CN115322740B - 一种紫外光固化压敏胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种紫外光固化压敏胶粘剂及其制备方法，包括以下重量份的组分：丙烯酸酯单体50‑80份，改性聚硅氧烷40‑50份，环氧丙烯酸酯树脂20‑30份，光引发剂1‑10份。本申请具有实现降低固化膜的收缩率，提高胶粘剂的粘接力，同时保证紫外光固化压敏胶粘剂具有防水、耐候、环保等性能的效果。

Description

一种紫外光固化压敏胶粘剂及其制备方法

技术领域

本申请涉及胶粘剂技术领域，尤其是涉及一种紫外光固化压敏胶粘剂及其制备方法。

背景技术

紫外光固化技术是利用光引发剂在紫外光照射下，引发单体进行聚合、接枝、交联等化学反应而达到快速固化的一项技术。利用紫外光固化技术制得的紫外光固化压敏胶粘剂是一种新型节能环保压敏胶，在紫外光照射下，经过接枝、交联固化而产生所需要的压敏粘接性，具有固化速率快、室温下可快固化、无需加热、无有机溶剂、污染少、产品性能具有可调节性等优点。

紫外光固化压敏胶粘剂主要是由自由基光固化方式为主，反应速度快，固化工艺成熟，但自由基型固化体系存在氧阻聚，厚层及带色体系难固化，固化后体积收缩率大，由于紫外光固化压敏胶粘剂主要应用于两个被粘界面，固化过程中产生的收缩应力和固化膜收缩，会直接导致粘接力下降，从而影响紫外光固化压敏胶粘剂对基材的粘结强度等问题。

发明内容

为了降低固化膜的收缩率，提高胶粘剂的粘接力，同时保证紫外光固化压敏胶粘剂具有防水、耐候、环保等性能，本申请提供一种紫外光固化压敏胶粘剂及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种紫外光固化压敏胶粘剂采用如下的技术方案：

一种紫外光固化压敏胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：

丙烯酸酯单体 50-80份；

改性聚硅氧烷 40-50份；

环氧丙烯酸酯树脂 20-30份；

光引发剂 1-10份；

所述改性聚硅氧烷具有式（1）所述的结构式：

（1）

式（1）中，0≤a≤50，1≤b≤2，5≤c≤20，1≤d≤3。

优选的，所述丙烯酸酯单体包括单官能度丙烯酸酯单体、二官能度丙烯酸酯单体和三官能度丙烯酸酯单体中的一种或多种。

优选的，所述光引发剂选自安息香双甲醚、安息香***、α,α′-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α,α-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、二苯甲酮和4-二甲基氨基苯甲酸乙酯中的其中一种。

优选的，还包括1-5份的助剂，所述助剂选自稳定剂、流平剂、消泡剂、增塑剂中的其中一种。

优选的，所述改性聚硅氧烷的制备方法如下：

向反应釜中加入含氢聚硅氧烷、溶剂、硅氢加成催化剂，搅拌升温至90-130℃，反应过程中氮气保护，缓慢滴加乙烯基硅烷偶联剂，待乙烯基硅烷偶联剂滴加完毕后，继续缓慢滴加甲基丙烯酸烯丙酯，90-130℃保温反应后脱除溶剂，得到所述改性聚硅氧烷。

优选的，所述溶剂选自甲苯或二甲苯的其中一种；所述硅氢加成反应催化剂选自Sperier催化剂或Karstedt催化剂的其中一种。

优选的，所述含氢聚硅氧烷的含氢量为0.9-5mmol/g，所述含氢聚硅氧烷在25℃下的粘度为70cp-120cp。

第二方面，本申请提供的一种紫外光固化压敏胶粘剂的制备方法，包括如下工艺流程：

在装有搅拌器和氮气保护装置的反应釜中依次加入丙烯酸酯单体、改性聚硅氧烷、环氧丙烯酸酯树脂和光引发剂，搅拌均匀，在紫外光的波长为180-450nm下，固化25-55s，即可得到紫外光固化压敏胶粘剂。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

（1）本发明通过对聚硅氧烷进行改性，选用含氢聚硅氧烷，它的Si-O-Si键较长，非常柔软，可以延迟固化膜的收缩率，而且抗氧阻聚作用强，供氢效率高，由于Si-H键具有较高的活性，根据硅氢加成反应，加入甲基丙烯酸烯丙酯制备出一定链长且含碳碳双键的聚硅氧烷大分子，通过加入乙烯基硅烷偶联剂从而在聚硅氧烷大分子上引入-Si(OR)₃基团，使得粘接界面形成强力较高的化学键，提高了胶粘剂与粘接界面的附着力，大大改善了粘接强度。并且通过控制乙烯基硅烷偶联剂和甲基丙烯酸烯丙酯的用量，使得含氢聚硅氧烷中留有部分未参与硅氢加成反应的Si-H键，Si-H键具有较强的还原性，能够有效降低固化过程的氧阻聚。

（2）本发明通过将丙烯酸酯单体、改性聚硅氧烷和环氧丙烯酸酯树脂共混交联，环氧丙烯酸酯树脂能够降低固化过程的体积收缩率，并且具有良好的耐热性、耐化学性和高粘结力，从而制备出具有高防水性、高粘接力、高耐候性的环保型紫外光固化压敏胶粘剂。

实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

向装有机械搅拌、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮气保护装置的反应釜中加入50份含氢量为3mmol/g，在25℃下粘度为100cp的甲基含氢硅油、60份的甲苯、0.5份的Karstedt催化剂，边搅拌边升温至120℃，然后在氮气保护下将20份的乙烯基三乙氧基硅烷用20min缓慢地滴加入溶液，滴加完毕后，继续将3份的甲基丙烯酸烯丙酯用5min缓慢地滴加入溶液，保温在120℃搅拌1小时，反应完毕后，真空脱除甲苯，得到改性聚硅氧烷，然后另取一装有机械搅拌和氮气保护装置的反应釜，依次加入改性聚硅氧烷、35份的季戊四醇三丙烯酸酯和30份的异冰片丙烯酸酯、25份的环氧丙烯酸酯树脂、5份的安息香双甲醚和2份的消泡剂，均匀搅拌混合，将制得的胶粘剂均匀涂在聚酯薄膜上，在紫外光的波长为400nm下，固化40s。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，甲基丙烯酸烯丙酯的用量为2份，其余的均与实施例1相同。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，甲基丙烯酸烯丙酯的用量为1份，其余的均与实施例1相同。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为18份，其余的均与实施例1相同。

实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于，乙烯基三乙氧基硅烷的用量为16份，其余的均与实施例1相同。

实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于，环氧丙烯酸酯树脂的用量为20份，其余的均与实施例1相同。

实施例7：

本实施例与实施例1的区别在于，环氧丙烯酸酯树脂的用量为15份，其余的均与实施例1相同。

对比例1：

在装有机械搅拌和氮气保护装置的反应釜，依次加入35份的季戊四醇三丙烯酸酯、30份的异冰片丙烯酸酯、25份的环氧丙烯酸酯树脂、5份的安息香双甲醚和2份的消泡剂，均匀搅拌混合，将制得的胶粘剂均匀涂在聚酯薄膜上，在紫外光的波长为400nm下，固化40s。

对比例2：

在装有机械搅拌和氮气保护装置的反应釜，依次加入35份的季戊四醇三丙烯酸酯、30份的异冰片丙烯酸酯、50份的聚硅氧烷、5份的安息香双甲醚和2份的消泡剂，均匀搅拌混合，将制得的胶粘剂均匀涂在聚酯薄膜上，在紫外光的波长为400nm下，固化40s。

对比例3：

在装有机械搅拌和氮气保护装置的反应釜，依次加入35份的季戊四醇三丙烯酸酯、30份的异冰片丙烯酸酯、50份的聚硅氧烷、25份的环氧丙烯酸酯树脂、5份的安息香双甲醚和2份的消泡剂，均匀搅拌混合，将制得的胶粘剂均匀涂在聚酯薄膜上，在紫外光的波长为400nm下，固化40s。

将上述实施例和对比例制得的紫外光固化压敏胶粘剂进行应用效果测试，具体测试方法如下：

1.紫外光固化压敏胶粘剂持粘性测试

按照GB/T4851-1998 压敏胶粘带持粘性试验方法，测试时将胶粘剂和聚酯薄膜完全接触，放置 20min 后进行测试，在试样条下悬挂恒重砝码，持粘力的测试结果用 20min停置时间后测得的砝码落下所用总时间表示（min）。

2.紫外光固化压敏胶粘剂180°剥离强度测试

按GB/T2792-1998 胶粘剂180°剥离强度的测试方法，测试时将胶粘剂和聚酯薄膜完全接触，放置 20min 后放置在拉伸试验机上进行测试，180°剥离粘性的测试结果用20min 停置时间下测得3个样条的剥离力（N/25mm）的平均值表示。

所得的测试结果如表1所述：

	持粘性（min）	剥离力（N/25mm）
			实施例1	2170	23
实施例2	2358	24
			实施例3	2018	22
实施例4	2089	22
			实施例5	1978	19
实施例6	2008	17
			实施例7	1867	15
对比例1	1470	14
			对比例2	1568	12
对比例3	1701	13

表1

通过上述的实验结果分析可得，

1.通过实施例1、实施例2和实施例3的测试结果对比可知，通过加入一定含量的甲基丙烯酸烯丙酯，制备出一定链长且含碳碳双键的改性聚硅氧烷，与异冰片丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯交联固化，能够提高胶粘剂的柔韧性，从而降低固化膜的收缩率，增强粘接力，但甲基丙烯酸烯丙酯的用量不宜过多，以防体系的交联密度过高，导致固化收缩率较大。

2.通过实施例1、实施例4和实施例5的测试结果对比可知，通过加入乙烯基三乙氧基硅烷，利用-Si(OC₂H₅)₃基团，使得粘接界面形成强力较高的化学键，提高胶粘剂与粘接界面的附着力，并且乙烯基硅烷偶联剂的含量较高，粘接力较强。

3.通过实施例1、实施例6和实施例7的测试结果对比可知，通过加入环氧丙烯酸酯树脂，可以降低固化过程的体积收缩率，提高胶粘剂的粘接力，并且采用较高含量的环氧丙烯酸酯树脂，可以提高胶粘剂的综合性能。

4.通过实施例1、对比例1、对比例2和对比例3的测试结果对比可知，通过制备出改性聚硅氧烷，并与异冰片丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯树脂共混交联聚合，可以有效提高紫外光固化压敏胶粘剂的综合性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种紫外光固化压敏胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：

丙烯酸酯单体 50-80份；

改性聚硅氧烷 40-50份；

环氧丙烯酸酯树脂 20-30份；

光引发剂 1-10份；

所述改性聚硅氧烷具有式（1）所述的结构式：

（1）

式（1）中，0≤a≤50，1≤b≤2，5≤c≤20，1≤d≤3；

所述改性聚硅氧烷的制备方法如下：

向反应釜中加入含氢聚硅氧烷、溶剂、硅氢加成反应催化剂，搅拌升温至90-130℃，反应过程中氮气保护，缓慢滴加乙烯基硅烷偶联剂，待乙烯基硅烷偶联剂滴加完毕后，继续缓慢滴加甲基丙烯酸烯丙酯，90-130℃保温反应后脱除溶剂，得到所述改性聚硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的一种紫外光固化压敏胶粘剂，其特征在于，所述丙烯酸酯单体包括单官能度丙烯酸酯单体、二官能度丙烯酸酯单体和三官能度丙烯酸酯单体中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种紫外光固化压敏胶粘剂，其特征在于，所述光引发剂选自安息香双甲醚、安息香***、α,α′-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α,α-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-对羟乙基醚基苯基丙酮-1、二苯甲酮和4-二甲基氨基苯甲酸乙酯中的其中一种。

4.根据权利要求1所述的一种紫外光固化压敏胶粘剂，其特征在于，还包括1-5份的助剂，所述助剂选自稳定剂、流平剂、消泡剂、增塑剂中的其中一种。

5.根据权利要求1所述的一种紫外光固化压敏胶粘剂，其特征在于，所述溶剂选自甲苯或二甲苯的其中一种，所述硅氢加成反应催化剂选自Sperier催化剂或Karstedt催化剂的其中一种。

6.根据权利要求1所述的一种紫外光固化压敏胶粘剂，其特征在于，所述含氢聚硅氧烷的含氢量为0.9-5mmol/g，所述含氢聚硅氧烷在25℃下的粘度为70cp-120cp。

7.权利要求1-6任一所述的一种紫外光固化压敏胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下工艺流程：

在装有搅拌器和氮气保护装置的反应釜中依次加入丙烯酸酯单体、改性聚硅氧烷、环氧丙烯酸酯树脂和光引发剂，搅拌均匀，在紫外光的波长为180-450nm下，固化25-55s，即可得到紫外光固化压敏胶粘剂。