一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法制造技术

本发明专利技术的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，利用层层组装技术制备折射率1.541~1.579范围内可调的高分子粘合膜，粘合后可提高像质。该粘合膜在‑190~60℃，湿度为10~90%，能稳定存放半年。所制备高分子粘合膜可在不同形状的多种材质的待粘接零件上大面积均匀涂敷，在水和压力作用下便可将生长有多层可调控折射率的高分子粘合膜的光学零件进行粘接，不需紫外固化过程，有效节省粘合时间；还可避免现有紫外固化光学胶粘剂在粘接层产生气泡、灰尘溢胶、彩虹印等的缺陷。两个粘接件的拉伸强度为6.85±1.94MPa。所使用溶剂为水而非有机溶剂，避免对环境的污染及对操作者身体伤害。通过再次在水中浸泡，即可拆胶，适用于不符合光学检验条件的胶合件拆胶。

Method for preparing high molecular adhesive film capable of controlling refractive index

The invention discloses a method for preparing a macromolecule adhesive film with adjustable refractive index, and uses a layer by layer assembly technique to prepare a polymer adhesive film with adjustable refractive index 1.541~1.579 range. The adhesive film at 190~60 DEG C, humidity was 10~90%, stability for half a year. The preparation of polymer adhesive film in various materials of different shapes of the bonded parts on large area uniform coating, can be in the water and pressure under the action of growth of multilayer optical parts can control the refractive index of polymer adhesive film bonding, without UV curing process, effectively save time but also can avoid the adhesion; the defects of the existing UV curing optical adhesive bubbles, dust in the adhesive layer of adhesive overflow and India of the rainbow. The tensile strength of the two adhesive parts is 6.85 + 1.94MPa. The solvent used is water, not organic solvent, to avoid environmental pollution and bodily harm to the operator. The glue can be removed by soaking in water again. It is suitable for glue removal of bonding parts which do not meet the requirements of optical inspection.

【技术实现步骤摘要】
一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法
本专利技术属于胶粘剂
，涉及一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法。
技术介绍
光学胶粘剂是一种与零件光学性能相接近，并能把两个或多个光学零件胶合到一起的物质。随着科学技术的发展，目前在可见光区透明的胶粘剂，特别是在光学仪器生产、平板显示、文物修复、折射率匹配粘合、艺术品制备等领域得到广泛应用。在粘合光学零件时，粘合剂折射率与待粘接件相差越大，引起的光散射现象越严重，因此，折射率匹配越来越受到重视。目前，光学零件的粘合常用的是环氧树脂胶和紫外光固化胶，环氧树脂胶需要将树脂和固化剂混合均匀后在固化时间内使用，但不能在空气中长期放置，胶接强度很高，为了改变环氧体系的折射率，Yang等人通过在环氧树脂中添加纳米无机粒子，用紫外固化的方法得到折射率在1.5019~1.5449可调节的粘合剂，（AdvancedMaterialResearch2012.Vol549.639-642），可用于折射率在1.5019~1.5449范围内光学零件的粘合；紫外光固化胶粘合时固化快，耗能少，无溶剂，是一种环保的胶粘剂，如美国Norland公司的NOA85V、NOA85、NOA84型号胶粘剂，在紫外光或可见光（蓝紫光）照射下即可固化，折射率为1.46，与石英玻璃的折射率相近。Priyadarshi等人制备出折射率为1.463的紫外固化光学胶，与电子元件的折射率非常接近(JApplPolySci,2005,98:950~956),Nagata(OpticalFiberTechnology,1995,1:283~288)，张秋禹(粘接,1994,16(2):5~10)，等通过改变原料的成分分别制备出折射率在1.460~1.590、1.538~1.557的紫外固化胶，适合折射率在此范围内的光学零件的粘接，但是在后期的拆胶需要将粘接件浸泡在氯化物或丙酮等有机溶剂中，这会对粘接件本身和操作者身体造成伤害。上述两种胶粘剂使用方便，应用广泛，但也存在不能长期暴露在空气中、后期拆胶困难等缺点，具体总结为以下几点：1.无论环氧型光学胶粘剂还是紫外固化型光学胶粘剂在空气中长期放置都会变质；2.零件粘接过程是人工操作，很难在不规则或大面积零件上均匀涂敷胶粘剂；3.在待粘接零件上涂不均匀粘合剂会导致零件的胶接层中出现彩虹印、气泡、溢胶等不良，影响之后的粘接流程；4.粘接不良的光学零件拆胶时需要将其浸泡在丙酮、氯化物等有机溶剂中，会对光学零件造成一定伤害，此外，操作者也难以避免接触对身体有危害的有机溶剂。5.粘接完的光学零件，若在光源附近发生胶粘剂的折射率与所粘接零件不匹配现象，则会造成光源干扰；虽然部分环氧型光学胶粘剂和紫外光固化胶粘剂具有可以调节的折射率，而且，吉林大学孙俊奇等人的专利（一种基于层层组装技术制备粘合涂层和粘合膜的方法，ZL201210150883.5[P].2013-11-06），利用层层组装技术制备出了不受基底限制的厚度均匀的透明粘合涂层和粘合膜，可以在空气中长期放置而不变质，但并没有对粘合膜的折射率进行相关研究。
技术实现思路
为了解决已有技术存在的问题，本专利技术提供一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法。本专利技术有关缩写的中文名称：PAA为聚丙烯酸，PEI为聚乙烯亚胺，PAH为聚烯丙基胺盐酸盐，PDDA为二烯丙基二甲基氯化铵，PSS为聚苯乙烯磺酸钠，PVA为聚乙烯醇。本专利技术提供的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，步骤和条件如下：（1）阳离子基元A溶液的制备室温下，将阳离子基元A和去离子水置于反应器中，分散或搅拌均匀，得到阳离子基元A溶液；该溶液的pH为7.0~11.5，质量体积浓度为0.1~15.0mg/mL；所述的阳离子基元A是主链或支链上含有氮元素的伯胺、仲胺和叔胺的水溶性高分子，优选的阳离子基元A是PEI、PDDA或PAH；优选的阳离子基元A的分子量范围为1.7×104~7.5×105；进一步地，阳离子基元A溶液的质量体积浓度为0.5~10.0mg/mL；（2）阴离子基元B-B2的溶液的制备将阴离子基元B-B2和去离子水置于反应器中，分散或搅拌均匀，得到阴离子基元B-B2溶液；阴离子基元B-B2的B2与B-B2的摩尔比是0.1~99.9：100，该溶液的pH为2.5~9.0，质量体积浓度为0.1~15.0mg/mL；所述的阴离子基元B-B2的B、B2为主链或支链上含有氧元素的水溶性高分子中任意两种的混合物；优选的B、B2分别为PAA、PSS和PVA中的任意两种，B、B2分子量的范围为2.0×103~1.0×106；进一步地，阴离子基元B-B2溶液的质量体积浓度为0.5~10.0mg/mL；（3）组装制备n层折射率可调控高分子粘合膜A/（B-B2）1)待粘接零件的表面处理若是光学零件，用无水乙醇将表面擦拭干净；优选的光学零件是不同形状的凹透镜、凸透镜、火石玻璃、硒化锌；若是非光学零件，则对其进行如下的处理：室温下，将待粘接零件放入体积比为7:3的H2SO4和H2O2混合溶液中加热煮沸至无气泡冒出，取出该待粘接零件，用去离子水冲洗后吹干备用；优选的非光学零件是不同形状的玻璃片、石英片、硅片；待粘接零件处理的目的是使其表面亲水化，从而提高高分子粘合膜的生长速度；2)组装n层折射率可调控的高分子粘合膜室温下，将表面处理过的待粘接零件依次在上述的阳离子基元A溶液、去离子水、阴离子基元B-B2溶液、去离子水中分别浸泡0.5~30.0min作为一个浸泡周期，得到一层厚度为0.01~3.0μm的折射率可调控高分子粘合膜，记为A/（B-B2）；每重复一个浸泡周期，增加一层厚度为0.01~3.0μm的A/（B-B2）高分子粘合膜，重复n个浸泡周期，得到n层折射率可调控的A/（B-B2）高分子粘合膜，所述n为自然数；通过调节阴离子基元B-B2溶液中B2与B-B2的摩尔比为0.1～99.9:100，A/（B-B2）高分子粘合膜的折射率可以在1.541~1.579之间进行调控，B2与B-B2的摩尔比与所得折射率成线性关系，B2与B-B2的摩尔比越大，得到的膜折射率越大，B2与B-B2的摩尔比越小，得到的膜折射率越小。（4）高分子粘合膜的储存经测试，本专利技术制备的折射率可调控高分子粘合膜存放温度范围是-190~60℃，存放湿度范围为10~90%，优选的存放温度是15~35℃，存放湿度是10~90%，且在此温度和湿度下，能稳定存放的时间是半年。根据GB-T7123.1-2002和GB-T7123.2-2002，胶粘剂存放温度为(23士2)℃，湿度为(50士5)%。可见本专利技术制备的折射率可调控高分子粘合膜存放温度范围非常广泛。（5）含高分子粘合膜的不同形状待粘接零件的粘合把按步骤（3）的2)制备好的n层折射率可调控的高分子粘合膜的不同形状待粘接件的表面滴加一滴水并涂抹均匀，然后将两个待粘接件的表面的所述的高分子粘合膜相对放好，施加1.0×10-5~5.0×10-3kPa的持续作用力1.0~15.0min，使两个待粘接零件粘合在一起；当然，所施加的压力可以更大，但更大的压力可能会影响待粘接件的光学性质及其他性质；（6）拆胶若粘接过程出现错误需要拆胶，则将该粘接件放在水中浸泡1~240h，该粘接件可分开，即可达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，步骤和条件如下：（1）阳离子基元A溶液的制备室温下，将阳离子基元A和去离子水置于反应器中，分散或搅拌均匀，得到阳离子基元A溶液；该溶液的pH为7.0~11.5，质量体积浓度为0.1~15.0mg/mL；所述的阳离子基元A是主链或支链上含有氮元素的伯胺、仲胺和叔胺的水溶性高分子；（2）阴离子基元B‑B

【技术特征摘要】
1.一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，步骤和条件如下：（1）阳离子基元A溶液的制备室温下，将阳离子基元A和去离子水置于反应器中，分散或搅拌均匀，得到阳离子基元A溶液；该溶液的pH为7.0~11.5，质量体积浓度为0.1~15.0mg/mL；所述的阳离子基元A是主链或支链上含有氮元素的伯胺、仲胺和叔胺的水溶性高分子；（2）阴离子基元B-B2的溶液的制备将阴离子基元B-B2和去离子水置于反应器中，分散或搅拌均匀，得到阴离子基元B-B2溶液；阴离子基元B-B2的B2与B-B2的摩尔比是0.1~99.9：100，该溶液的pH为2.5~9.0，质量体积浓度为0.1~15.0mg/mL；所述的阴离子基元B-B2的B、B2为主链或支链上含有氧元素的水溶性高分子中任意两种的混合物；（3）组装制备n层折射率可调控高分子粘合膜A/（B-B2）1)待粘接零件的表面处理若是光学零件，用无水乙醇将表面擦拭干净；若是非光学零件，则对其进行如下的处理：室温下，将待粘接零件放入体积比为7:3的H2SO4和H2O2混合溶液中加热煮沸至无气泡冒出，取出该待粘接零件，用去离子水冲洗后吹干备用；2)组装n层折射率可调控的高分子粘合膜室温下，将表面处理过的待粘接零件依次在上述的阳离子基元A溶液、去离子水、阴离子基元B-B2溶液、去离子水中分别浸泡0.5~30.0min作为一个浸泡周期，得到一层厚度为0.01~3.0μm的折射率可调控高分子粘合膜，记为A/（B-B2）；每重复一个浸泡周期，增加一层厚度为0.01~3.0μm的A/（B-B2）高分子粘合膜，重复n个浸泡周期，得到n层折射率可调控的A/（B-B2）高分子粘合膜，所述n为自然数。2.如权利要求1所述的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，所述的阳离子基元A是PEI、PDDA或PAH。3.如权利要求1所述的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，所述的阳离子基元A的分子量范围为1.7×104~7.5×105。4.如权利要求所述的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，所述的阳离子基元A溶液的质量体积浓度为0.5~10.0mg/mL。5.如权利要求1所述的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，所述的B、B2分别为PAA、PSS和PVA中的任意两种。6.如权利要求1所述的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，所述的B、B2分子量的范围为2.0×103~1.0×106。7.如权利要求1所述的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，所述的阴离子基元B-B2溶液的质量体积浓度为0.5~10.0mg/mL。8.如权利要求1所述的一种可调控折射率的高分子粘合膜的制法，其特征在于，所述的高分子粘合膜是PEI/（PAA-PSS），阳离子基元A是PEI，阴离子基元B-B2的B与B2为PAA和PSS；（1）阳离子基元PEI溶液的制备：室温下，将0.1g分子量为7.5×105的阳离子基元PEI和100mL去离子水置于反应器中，搅拌均匀，得到质量体积浓度为1.0mg/mL的阳离子基元PEI溶液；用盐酸调节该溶液的pH为9.0，备用；（2）阴离子基元PAA...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健夫，何源源，李文斐，王丹，张兴，黄荣斌，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22