CN101993678A - 一种紫外光固化胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于胶水技术领域，具体涉及到一种紫外光固化胶及其制备方法。该紫外光固化胶包括：50～75％低聚物、0～13％单官能团活性稀释剂、20～35％多官能团活性稀释剂、1～5％光引发剂。低聚物为官能度为2-4的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂；单官能团活性稀释剂选自IBOA、IBOMA、β-CEA、THFA；多官能团活性稀释剂选自HDDA、TPGDA、TMPTA；光引发剂选自1-羟基-环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。本发明还公开了其制备方法。该紫外光固化胶具有较低的脆性和良好耐紫外线性能，并且透明、无气味、收缩应力小、耐腐蚀。本发明制作成本较低，适合大规模生产。

Description

一种紫外光固化胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶水的技术领域，具体涉及到一种紫外光固化胶及其制备方法。

背景技术

目前，UV Pattern(紫外模式)工艺提供了一种新的按键成型工艺。

该工艺利用涂布在基材(一般为PC或PET)上的紫外光固化胶在紫外光的引发下发生化学交联来固化成型。该工艺几乎是在常温常压下进行，避免了注塑成型的高温高压；其按键的超薄和纹路主要由模具控制，且所用的模具相对于注塑模具，其设计较为简单、精度高。因此，UV Pattern技术在实现Keypad(微型键盘)的超薄、一体化、按键间无缝结合和精细纹路的转印等方面拥有着独特的优势。

高品质的Keypad对紫外光固化胶的耐紫外性和脆性提出了更高的要求。但是，现有UV Pattern工艺所用的紫外光固化胶其耐紫外线性能较差，而且脆性高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的紫外光固化胶耐紫外线性差，以及脆性高。从而提供了一种耐紫外性强，脆性较低的紫外光固化胶。

一种紫外光固化胶，按重量百分比其包括：

低聚物                  50～75％

单官能团活性稀释剂      0～13％

多官能团活性稀释剂      20～35％

光引发剂                1～5％；

所述低聚物为官能度为2-4的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；

所述单官能团活性稀释剂选自异冰片基丙烯酸酯IBOA、异冰片基甲基丙烯酸酯IBOMA、β-羧乙基丙烯酸酯β-CEA、丙烯酸四氢呋喃酯THFA中一种或几种；

所述多官能团活性稀释剂选自1，6-己二醇二丙烯酸酯HDDA、三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA中一种或几种；

所述光引发剂选自1-羟基-环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中一种或几种。

本发明还提供了一种上述紫外光固化胶的制备方法，其包括如下步骤：

将低聚物、单官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂，充分搅拌混合均匀，再加入光引发剂，搅拌均匀，然后静置或抽真空除去体系中的气泡。

本发明所提供的紫外光固化胶具有良好的耐紫外线性和较低的脆性，并且透明、无气味、收缩应力小、耐腐蚀。本发明制作成本较低，适合大规模生产。

具体实施方案

一种紫外光固化胶，按重量百分比其包括：

低聚物                    50～75％

单官能团活性稀释剂        0～13％

多官能团活性稀释剂        20～35％

光引发剂                  1～5％；

所述低聚物为官能度为2-4的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；

所述单官能团活性稀释剂选自异冰片基丙烯酸酯IBOA、异冰片基甲基丙烯酸酯IBOMA、β-羧乙基丙烯酸酯β-CEA、丙烯酸四氢呋喃酯THFA中一种或几种；

所述多官能团活性稀释剂选自1，6-己二醇二丙烯酸酯HDDA、三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA中一种或几种；

所述光引发剂选自1-羟基-环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中一种或几种。

本发明中的官能度为本领域技术人员所公知的，聚氨酯丙烯酸酯的官能度是指每摩尔聚氨酯丙烯酸酯树脂中含有能够参与聚合反应碳碳双键基团的摩尔数。

其中，官能度为2-4的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯是指官能度处于2到4间的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂。例如脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂(官能度2)，脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯树脂(官能度3)，还有bayer公司的U680H就是官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂。

其中，本发明官能度为2-4的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，优选选取下列物质：

官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、

25℃时黏度为120000-260000cps的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯树脂、

延展率在400％以上的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂、

玻璃化转变温度为-25℃脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂。

其中，本发明的单官能团活性稀释剂、多官能团活性稀释剂均属于活性稀释剂，其共同的作用是溶解或分散成膜物质，并参与成膜反应。单官能团活性稀释剂每个分子仅含一个可参与固化反应的基团，而多官能团活性稀释剂每个分子含至少两个可参与固化反应的基团。

本发明的单官能团活性稀释剂优选丙烯酸四氢呋喃酯THFA；多官能团活性稀释剂优选1，6-己二醇二丙烯酸酯HDDA。

更优选地，本发明的紫外光固化胶具体成分优选如下：

官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂            40～46％

玻璃化转变温度为-25℃脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂  15～20％

丙烯酸四氢呋喃酯                                 8～13％

1，6-己二醇二丙烯酸酯                            24～29％

1-羟基-环己基苯甲酮                              1.8～2.1％

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦          0.4～0.6％

本发明的另一具体成分优选如下：

官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂        35～40％

黏度为120000～260000cps(25℃)的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯树脂                                               25～30％

延展率在400％以上的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯    4～8％

1，6-己二醇二丙烯酸酯                        25～30％

1-羟基-环己基苯甲酮                          1.8～2.2％。

本发明的紫外光固化胶还可以含有的流平剂，以增加紫外光固化胶的流平性。

所述流平剂为本领域技术人员所公知，例如荷兰爱夫卡公司的EFKA3883、EFKA3886、EFKA3600，BYK公司的BYK366、BYK333、BYK307，德国迪高公司的DEGO410，德国Cognis的F41。本发明优选DEGO410。

本发明优选流平剂添加量为：以低聚物、活性稀释剂和光引发剂的总重量为基准，流平剂的添加量为0.1-1.5％

实际生产过程中，本发明中化学物质均可以采用商购的化工产品。

本发明中满足官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂，可以选用bayer公司的U680H树脂，或者其他公司相同的产品。

满足黏度为120000-260000cps(25℃)的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯树脂，可以选用bayer公司的1527B，或者其他公司相同的产品。

满足延展率在400％以上的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂，可以选用bayer公司的2491，或者其他公司相同的产品。

满足玻璃化转变温度为-25℃脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂，可以选用bayer公司的4529，或者其他公司相同的产品。

丙烯酸四氢呋喃酯可采用沙多玛公司的SR285。

1，6-己二醇二丙烯酸酯可采用台湾长兴公司的EM221。

1-羟基-环己基苯甲酮可采用Irgacure 184。

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦可采用汽巴精化公司的TPO。

本发明所提供的紫外光固化胶水，其中低聚物采用官能度为2-4的聚氨酯丙烯酸酯树脂，其具有很好的耐候性、耐黄变性，以及较好的附着力和耐刮擦性能。

一种上述紫外光固化胶的制备方法，其包括如下步骤：将聚氨酯丙烯酸酯和单官能团活性稀释剂、多官能团活性稀释剂，充分搅拌混合均匀，再加入光引发剂，搅拌均匀，然后静置或抽真空除去体系中的气泡。

具体为按照比例在容器中加入低聚物、单官能团活性稀释剂、多官能团活性稀释剂，用电动搅拌器搅拌10min混合；然后加入光引发剂，再用电动搅拌器搅拌10min混合；最后静置24小时或抽真空2小时以除去紫外光固化胶中的气泡。

以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

紫外光固化胶的成分如下表：

在容器中按照上表中比例加入低聚物、单官能团活性稀释剂、多官能团活性稀释剂，用电动搅拌器搅拌10min混合；然后按比例加入光引发剂，再用电动搅拌器搅拌10min混合；最后静置24小时或抽真空2小时以除去紫外光固化胶中的气泡。

实施例2

紫外光固化胶的成分如下表：

按照实施例1的方法配制。

实施例3

紫外光固化胶的成分如下表：

按照实施例1的方法配制。

实施例4

紫外光固化胶的成分如下表：

按照实施例1的方法配制。

实施例5

紫外光固化胶的成分如下表：

按照实施例1的方法配制。

实施例6

与实施例1所不同的是：在其配方中再加入流平剂DEGO410，以低聚物、活性稀释剂和光引发剂的总量为基准，流平剂的添加量为0.2％。

按照实施例1的方法配制，最后再加入流平剂，混合均匀。

对比例1

紫外光固化胶的成分如下表：

按照实施例1的方法配制。

对比例2

紫外光固化胶的成分如下表：

按照实施例1的方法配制。

性能测试：

QUV测试：先4h的紫外线曝光(UV-A，340nm，60℃)，后4h湿气曝光(50℃)为一个周期，重复上述周期。当某个周期产品出现变色或泛黄等不良现象，则其前面的周期为产品的可耐QUV周期数。测量产品可耐QUV周期数。

脆性测试：加载7N的力，频率为4次/s，测试紫外光固化胶不出现开裂或裂纹的现象最大能承受次数。其承受次数越多，表示脆性越低。

盐雾测试：温度+35℃，NaCl 5％的盐水喷雾2h。温度+40℃，相对湿度95％存储，计算其存储的天数。

冷热冲击测试：-40℃/+85℃，变化的时间＝3min，1次循环＝2h/2h，测试UV胶水能够承受循环次数。

铅笔硬度测试：

按GB6739-86涂膜硬度铅笔测定法测定，以铅笔硬度表示。

表1

从表1可以看出，实施例1-6相对对比例1-2的耐紫外线周期有了大幅的提高，说明实施例1-6的紫外光固化胶的那紫外线性能大幅提高。而且脆性测试承受的次数明显增大，表示其脆性明显降低。

从表1还可以看出在盐雾测试、冷热冲击和铅笔硬度等方面的性能也表现优良。

Claims (10)

1.一种紫外光固化胶，按重量百分比其包括：

低聚物                    50～75％

单官能团活性稀释剂        0～13％

多官能团活性稀释剂        20～35％

光引发剂                  1～5％；

所述低聚物为官能度为2～4的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂；

所述单官能团活性稀释剂选自异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、β-羧乙基丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯中一种或几种；

所述多官能团活性稀释剂选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中一种或几种；

所述光引发剂选自1-羟基-环己基苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中一种或几种。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化胶，其特征在于：所述官能度为2～4的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂选自：官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂、25℃时黏度为120000～260000cps的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯树脂、延展率在400％以上的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、玻璃化转变温度为-25℃脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂中一种或几种。

3.根据权利要求1所述的紫外光固化胶，其特征在于：所述单官能团活性稀释剂为丙烯酸四氢呋喃酯。

4.根据权利要求1所述的紫外光固化胶，其特征在于：所述多官能团活性稀释剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯。

5.根据权利要求2所述的紫外光固化胶，其特征在于：所述紫外光固化胶包括：

官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂            40～46％

玻璃化转变温度为-25℃脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯树脂  15～20％

丙烯酸四氢呋喃酯                                 8～13％

1，6-己二醇二丙烯酸酯                            24～29％

1-羟基-环己基苯甲酮                              1.8～2.1％

2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦              0.4～0.6％

6.根据权利要求2所述的紫外光固化胶，其特征在于：所述紫外光固化胶包括：

官能度为3.8的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯树脂            35～40％

25℃时黏度为120000～260000cps的脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯树脂                                                   25～30％

延展率在400％以上脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯          4～8％

1，6-己二醇二丙烯酸酯                            25～30％

1-羟基-环己基苯甲酮                              1.8～2.2％

7.根据权利要求1所述的紫外光固化胶，其特征在于：还含有流平剂。

8.根据权利要求1所述的紫外光固化胶，其特征在于：所述流平剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物。

9.根据权利要求1所述的紫外光固化胶，其特征在于：以低聚物、活性稀释剂和光引发剂的总量为基准，流平剂的添加量为0.1-1.5％

10.一种权利要求1所述的紫外光固化胶的制备方法，其包括：将低聚物、单官能团活性稀释剂和多官能团活性稀释剂，充分搅拌混合均匀，再加入光引发剂，搅拌均匀，然后静置或抽真空除去体系中的气泡。