролюминесцентный элемент. Поставленная задача решается тем, что композиция содержит олигоуретанакрилат – продукт взаимодействия одигобутадиендиола с м.м. 2000-3000, алифатического или ароматического диизоцианата и гидрооксиалкилметакрилата, взятых в молярных соотношениях 1:2:2, реакционноспособный мономер-разбавитель, представляющий собой смесь моно- и полифункциональных метакрилатов, полимерный наполнитель – полиэтилен высокой плотности с размером частиц до 50 мкм, фотоинициатор, антиоксидант фенольного типа и промотор адгезии – смесь хлорированного поливинилхлорида с содержанием хлора 62-64 мас.% и щавелевой кислоты и дополнительно включает тиксотропный агент – аэросил с удельной поверхностью 175-380 м²/г и сложноэфирный пластификатор. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.1 года.

Для решения поставленной задачи заявляется УФ-отверждаемая композиция, состоящая из:

В качестве олигобутадиенуретанметакрилата используется продукт взаимодействия олигобутадиендиола с м.м 2000-3000, алифатического или ароматического диизоцианата и гидроксиалкил(мет)акрилата в молярном соотношении 1:2:2. Олигобутадиендиол является продуктом полимеризации 1,3-бутадиена с 1/4- и 1,2- присоединением мономерных звеньев. Предпочтительно используется олигомер, содержащий ˜30% звеньев 1/4- и ˜70% 1,2- звеньев.

Из диизоцианатов применяются гексаметилендиизоцианат и его замещенные аналоги, изофорондиизоцианат, 2,4-толуилендиизоцианат и др.

Гидроксиалкилметакрилатом может быть гидроксиэтилметакрилат гидроксипропилметакрилат, гидроксибутилметакрилат и др.

Олигобутадиенуретанметакрилаты используются как в виде индивидуальных соединений, так и в смеси. Предпочтительной является смесь алифатического и ароматического уретанакрилата в массовом соотношении 1-1,5:1.

Мономер-разбавитель включает смесь монофункциональных метакрилатов с циклическими заместителями (изоборнил-, тетрагидрофурфурил-, дициклопентенилоксиэтил-), метакрилат высшего спирта (октилметакрилат) и полифункциональных метакрилатов (диметакрилаттриэтиленгликоля, триметакрилат-триметилолпропана и др.).

В состав адгезива входят тиксотропный агент – аэросил с поверхностью 175-380 м²

В качестве сложноэфирного пластификатора композиция может содержать диоктилфталат, 2-бутоксиэтиладипинат, бензил-2-этилгексиладипинат и др.

В состав заявляемой УФ-отверждаемой клеевой композиции входят фотоинициаторы: Irgacure-184 (1-гидроксициклогексил-фенилкетон), Irgacure-651 (2,2-диметокси-2-фенилацетофенон), Irgacure-819 (бис(2,4/6-триметилбензоил)фенилфосфинооксид), Darocur-1173 (2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он) и т.д., а также их смеси.

В качестве фенольного антиоксиданта композиция может содержать п-метоксифенол, ионол, гидрохинон и др.

Далее в деталях будет описана оптическая считывающая головка и записывающий/воспроизводящий привод с использованием вышеупомянутой УФ-отверждаемой клеевой композиции. Оптическая считывающая головка данного изобретения включает основу и оптические элементы, которые приклеены к основе с использованием вышеупомянутой УФ-отверждаемой клеевой композиции в качестве адгезива. Конфигурация оптической системы в оптической считывающей головке данного изобретения показана на Фиг.1. Со ссылкой на Фиг.1 оптическая считывающая головка включает источник света 1 для излучения света с заранее установленной длиной волны, решетка 2 для рассеивания света от источника света на луч 0-порядка и луч 1-порядка; коллимирующая линза 3 для создания волоконно-оптической связи, которые параллельны одна другой; объектив 9 для формирования оптического пятна на записывающей поверхности оптического диска 10; главный детектор света 7 для приема света, отраженного от записывающей поверхности оптического диска 10, и определения сигнала информации и сигнала ошибки. Цифра 4 обозначает ответвитель для направляющего света, излученного источником света 1 на объектив 9, и свет, отраженный от оптического диска 10 на главный детектор света 7. Вогнутая линза 6 может быть помещена между ответвителем 4 и главным детектором света 7. Вогнутая линза 6 используется для коррекции астигматизма. Ответвитель 5 также отвечает за дифракцию света, направленного к объективу 9 по направлению к переднему детектору света 8. Передний детектор света 8 используется для определения силы света. Если определенная сила света меньше или превышает заранее определенный уровень, то сила света, излученного из источника света 1, корректируется для того, чтобы свет с силой, заранее определенного уровня, достиг оптический диск 10.

Фиг.2 демонстрирует оптическую считывающую головку относительно реализации данного изобретения. Оптическая считывающая головка включает алюминиевую основу. Вышеупомянутые оптические элементы размещены на заранее определенные места основы с целью прикрепления на ней при использовании УФ-отверждаемой клеевой композиции данного изобретения. Например, решетка 2 закреплена на держателе решетки основы, лазерный диод зафиксирован на держателе диода основы и ответвитель 5 и коллимирующая линза напрямую прикреплены к основе. УФ-отверждаемая клеевая композиция данного изобретения нанесена на специальные места основы или оптических элементов и для отверждения подвергнута воздействию ультрафиолетового излучения.

Фиг.3 демонстрирует место нанесения УФ-отверждаемой клеевой композиции данного изобретения, когда объектив прикрепляется к основе в оптической считывающей головке. Объектив прикрепляется к лопасти привода основы. После того как УФ-отверждаемая клеевая композиция данного изобретения нанесена на четыре точки лопасти привода объектив размещается и подвергается воздействию ультрафиолетового излучения для отверждения данной композиции.

Фиг.4 демонстрирует место нанесения УФ-отверждаемой клеевой композиции данного изобретения, когда ответвитель прикреплен к основе в оптической считывающей головке. После того как УФ-отверждаемая клеевая композиция данного изобретения нанесена на две точки ответвителя, он помещается на основу и подвергается воздействию ультрафиолетового излучения для отверждения композиции.

Фиг.5 демонстрирует оптический считывающий/ воспроизводящий привод данного изобретения. Со ссылкой на Фиг.5, лоток 30 включается в трек паза 20 таким способом, что скользит в или из паза в направлении стрелки “А”. Лоток 30 оснащен шпиндельным двигателем 31 и базой захвата 33. Шпиндельный двигатель 31 имеет поворотный круг 32 на ее вращающейся оси. Когда оптический диск 10 установлен на поворотном кругу 32, шпиндельный мотор 31 начинает вращать оптический диск 10. База захвата 33 скользит в радиусном направлении (обозначенной стрелкой “В”) оптического диска 10. Оптическая считывающая головка 40 прикреплена на базе захвата 33 для доступа к записывающей поверхности оптического диска 10 и записи/воспроизведения информации.

Как видно из сказанного выше, УФ-отверждаемая клеевая композиция данного изобретения соответствует требованиям по низкой усадке и высокой адгезии. Адгезия с основой – прекрасная. В дополнение, когда композиция данного изобретения используется в устройствах микроэлектроники, таких как оптическая считывающая головка, тонкопленочный транзистор – жидкокристаллический дисплей и органические электролюминесцентные элементы, не возникает деформация и смещение. Поэтому обеспечена точность процесса. В дополнение, в случае добавления тиксотропного вещества в полимерную композицию не возникает ее тягучести подобно глютеновой карамели. В результате предотвращено снижение работы электронных устройств после нанесения адгезивов на нежелательные места.

Настоящее изобретение далее описывается примерами, которые даны для иллюстрации, но не для ограничения объема притязания. В примерах 1-2 приведены способы получения олигобутадиенуретанметакрилатов, предпочтительно используемых в составе заявляемой УФ-отверждаемой клеевой композиции.

Пример 1

Получение олигобутадиенуретанметакрилата ОУМД-3000Н

В реактор загружается 150 г жидкого олигобутадиендиола (Красол LBH-2000, ф.Каучук, Чехия) и при перемешивании нагревается до 45-50°С. Затем дозируется 18,6 г гексаметилендиизоцианата со скоростью 1 г/мин при поддержании температуры 55-60°С. После окончания дозировки реакционнная масса перемешивается 4,5-5 часов при 55-60°С до достижения содержания изоцианатных групп 2,75% и затем охлаждается до 45-50°С. В реактор постепенно добавляют 17,76 г монометакрилатапропиленгликоля с растворенным 0,093 г катализатором – дибутилдикаприлатом олова со скоростью 1 г/мин. Температура не должна превышать 50-55°С. После этого реакционная масса выдерживается при перемешивании 7-8 часов при 55-60°С до исчерпания изоцианатных групп. Загружается 0,0186 г п-метоксифенола и перемешивается еще 30 минут.

Продукт – вязкая, бесцветная или слегка желтоватая масса. Динамическая вязкость 66000 мПа·с.

Пример 2

Получение олигобутадиенуретанметакрилата ОУМД-3000Т

Синтез осуществляется аналогично примеру 1 с использованием в качестве диизоцианата – 2,4-толуилендиизоцианата.

Получение УФ-отверждаемой композиции (примеры 3-9)

Смешение осуществляется в миксере при тщательном перемешивании компонентов, приведенных в таблице 1.

Физико-механические свойства УФ-отвержденной композиции

Прочность при отрыве определялась на клеевых соединениях полиметилметакрилатного стекла марки СО-120К (Россия) размером образца 50×50×6 мм с цилиндрическим образом из стали 12Х18 HI ОТ диаметром 25 мм на разрывной машине Instron при скорости испытания 20 мм в минуту при +25°С:

I – прочность через 24 часа после склеивания,

II – прочность после выдержки склеенных образцов в течение 72 часов при +60°С и 95% влажности,

III – прочность после термоциклирования (20 циклов) при +70°С (1 час) -30°С (1 час).

Усадка определялась по соотношению плотностей жидкого адгезива и полимера, полученного из него.

Состав и свойства композиций приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 2 показывает, что заявляемая композиция отвечает заданным техническим требованиям и превосходит известные композиции по усадке и адгезионной прочности.

Хотя настоящее изобретение проиллюстрировано примерами его предпочтительного осуществления, они ни в коей мере не ограничивают заявляемый объем изобретения.

Таким образом, композиция по изобретению удовлетворяет выдвинутым требованиям и полностью подходит для использования в электронных устройствах.

Формула изобретения

1. УФ-отверждаемая клеевая композиция, содержащая олигоуретанакрилат, реакционноспособный мономер-разбавитель, представляющий собой смесь моно- и полифункциональных метакрилатов, полимерный наполнитель, фотоинициатор, антиоксидант фенольного типа и промотор адгезии, отличающаяся тем, что она содержит в качестве промотора адгезии смесь хлорированного поливинилхлорида с содержанием хлора 62-64 мас.% и щавелевой кислоты, в качестве олигоуретанакрилата – продукт взаимодействия олигобутадиендиола с м.м. 2000-3000, алифатического или ароматического диизоцианата и гидрооксиалкилметакрилата, взятых в молярных соотношениях 1:2:2, в качестве полимерного наполнителя – полиэтилен высокой плотности с размером частиц до 50 мкм, и дополнительно включает тиксотропный агент – аэросил с удельной поверхностью 175-380 м²/г и сложноэфирный пластификатор при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

2. Композиция по п.1, где промотор адгезии означает смесь хлорированного поливинилхлорида с содержанием хлора 62-64% и щавелевой кислоты, взятых в массовом соотношении 10-5:1.

3. Оптическая считывающая головка, включающая основу и оптические элементы, которые наклеены на основу с использованием УФ-отверждаемой клеевой композиции по пп.1 и 2.

4. Оптическая считывающая головка по п.3, где оптические элементы включают оптический диод, решетку, коллимирующую линзу, ответвитель, отражающее зеркало, световой детектор, детектор фронтального света, объектив, вогнутую линзу и основную крышку.

5. Оптическое записывающее/воспроизводящее устройство включает оптическую считывающую головку в соответствии с п.4.

РИСУНКИ