CN107033831A - 一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂 - Google Patents

一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，以重量份计，包括以下组分：聚酯丙烯酸酯20‑40份，改性环氧丙烯酸酯10‑15份，多官能团丙烯酸酯类单体30‑55份，偶联剂0.5‑1.5份，光引发剂5‑10份，填料3‑6份，磷酸1‑3份，其他助剂0.5‑1份。本发明还公开了该环保型高性能紫外光固化胶粘剂的制备方法。该UV固化胶粘剂，固化效果好，胶膜强度高，粘接力优异，外观色泽光亮透明，耐腐蚀耐候性好，高温下不黄变，固化速度快，胶粘剂无气味无溶剂，对操作人员及环境友好，且其制备方法简单，对设备要求低。

Description

一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂
技术领域
本发明涉及胶粘剂领域，具体涉及一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂。
背景技术
紫外光固化胶粘剂具有许多优点，因而被大规模使用，随着其推广，胶粘剂客户和操作人员对其的环保性能要求也越来越高。
然而，大多数环保型胶粘剂关注点在于可降解、无毒无害、VOCs排放少等方面，在胶粘剂本身的刺激性气味方面解决的方案却很少。事实上，对于长时间操作施胶的人员来说，UV胶的刺鼻气味的直观影响更加显著，对工作顺利进行十分不利。
UV胶的刺激性气味主要来源于两个方面：一是UV胶自身原料（如单体稀释剂、低分子量引发剂、树脂连结剂等）在一定条件下会缓慢释放刺激性气味；二是UV胶固化后，引发剂、树脂等原料会裂解产生醛类、硫类刺激性气体。现阶段，绝大部分UV胶的刺激性气味主要来源于UV胶固化前后所释放的挥发物。此外，UV油墨中所使用的固体成分，如颜料、填料、蜡等，基本无气味，可以不用考虑。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，该胶粘剂固化效果好，胶膜强度高，粘接力优异，外观色泽光亮透明，耐腐蚀耐候性好，高温下不黄变，固化速度快，胶粘剂无气味无溶剂。本发明另一目的是提供该胶粘剂的制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，以重量份计，包括以下组分：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯20-40 份；
改性环氧丙烯酸酯10-15 份；
多官能团丙烯酸酯类单体30-55 份；
偶联剂0.5-1.5 份；
光引发剂5-10 份；
填料3-6 份；
磷酸1-3份；
其他助剂0.5-1份。
作为上述技术方案的优选，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为沙多玛公司的RJ422脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
作为上述技术方案的优选，所述改性环氧丙烯酸酯为沙多玛公司的RJ3471改性环氧丙烯酸酯。
作为上述技术方案的优选，所述多官能团丙烯酸酯类单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸、丙氧基化（3）甘油三丙烯酸酯、乙氧基化1.6已二醇二丙烯酸脂中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，所述偶联剂为道康宁的硅烷偶联剂APZ-6601。
作为上述技术方案的优选，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]- 2-吗啉基-1-丙酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，所述填料为纳米氧化钛、纳米氧化硅中的一种或两种混合。
作为上述技术方案的优选，所述磷酸为干燥的磷酸粉末。
作为上述技术方案的优选，所述其他助剂为流平剂、消泡剂和香精的组合。
一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 将聚脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯类单体、磷酸和其他助剂加入到搅拌机中，在300-500转/分的状态下，搅拌40-60min，得到预混合料；
(2) 向预混合料中加入填料及光引发剂，在100-200转/分的状态下，继续搅拌40-60min，得到混合料；
(3) 将混合料抽真空完全脱泡后，用80目滤网过滤，得到成品。
本发明具有如下有益效果：
1、相比同类的UV胶粘剂，本发明涉及的高性能紫外光固化胶粘剂采用环保型树脂、单体、引发剂，固化前后极少VOC排放，，无刺激性气味，对环境友好。
2、本发明在配方中加入聚脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，特别添加偶联剂和磷酸，分别增强其对塑料和金属材料的粘接力。
3、本发明在配方中加入环氧树脂，加快固化速度，使得各组分相溶性好，固化后胶膜透明有光泽。胶膜强度高，耐候性好，耐高温耐腐蚀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，以重量份计，包括以下组分：
RJ422 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯20份；
RJ3471改性环氧丙烯酸酯10 份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸30 份；
APZ-6601硅烷偶联剂0.5份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦5份；
纳米氧化钛3份；
磷酸1份；
流平剂0.2份、消泡剂0.2份、香精0.1份。
(1) 将聚脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯类单体、磷酸和其他助剂加入到搅拌机中，在300转/分的状态下，搅拌40min，得到预混合料；
(2) 向预混合料中加入填料及光引发剂，在100转/分的状态下，继续搅拌40min，得到混合料；
(3) 将混合料抽真空完全脱泡后，用80目滤网过滤，得到成品。
实施例2
一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，以重量份计，包括以下组分：
RJ422 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯50份；
RJ3471改性环氧丙烯酸酯15份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸25份、丙氧基化（3）甘油三丙烯酸酯15份、乙氧基化1.6已二醇二丙烯酸脂15 份；
APZ-6601硅烷偶联剂1.5份；
2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]- 2-吗啉基-1-丙酮5 份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦5份；
纳米氧化硅3份、纳米氧化钛3份；
磷酸3份；
流平剂0.4份、消泡剂0.4份、香精0.2份。
(1) 将聚脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯类单体、磷酸和其他助剂加入到搅拌机中，在500转/分的状态下，搅拌60min，得到预混合料；
(2) 向预混合料中加入填料及光引发剂，在200转/分的状态下，继续搅拌60min，得到混合料；
(3) 将混合料抽真空完全脱泡后，用80目滤网过滤，得到成品。
实施例3
一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，以重量份计，包括以下组分：
RJ422 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯35份；
RJ3471改性环氧丙烯酸酯13份；
三羟甲基丙烷三丙烯酸16份、丙氧基化（3）甘油三丙烯酸酯16份、乙氧基化1.6已二醇二丙烯酸脂16 份；
APZ-6601硅烷偶联剂1份；
2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦3份、邻苯甲酰苯甲酸甲酯5份；
纳米氧化硅4份；
磷酸2份；
流平剂0.3份、消泡剂0.3份、香精0.1份。
(1) 将聚脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯类单体、磷酸和其他助剂加入到搅拌机中，在400转/分的状态下，搅拌50min，得到预混合料；
(2) 向预混合料中加入填料及光引发剂，在150转/分的状态下，继续搅拌50min，得到混合料；
(3) 将混合料抽真空完全脱泡后，用80目滤网过滤，得到成品。
下面对本发明提供的高性能紫外光固化胶粘剂的性能进行测试，对比例为普通UV胶粘剂。
（1）粘接力测试
采用标准规格的PC、PS、ABS、PA、PMMA、铝、不锈钢、玻璃片材，分别取两片片材，清洁后两片前端涂好胶粘剂，互相粘住后用紫外光灯固化，每种材料做4组拉剪实验，XD-121W拉力试验机进行拉剪试验，结果取平均值。
（2）固化速度
滴适量胶粘剂于玻璃板上形成圆形状液滴，采用紫外光灯照射，用秒表计时，待形成胶膜光滑不沾手时即为固化完全，所需时间即为固化速度。
（3）耐候性
分别制作哑铃试片组，1组4片，进行7天高温高湿测试（80℃，湿度95%），48小时盐雾试验、8小时水煮试验、200℃烘箱下烘烤8小时，然后进行拉剪试验。设立空白对照组试片。
（4）气味
试验人员在固化前后对胶粘剂气味进行评估。
（5）硬度
采用邵氏硬度计对固化后胶膜进行测试。
表1：试验结果
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
对PC拉剪强度（MPa） 13.13 13.41 12.16 10.51
对PS拉剪强度（MPa） 13.67 12.88 13.11 10.01
对ABS拉剪强度（MPa） 12.53 11.25 12.21 10.44
对PA拉剪强度（MPa） 10.61 9.77 10.36 6.71
对不锈钢拉剪强度（MPa） 9.12 9.03 8.72 5.33
对铝拉剪强度（MPa） 9.56 9.89 10.12 4.21
对PMMA拉剪强度（MPa） 8.12 9.23 9.01 3.23
对玻璃拉剪强度（MPa） 10.12 9.34 9.73 5.67
固化速度（S） 23 21 19 46
硬度（HD） 60 62 59 50
200摄氏度下烘烤8小时（MPa) 12.23 11.89 12.64 8.01
48小时盐雾后拉剪（MPa) 13.43 13.01 13.25 9.33
7天高温高湿后拉剪（MPa) 12.57 12.88 12.13 8.11
水煮8小时后拉剪（MPa) 12.29 12.96 13.01 7.32
空白哑铃试片拉剪（MPa) 13.23 13.17 13.67 10.61
同时，经200摄氏度烘烤8小时后，对比例胶膜出现黄变，而实施例1、2、3无明显变化。
表2：气味测试
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
固化前气味 稍有气味 稍有气味 稍有气味 强烈刺激气味
固化后气味 无异味 无异味 无异味 稍有气味
从数据来看，本发明的环保型高性能紫外光固化胶粘剂各项性能优异，且无刺激性气味。

Claims (10)

1.一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
脂肪族聚氨酯丙烯酸酯20-40 份；
改性环氧丙烯酸酯10-15 份；
多官能团丙烯酸酯类单体30-55 份；
偶联剂0.5-1.5 份；
光引发剂5-10 份；
填料3-6 份；
磷酸1-3份；
其他助剂0.5-1份。
2. 如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯为沙多玛公司的RJ422脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
3. 如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述改性环氧丙烯酸酯为沙多玛公司的RJ3471改性环氧丙烯酸酯。
4. 如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述多官能团丙烯酸酯类单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸、丙氧基化（3）甘油三丙烯酸酯、乙氧基化1.6已二醇二丙烯酸脂的一种或多种混合。
5.如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述偶联剂为道康宁的硅烷偶联剂APZ-6601。
6. 如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]- 2-吗啉基-1-丙酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或多种混合。
7.如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述填料为纳米氧化钛、纳米氧化硅中的一种或两种混合。
8. 如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述磷酸为干燥的磷酸粉末。
9. 如权利要求1 所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂，其特征在于，所述其他助剂为流平剂、消泡剂和香精的组合。
10. 如权利要求1 至9任一所述的一种环保型高性能紫外光固化胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 将聚脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯类单体、磷酸和其他助剂加入到搅拌机中，在300-500转/分的状态下，搅拌40-60min，得到预混合料；
(2) 向预混合料中加入填料及光引发剂，在100-200转/分的状态下，继续搅拌40-60min，得到混合料；
(3) 将混合料抽真空完全脱泡后，用80目滤网过滤，得到成品。
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