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时间: 2025-03-03 19:36:30 | 作者: 亚洲城苹果手机客户端
本课题以采用溶液法、多步反应制备聚氨酯丙烯酸酯预聚物,同时考察了低聚物二元醇种类、单体投料比例、活性稀释剂单体种类及含量等因素对胶粘剂性能的影响,并通过物理和化学等多种手段,得出有利于合成反应进行的最佳条件。
尽管紫外光固化技术和产品发展迅速并方兴未艾,但是必须清醒地看到它还存在着不足之处。阻碍紫外光固化行业发展的主要障碍有:(1)UV产品价格贵;(2)要增添UV固化专门设备;(3)单体的皮肤刺激性和臭味;(4)粘附力和耐候性差;(5)三维形状和深度固化困难;(6)不能与食品非间接接触:(7)缺乏该技术的人才、培训和教育;(8)政府接受慢[4]。
本文采用甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、低聚物二元醇和甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)为原料,通过溶液法、多步反应合成聚氨酯丙烯酸酯预聚物,对每步合成条件进行了详细的研究,讨论低聚物二元醇种类、溶剂种类及-NCO/-OH比等因素对反应及产物性能的影响,由此找到最佳合成条件。并以此预聚物为主体,通过添加光引发剂、复合活性稀释剂和其他助剂等制成紫外光引发胶粘剂。研究了光引发剂和稀释剂的种类和用量等因素对光固化体系的影响。最后使用玻璃片进行粘接,对其力学性能和其他性能来测试。实验根据结果得出:在自制的聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂中,低聚物多元醇使用聚乙二醇600,反应单体比例为2:1:1,活性稀释剂使用甲基丙烯酸甲酯,含量为30%,此时胶粘剂的粘接性能达到最佳,其他性能也同时较佳。
紫外光固化技术是近些年来为行内竞相开发的新兴技术,大范围的应用于涂料、胶粘剂等领域。而紫外光固化胶粘剂是利用此项技术达到迅速固化的一类胶粘剂。由于其具有储存时间长、不含溶剂、固化速度快、透明性好以及耐热耐化学品性能好等特点,在研究和易用方面引起了人们极大地关注。伴随着“5E原则”的提出,光固化胶粘剂取代传统胶粘剂在生产中展现了良好的前景。
这些坏因限制了其的发展,但同时也给UV固化材料的研究与发展提供了广阔的空间。
自由基光引发体系是UV固化最早应用的,相对而言技术也较为成熟,是目前UV固化胶粘剂的主要体系[5]。但其存在氧阻聚,固化后体积收缩大影响附着力,对三维部分固化较困难等缺点。近年围绕氧阻聚问题,有如下一些研究:在光敏树脂中引入干性油,利用干性油吸氧固化的特性来减少02的影响;尽量排除胶层中的空气,并最好在惰性气氛(如N2、C02等)中进行紫外光固化:用强紫外光源能解决氧阻聚问题;使用特殊光引发剂,如近年研究的可消除胶膜中的氧气对自由基聚合反应的阻聚作用的二苯甲酮与叔氨的配合引发剂体系。围绕扩大光波范围发展了一批新型自由基光引发剂:引发速度更快[6]的二苯氧基二苯酮及硫杂蒽酮类(是二苯甲酮的8倍),如CPTX适合用于含有填料的体系,很适合对紫外光有较大屏蔽作用的Ti02的光固化体系。最近ciba公司丌发的BAPO、819及德国巴斯公司丌发的TMPO、TEPO等均属于酰基膦化氧类光引发剂,它们有对紫外光更大范围(350~400nm并延至450nm)的吸收,增大了对较长波长光的吸收,且在长期
光辐射的情况下,使透明胶粘剂几乎不泛黄,具有光漂白作用。还有α-氨基苯已酮类如MMMP[7]、BDMB(I-369)[7,8]等。它们的吸收光谱延伸到了近紫外区和可见光区,对320nm左右的光有非常高的吸光系数,利于较厚胶层的深层固化、彻底固化。
阳离子光固化体系是七十年代以后刊发展起来的,主要是利用二芳基碘锚盐和三芳基硫籀盐光照后产生酸的特点,使一些阳离子聚合反应或酸催化反应得以在光照后进行。和自由基光固化体系的一个重要区别是这个体系光照产生的质子(或酸)是长命的[9],它不仅在链终止阶段可产生新的引发中心,而且在光照消后仍可发生“后固化”而继续引发聚合,使光线不易达到的部位固化充分,此外,它具有不受氧的影响,体积收缩小,粘附力强等优点。
本文主要对玻璃用紫外光固化胶粘剂的制备、性能及应用进行了研究。紫外光固化胶粘剂主要由预聚物、光引发剂、活性稀释剂和其它助剂组成。预聚物构成了光固化材料的基本骨架并决定着产品的最终性能。光固化聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂因其分子结构中含有丙烯酸酯和氨基甲酸酯键,固化后材料兼具有聚氨酯的高耐擦伤性、柔韧性、高撕裂强度和优良的低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性,是一种极有发展前途的辐射固化胶粘剂。
UV固化是20世纪60年代开发的一项节能、经济和环保型新技术,它全部符合“5E”原则[1]。与一般固化方法比较,光固化其有许多独特的优势,主要体现在以下几方面:(1)固化速率快;(2)不需要加热;(3)污染少;(4)费用低;(5)可使用单组份,无配制问题,使用期较长:(6)可以自动化操作及固化,来提升生产效率和经济的效果与利益[2]。正因为这种独特的优势,从而使UV固化得到了迅速普及、发展及大范围的应用。目前UV固化已占据了整个辐射固化市场的90%左右,是高技术领域新材料研究的重要组成部分[3]。
UV光固化和EB(electmnic beam,电子束)固化统称辐射固化。UV光固化材料是UV固化的涂料、油墨和胶粘剂等材料的统称。这类材料以预聚物(又称齐聚物)为基来自,加入特定的活性稀释单体(又称活性稀释刘)、光引发剂和多种添加剂配制而成。
在UV辐射下,液态UV材料中的光引发剂受激变为自由基或阳离子,从而引发材料中含不饱和双键物质间的化学反应(主要是各类聚合反应),形成固化了的体型结构。
紫外光固化胶粘剂具有100%固含量、数秒内固化及应用领域广泛等优点,是一种重要的新型胶粘剂。它无溶剂挥发、固化速率快和节省能源的特点越来越引起人们的重视,尤其在一些传统胶粘剂不可以使用的场所,可用紫外光固化胶粘剂实现粘接。热熔胶无污染、固化速率快、应用场景范围广,可连续生产,缺点是受温度影响大;水基胶粘剂不含有机溶剂,发展较快,但起始粘接力低,粘接过程需水分挥发,能耗高、固化速率慢,应用受到一定限制。紫外光固化胶粘剂能够克服热熔胶和水基胶粘剂的以上缺点。例如对热敏性基材粘接更具有优越性。紫外光固化胶粘剂大范围的应用于化工、机械、电子、轻工、通讯等领域。