CN114921183A - 一种经济型uv水解胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种经济型UV水解胶，包括以下重量份数的组分：高TG端羧基聚酯：30份~60份；UV稀释剂：40份~70份；阻聚剂：300 ppm~600ppm；光引发剂：3份~10份；流平剂：1份~3份；消泡剂：1份~3份；所述阻聚剂包括以下中的一种或多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT。本发明具有以下有益效果：提供了一种经济型UV水解胶，同时还涉及该水解胶的制备方法，该水解胶价格低廉，固化速度快，固化所需辐射能量低，成膜性佳，低收缩率，硬度高，在玻璃等硅酸盐上附着力良好，并且容易水解。
Description
技术领域
本发明属于UV胶粘剂技术领域，具体涉及一种经济型UV水解胶，同时还涉及该经济型UV水解胶的制备方法。
背景技术
UV胶粘剂，又称光敏胶、紫外光固化胶，是一种通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂，它可以作为粘接剂使用，也可作为油漆、涂料、油墨等的胶料使用。UV胶粘剂的固化原理是其中的光引发剂在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联化学反应，使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。
在光学镜片、晶圆、玻璃、宝石CNC切割加工等领域，通常面临临时粘接的问题，此外还有零件之间的覆盖、密封等问题，常规解决方案使用可水解的胶粘剂将相关部件固定，待加工完成后，再加热水解去胶，在目前的技术中，一般使用价格昂贵的聚氨酯丙烯酸酯为主体树脂的水解胶，且加热温度要到80℃以上，有时因剥离困难还需要碱洗，条件苛刻，脱胶困难，不利于环境保护。
因此，基于以上现有技术中的现状，本申请对水解胶进行了进一步的研究和改进。
发明内容
针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种经济型UV水解胶，同时还涉及该水解胶的制备方法，该水解胶价格低廉，固化速度快，固化所需辐射能量低，成膜性佳，低收缩率，硬度高，在玻璃等硅酸盐上附着力良好，并且容易水解。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
一种经济型UV水解胶，包括以下重量份数的组分：高TG端羧基聚酯：30份~60份；UV稀释剂：40份~70份；阻聚剂：300 ppm ~600ppm；光引发剂：3份~10份；流平剂：1份~3份；消泡剂：1份~3份；所述阻聚剂包括以下中的一种或多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT。
一种优选的实施方式中，包括以下重量份数的组分：高TG端羧基聚酯：40份；UV稀释剂：50份；阻聚剂：450ppm；光引发剂：5份；流平剂：5份；消泡剂：5份。
本申请中涉及的一种经济型UV水解胶的制备方法，包括以下步骤：
S10：将高TG端羧基聚酯、UV稀释剂、阻聚剂放入到搅拌釜中，在60℃~80℃下搅拌反应1h-2h，然后加入光引发剂、流平剂、消泡剂，搅拌30分钟，冷却后得到水解胶；所述阻聚剂包括以下中的一种或多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT。
所述的高TG端羧基聚酯通过以下方法制备：将醇和酸按一定摩尔比投入反应釜，通入氮气，升温至145℃~155℃，投入催化剂和抗氧剂，待开始脱水时开始计时，保温3.5h~4h后阶梯升温，每小时升温8℃~12℃直至210℃~230℃，每小时测一次酸值直至酸值趋近于理论值；然后终止反应开始降温，得到高TG端羧基聚酯。
所述的醇选自以下的一种多种：新戊二醇、双酚A、1，6-环己二醇、1，6-己二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷；所述的酸选自以下的一种多种：己二酸、苯酐、间苯二甲酸、癸二酸、马来酸酐、偏苯三酸酐；所述的催化剂选自以下的一种多种：草酸亚锡、单丁基氧化锡、醋酸锑；所述的抗氧剂选自以下的一种多种：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1068；所述的高TG端羧基聚酯的分子量为800~4000，酸值为28~140，TG为35℃~50℃。
作为优选，所述高TG端羧基聚酯的制备方法中，若所述的酸中含有马来酸酐，则可制成不饱和型的高TG端羧基聚酯，该制备方法中：待羟值接近理论值且酸值＜3时，降温至105℃~115℃，投入阻聚剂，待阻聚剂完全溶解后投入马来酸酐，待酸值接近于理论值时停止反应降温，待温度低于75℃，停止通入氮气，投入阻聚剂，待完全溶解后投入稀释单体，混合均匀后降温至55℃以下降温出料，得到UV稀释单体开稀后的有一定流动性的端羧基聚酯；所述的阻聚剂选自以下的一种多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT；所述的稀释单体选自以下的一种多种：IBOA、HEMA、HEA、HPA、EOEOEA、HDDA、TPGDA、NPGDA、TMPTA、3EOTMPTA。
作为优选，所述高TG端羧基聚酯的制备方法中，待酸值接近于理论值时停止反应降温，该阶段中可以在反应末端添加多官酸和/或多官醇增加树脂交联密度，所述多官酸为季戊四醇、三羟甲基丙烷中的一种，所述多官酸为偏苯三酸酐。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种经济型UV水解胶，同时还涉及该水解胶的制备方法，该水解胶价格低廉，固化速度快，固化所需辐射能量低，成膜性佳，低收缩率，硬度高，在玻璃等硅酸盐上附着力良好，并且容易水解。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，
实施例一：一种经济型UV水解胶，包括以下重量份数的组分：高TG端羧基聚酯：40份；UV稀释剂：50份；阻聚剂：450ppm；光引发剂：5份；流平剂：5份；消泡剂：5份。
实施例二：一种经济型UV水解胶，包括以下重量份数的组分：高TG端羧基聚酯：30份；UV稀释剂：40份；阻聚剂：300ppm；光引发剂：3份；流平剂：1份；消泡剂：1份。
实施例三：一种经济型UV水解胶，包括以下重量份数的组分：高TG端羧基聚酯：60份；UV稀释剂：70份；阻聚剂：600ppm；光引发剂：10份；流平剂：3份；消泡剂：3份。
以上实施例中，其中的高TG端羧基聚酯通过以下方法制备：将醇和酸按一定摩尔比投入反应釜，通入氮气，升温至145℃~155℃，投入催化剂和抗氧剂，待开始脱水时开始计时，保温3.5h~4h后阶梯升温，每小时升温8℃~12℃直至210℃~230℃，每小时测一次酸值直至酸值趋近于理论值；然后终止反应开始降温，得到高TG端羧基聚酯。
该步骤中，具体反应中的摩尔比和配方有关，摩尔比和产物决定了羟值或者酸值，举例说明：（1）以下摩尔配比组分：新戊二醇：1；1，6-己二醇：1；苯酐：2；间苯二甲酸：1；按照此配方反应终点理论酸值为164。（2）新戊二醇：2；1，6-己二醇：1；苯酐：1；间苯二甲酸：1；按照此配方反应终点理论羟值为185。
所述的醇选自以下的一种多种：新戊二醇、双酚A、1，6-环己二醇、1，6-己二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷。具体的，实施例一中，醇选自新戊二醇与三羟甲基丙烷的摩尔比10:1混合物。实施例二中，醇选自双酚A、1，6-环己二醇与季戊四醇混合物。实施例三中，醇为1，6-己二醇。
所述的酸选自以下的一种多种：己二酸、苯酐、间苯二甲酸、癸二酸、马来酸酐、偏苯三酸酐。具体的，具体的，实施例一中，酸选自苯酐与偏苯三酸酐的摩尔比10:1混合物。实施例二中，酸选自马来酸酐与己二酸的摩尔比1:10混合物。实施例三中，酸为癸二酸。
所述的催化剂选自以下的一种多种：草酸亚锡、单丁基氧化锡、醋酸锑。具体的，实施例一中，催化剂为草酸亚锡。实施例二中，催化剂为单丁基氧化锡。实施例三中，催化剂为醋酸锑。
实施例一至实施例三中的抗氧剂，依次为：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1068。
所制备的高TG端羧基聚酯的分子量为800~4000，优选的分子量为1500~2500；酸值为28~140，优选为50~70，TG为35℃~50℃。
此外，因考虑到具体实施时的水解的难易程度和UV辐射后的强度和硬度，聚酯可做成饱和型和不饱和型两种，区别在于是否引入含有不饱和双键的马来酸酐，如实施例一中，所述的酸中含有马来酸酐，则可制成不饱和型的高TG端羧基聚酯，该实施例一的制备方法中：待羟值接近理论值且酸值＜3时，降温至105℃~115℃，投入阻聚剂，待阻聚剂完全溶解后投入马来酸酐，待酸值接近于理论值时停止反应降温，待温度低于75℃，停止通入氮气，投入阻聚剂，待完全溶解后投入稀释单体，混合均匀后降温至55℃以下降温出料，得到UV稀释单体开稀后的有一定流动性的端羧基聚酯；所述的阻聚剂为MEHQ，也可以为HQ、TBHQ、BHT中的一种或多种；所述的稀释单体和UV稀释剂为IBOA，也可以为HEMA、HEA、HPA、EOEOEA、HDDA、TPGDA、NPGDA、TMPTA、3EOTMPTA中的一种或多种。
此外，在所述高TG端羧基聚酯的制备方法中，待酸值接近于理论值时停止反应降温，该阶段中可以在反应末端添加多官酸和/或多官醇增加树脂交联密度，所述多官酸为季戊四醇、三羟甲基丙烷中的一种，所述多官酸为偏苯三酸酐。
将上述制备的高TG端羧基聚酯、UV稀释剂、阻聚剂放入到搅拌釜中，在60℃~80℃下搅拌反应1h-2h，然后加入光引发剂、流平剂、消泡剂，搅拌30分钟，冷却后得到水解胶；所述阻聚剂包括以下中的一种或多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT。
对以上实施例一至实施例三制备的UV水解胶，其粘度均在800 cps ~5000cps之间，固化后硬度为1H~5H，固化波长为365nm~395nm，固化能量为200 mj/cm²~500mj/cm²，固化后胶的水解温度为50℃~80℃。
| 型号 | 外观 | 粘度cps 25℃ | 色度 Gardener | 硬度 ShoreD | 固化能量 mJ | 解胶起始温度 ℃ | 解胶时间 min |
| 实施例1 | 澄清透明液体 | 2100 | 0.7 | 80 | 200 | 50 | 40 |
| 实施例2 | 澄清透明液体 | 2500 | 0.6 | 60 | 400 | 40 | 15 |
| 市场竞品1 | 澄清透明液体 | 1700 | 0.6 | 65 | 1100 | 80 | 10 |
| 市场竞品2 | 澄清透明液体 | 500 | 0.5 | 45 | 800 | 65 | 180 |
表1
表1中为本申请中的实施例1、2与目前市场上产品的一些状态参数比对，从表中可以看出，本申请中的产品的固化能量更低，同时解胶起始温度低，解胶时间较短，是各方面均衡的一款产品。
本发明的UV水解胶具有以下的有点：（1）价格低廉，原材料便宜易得，相比于聚氨酯为主体型的水解胶，价格大大降低，仅为聚氨酯型的1/4左右；（2）主体树脂TG为35℃~50℃，在不稀释的情况下在常温即为固体，在UV光照下收缩率极低，所需固化能量较聚氨酯型的也大大降低；（3）硬度可调整为H~5H，由于聚酯分子存在大量脂肪环和苯环，这些环状结构促进了对玻璃或硅酸盐表面的附着；（3）解胶时，不需要碱水及沸水，因主体聚酯存在一定量的羧基且TG最高为50℃，在50℃浸泡2分钟左右就能软化脱落，降低了施工难度。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种经济型UV水解胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
高TG端羧基聚酯：30份~60份；
UV稀释剂：40份~70份；
阻聚剂：300 ppm ~600ppm；
光引发剂：3份~10份；
流平剂：1份~3份；
消泡剂：1份~3份；
所述阻聚剂包括以下中的一种或多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT。
2.根据权利要求1所述的一种经济型UV水解胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
高TG端羧基聚酯：40份；
UV稀释剂：50份；
阻聚剂：450ppm；
光引发剂：5份；
流平剂：5份；
消泡剂：5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种经济型UV水解胶，其特征在于，其特征在于，所述高TG端羧基聚酯通过以下方法制备：
将醇和酸按投入反应釜，通入氮气，升温至145℃~155℃，投入催化剂和抗氧剂，待开始脱水时开始计时，保温3.5h~4h后阶梯升温，每小时升温8℃~12℃直至210℃~230℃，每小时测一次酸值直至酸值趋近于理论值；然后终止反应开始降温，得到高TG端羧基聚酯；
所述的醇选自以下的一种多种：新戊二醇、双酚A、1，6-环己二醇、1，6-己二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷；
所述的酸选自以下的一种多种：己二酸、苯酐、间苯二甲酸、癸二酸、马来酸酐、偏苯三酸酐；
所述的催化剂选自以下的一种多种：草酸亚锡、单丁基氧化锡、醋酸锑；
所述的抗氧剂选自以下的一种多种：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1068；
所述的高TG端羧基聚酯的分子量为800~4000，酸值为28~140，TG为35℃~50℃。
4.根据权利要求3所述的一种经济型UV水解胶，其特征在于，所述高TG端羧基聚酯的制备方法中，若所述的酸中含有马来酸酐，则可制成不饱和型的高TG端羧基聚酯，该制备方法中：待羟值接近理论值且酸值＜3时，降温至105℃~115℃，投入阻聚剂，待阻聚剂完全溶解后投入马来酸酐，待酸值接近于理论值时停止反应降温，待温度低于75℃，停止通入氮气，投入阻聚剂，待完全溶解后投入稀释单体，混合均匀后降温至55℃以下降温出料，得到UV稀释单体开稀后的有一定流动性的端羧基聚酯；
所述的阻聚剂选自以下的一种多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT；
所述的稀释单体选自以下的一种多种：IBOA、HEMA、HEA、HPA、EOEOEA、HDDA、TPGDA、NPGDA、TMPTA、3EOTMPTA。
5.根据权利要求4所述的一种经济型UV水解胶，其特征在于，其特征在于，所述高TG端羧基聚酯的制备方法中，待酸值接近于理论值时停止反应降温，该阶段中可以在反应末端添加多官酸和/或多官醇增加树脂交联密度，所述多官酸为季戊四醇、三羟甲基丙烷中的一种，所述多官酸为偏苯三酸酐。
6.权利要求1或2所述的一种经济型UV水解胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：将高TG端羧基聚酯、UV稀释剂、阻聚剂放入到搅拌釜中，在60℃~80℃下搅拌反应1h-2h，然后加入光引发剂、流平剂、消泡剂，搅拌30分钟，冷却后得到水解胶；
所述阻聚剂包括以下中的一种或多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT；
所述UV稀释剂选自以下的一种多种：IBOA、HEMA、HEA、HPA、EOEOEA、HDDA、TPGDA、NPGDA、TMPTA、3EOTMPTA；
所述的高TG端羧基聚酯通过以下方法制备：
将醇和酸投入反应釜，通入氮气，升温至145℃~155℃，投入催化剂和抗氧剂，待开始脱水时开始计时，保温3.5h~4h后阶梯升温，每小时升温8℃~12℃直至210℃~230℃，每小时测一次酸值直至酸值趋近于理论值；然后终止反应开始降温，得到高TG端羧基聚酯；
所述的醇选自以下的一种多种：新戊二醇、双酚A、1，6-环己二醇、1，6-己二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷；
所述的酸选自以下的一种多种：己二酸、苯酐、间苯二甲酸、癸二酸、马来酸酐、偏苯三酸酐；
所述的催化剂选自以下的一种多种：草酸亚锡、单丁基氧化锡、醋酸锑；
所述的抗氧剂选自以下的一种多种：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1068；
所述的高TG端羧基聚酯的分子量为800~4000，酸值为28~140，TG为35℃~50℃。
7.根据权利要求6所述的一种经济型UV水解胶的制备方法，其特征在于，所述高TG端羧基聚酯的制备方法中，若所述的酸中含有马来酸酐，则可制成不饱和型的高TG端羧基聚酯，该制备方法中：待羟值接近理论值且酸值＜3时，降温至105℃~115℃，投入阻聚剂，待阻聚剂完全溶解后投入马来酸酐，待酸值接近于理论值时停止反应降温，待温度低于75℃，停止通入氮气，投入阻聚剂，待完全溶解后投入稀释单体，混合均匀后降温至55℃以下降温出料，得到UV稀释单体开稀后的有一定流动性的端羧基聚酯；
所述的阻聚剂选自以下的一种多种：MEHQ、HQ、TBHQ、BHT；
所述的稀释单体选自以下的一种多种：IBOA、HEMA、HEA、HPA、EOEOEA、HDDA、TPGDA、NPGDA、TMPTA、3EOTMPTA。
8.根据权利要求7所述的一种经济型UV水解胶的制备方法，其特征在于，所述高TG端羧基聚酯的制备方法中，待酸值接近于理论值时停止反应降温，该阶段中可以在反应末端添加多官酸和/或多官醇增加树脂交联密度，所述多官酸为季戊四醇、三羟甲基丙烷中的一种，所述多官酸为偏苯三酸酐。
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