紫外光固化胶粘剂的制备及性能研究

1、中 国 胶 粘 剂ADHESIVES2015 年1 月第24 卷第1 期Vol.24 No.1，Jan. 2015（ 25 ）25紫外光究（华南理工大学化学与化工学院广州 510641）摘 要：以半连续加料工艺 基光的UV（紫外光w（丙烯酸酯预聚体；当 w（活性稀释剂）=40%（相对于UV时，UV剂和NDM（十二烷基硫醇）为链转移剂，采用体、184（1-羟基环己基苯基甲酮、w（NDM）=1.5%和出黏度为 10 Pa·s 的时，能够而言）、m（IBOA）m（TPGDA）=1030了90%。5）01-0025-05DOI:10.13416/j.ca.2015.01.0070前言烷基硫醇

2、（NDM），分析限化、1 羟基环甲基 1 苯基 1 丙紫外光（UV） 度的UV 辐照下，光发生聚合反应，最终形成物1 。与传统热有独特的优势如形态率快和学、医疗和汽车等精密器械领域中得到广泛应用。UV活性稀释剂及助剂等组成6-9 ，通过不同的物料配比可制得酸酯单体聚掺量等调节体系的黏度，再将预聚体和活性稀释剂等按比例调配，有望制的UV基 2酚，分析纯，市售。津公司； 机电技；XLW（PC）型智能电子拉力试验机机电WQF 410 型，北京公灯发展有限恒温水浴、白光光源、线棒涂布器ZF1试验部分1.1试验原料甲基丙烯酸异辛酯（21.3 试验1.3.1 丙烯酸酯预聚体的将 2/5 单体（2 EHMA

3、）、溶剂EHMA）、二缩三丙二醇二丙烯酸 酯（TPGDA）、三 羟甲基丙烷二丙烯酸酯（TMPTA），工业级，广州汇和化工收稿日期 2014-05-09日期 2014-12-23。鄂州人，博士，副教授，主要从事精细化工等方面的研究。作者简介1972）cezqpan中 国 胶 粘 剂26 （ 26 ）第24 卷第1 期入到带有回流冷凝管、恒压滴液漏斗、氮和温酸酯预聚体。溶剂过少时，不能起到稀释的作用；溶剂过多时，后期反应速率过慢。根据大量试验结度计的四口烧瓶中，待溶液开始回流时（6875 ）， 滴加剩余的单体和AIBN（2 h 滴毕）；继续反应 1 h 后，减压蒸馏除去溶剂；反应完成后加入阻聚剂（

4、对苯二酚），降温即得黏稠状丙烯酸酯预聚体。果，本研究选择 w（） 30%（相对于 UV胶粘剂总质量而言）时较适宜。2.1.2温度对聚合反应的影响AIBN 在 68 时的半衰期是 3 h，在 80 时的半1.3.2UV胶粘剂及测试用样品的将 2.0 g 丙烯酸酯预聚体、1.0 g IBOA（单官能团活性稀释剂）、l.0 g TPGDA（双官能团活性稀释剂）、衰期是 1 h。基聚合反应是由剂分解成活性基并单体发生聚合反应的，故温度对聚0.10 g 光剂（184 或1173）混合均匀，避光保存。合反应影响较大。在其他条件保持不变的前提下，不同温度对聚合物溶液黏度的影响如图1 所示。将上述混合均匀的胶

5、液倒入铝箔中，使其均匀平铺，用 UV 辐照 20 min（完全射率和透光率。1.4测试或表征（1）折射率：按照 GB/T 7962.1198温度/图1 温度对聚合物溶液黏度的影响Fig.1 Effect of temperatures on viscosities of polymer solutions由（2）用指尖轻触胶膜表面，若为已完全（3） 附着力：按照 GB/T 1720定（1 级最佳，7 级（4） 剥离强度：按照GB/T 19975电子拉力试验机进后则认1979 标准进聚 黏度的较适宜。2005 标准，采用（5）结构特征：采用红外光谱（FT征（KBr 压片IR）法进行表2.1.3响

6、为防止体系因交链转移度 形成的，本了NDM 掺响，结果如图2 所示。（6）黏度：按照 SN/T 3369度测量仪进2012 标准，采用黏联而产生（7）透光率：按照 GB/T 14571.4用紫外分光光度计进2008 标准，采偏低；若NDM 掺滑洁净的铝箔中，用 UV 照射 20 min（完全脱膜。（8）固含量：以干燥至恒重的胶样与取样量之比值作为衡量指标。量对聚合物溶液黏度的 2结果与讨论2.1 不同因素对丙烯酸酯预2.1.1 溶剂的类型和在剂过少时，单体之间反应迅速并且发生交联反应， 影响Fig.2 Effect of NDM contents on viscosities of po ym

7、eons黏度适于制最体系黏度和 M（r相对表现为体系出现凝胶现象；当反应进行到中后期时，单体浓度降低，反应速率平稳。考虑到溶剂与预聚体的相容性，本研究采用完毕后减压蒸馏去除溶剂，最后得到无溶剂的丙烯中，易形成含有 CC 的丙烯酸酯成的预聚体还要进行调配，本研究选择 w（NDM） 1.5%（相对于 UV胶粘剂（ 27 ） 27第24 卷第1 期等紫外光胶粘剂的及性能研究总质量而言）时较适宜。2.1.4AIBN 掺量对体系固含量的影响在其他条件保持不变的前提下，AIBN 掺量对体系固含量的影响如表 1 所示。由表 1 可知：随着AIBN 掺量的不断增加，体系的固含量呈先升后降态势。综合考虑，本研究

8、选择 w（AIBN） 1.0%（相对于单体总质量而言）时较适宜，此时体系的固含量相对最大。表1 AIBN 掺量对体系固含量的影响Tab.1 Effect of AIBN contents on solid contents of systems交联网状结构的聚合物。大量试验结果表明：1173的活性相对较低，同时易黄变，故不宜用于制备无色透明的胶粘剂；而 184 具有很高的光性、优良的热性且不黄变，是活综上所述， 最好，故本研究以2.3.2活性稀释剂活性稀释剂在的黏度和增加交联胶膜的性能影响较大差较大时，则易引起各化后不能形成均一的胶联的作用，而只是单一的件保持不变的前提下，本团）、TPGDA（

9、双官能团） 活性稀释剂。大量试均能促进体系发生调节体系释剂对体系的结构相相容性变差，固 稀释剂没有起到交双键聚合。在其他条究分别以IBOA（单官能TMPTA（三官能团）作为果表明：3 种活性稀释剂，但在 TMPTA 体系中，w（AIBN）/%0.51.01.52.02.5w（固含量）/%84.693.292.891.490.62.2丙烯酸酯预聚体的FT-IR 表征与分析丙烯酸酯预聚体的FT IR 曲线如图3 所示。 由于相容性较差，产物均为白形成均一透明的胶膜；而 IBOA没有均能使产物形成透明胶膜，故本研究选择这两种活性稀释剂进行研究。 -14 活性稀释在其他 波数/c 下如以

10、 184 为光m（IBOA） 11 释剂掺量对光。-1图3Fig.3丙烯酸酯预聚体的FT-IR 曲线FT-IR curve of acrylate prepolymer由图3 可知：2 950、2 869、2 837 cm-1 处是CCH2 的伸缩振动特征吸收峰，1 730 cm-1的特征吸收峰，1 638、811 cm-1 处缩振动、弯曲振动特征吸有部分双键未完全和羰基，说综上所述，当聚合温度为75 、w（AIBN） 1.0%、w（NDM） 1.5% 和 w（料工艺可制得无色透明、黏度为10 Pa·s 的丙烯酸酯预聚体。 图2.3 不同因素对UV2.3.1 光光过程分s研究采用的是

11、基聚合剂，其在 UV 辐40%（相对于UV胶粘剂总质量而言）时较适宜，照下可分解成大量活性基基体系中成此时对较低。时间（20 s）相对最短、体系黏度（3 Pa·s）相预聚体与活性稀释剂等交联聚合，最终时（/ Pa·s）中 国 胶 粘 剂28 （ 28 ）第24 卷第1 期活性稀释剂配比的选择当 w（活性稀释剂） 40%、w（丙烯酸酯预聚体） 60%时（将不同配比的活性稀释剂混合均匀，用 UV烯酸酯预聚体。（2）当活性稀释剂为 m（IBOA）m（TPGDA）1030 时，UV胶粘剂的时间相对最短；同胶粘剂附着力、剥离强度和折射率等影响如表2 所示。表 2 活性稀

12、释剂配比对胶粘剂性能的影响Tab.2 Effect of reactive diluent ratios on properties of adhesives积收缩率，表现为该胶粘力相对最大。剂具有较好的光学性能，其剂对（3）该 UVm（IBOA） m（TPGDA）剥离强度/ N·（20 mm）-1附着力折射率折射率（1.50 左右超过90%）均满足透内要求。202015251030535165.87185.34198.56188.432 级1 级1 级2 级1.4751.4831.4981.505 1 剂的研究进展J.粘接，2008，29（8）：33- 2 烯酸酯乳液胶粘剂的研究进

13、12，30（3）：141-144.UV树脂的研究进展J.中6-49.超支化聚合物的研究进展J.）：23-26.UV-curable waterborne ration，characterization andc Coatings，212，73（1）：47-由表 2 可知：随着 TPGDA 比例的不断增加，UV势，折射率不断增大。这是由于TPGDA 是双官能团活性稀释剂，双键浓度较高国胶粘而增大剂的体积收缩率增大，反而使附着力和剥离强度小，而单官能团 IBOA 则无此现象。由于TPG折射率大于IBOA，故 TPGDA 比例越高，率也就越大。综合考虑，本研究选择 m（1030 时较适宜，此时体射率

14、相对较大。roperties of hyperbranched uring coatingsJ.Progress 4-339.Effect of acrylic acid ured poly（urethane coatingJ. Progress16.ic polyurethane-，characterization hysicochemical 05-211.crosslinkable2.4UV在其他条件保持不变的前提下，不同UV表 3 不同Tab.3 Light transmittances of cured fi m at different wave engthssolvent-bas

15、ed pressure-sensitive adhesives wi shrinkage40（9）：2221-2227.llent，2004，波长/nm600550500450400透光率/%90.9590.2489.9486.3984.62，versatilemersJ.用脱膜偏低，但相同厚度时超过90%。11色浆中的应用J.涂料工业，2013结语12进展J.中国胶粘剂，2013，22（5）：39-43.孙会宁.稀释剂对有机响J.化学与黏合，2012，34（2）张文杰，闫富安力的研究J.涂料工业，2006，36（12）：49-50.（1）本研究以丙烯酸酯类单体、AIBN 和NDM 等为原料，

16、当 w（AIBN） 1.0% 、w（NDM） 1.5% 、w（丙酮） 30%和聚合温度为 75 时，采用半连续加料工1314艺可无色、透明和含有CC 的丙（ 29 ） 29第24 卷第1 期等 紫外光胶粘剂的及性能研究Study on preparation and properties of an UV-curable adhesivePan Zhaoqun，Zhang Jin（School of Chemistry and Chemical Engineering，SouthGuangzhou510640University of Technology，）Abstract：With ace

17、tone as solvent，AIBN（azodiisobutyronitrile）as thermal initiator and NDM（dodecyl mercaptan） as chain transfer agent，an acrylate prepolymer with suitable viscosity was prepared by semi continuous feeding process. Then，with the acrylate prepolymer as matrix，184（1 hydroxy cyclohexyl phenyl ketone）as fre

18、e radical photoinitiator，IBOA（isoborneol acrylate） and TPGDA（tripropylene glycol diacrylate） as reactive diluents，an UV（ultraviolet light）curable adhesive with excellent properties was prepared. The research results showed that the acrylate prepolymer，which viscosity was 10 Pa · s，could be synt

19、hesized when mass fractions of AIBN，NDM and acetone were 1.0% in total monomers，1.5% and 30% in total UV curable adhesive，respectively，and polymerization temperature was 75 . The UV curable film had the refractive index at about 1.50 and the light transmittance atabove 90% within a certain wavelengt

20、h range when mass fraction of reactive diluent was 40% in total UV curable adhesive，and mass ratio of m（IBOA）m（TPGDA）was 1030.Keywords：acrylate；UV curable；adhesive；reactive diluent；optical property（上接第24页）Study on epoxy resin adhesive toughened by CpolyethertedLu Yujiao，Peng Qijun（School of Chemical

21、 & Material Engineering，Jiangnan University，Wuxi214122Abstract：With liquid CTBN（carboxyl terminal nitrile rubber） tougheningEP（epoxy resin） as basiccomponent，the influences of some factors such as CTBN，mixed curing agentDETDA（diethyl toluene diamine） and D400（flexible amine terminated polyether）

22、，curing temperature and curing time on impact strength，tensile shear strength and tensile strength of butt joint for EP adhesives were investigated by orthogonal experiment method. The research results showed that the CTBN and D400 had the enhancing function for the above three strengths. The tensile shear strength（43.3 MPa），tensile