CN104388038A - 一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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林欣
张军营
程珏
许齐行
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Abstract

本发明涉及一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法，属于有机-无机复合材料领域。该胶粘剂各组分按重量组分计为：聚氨酯改性有机硅树脂40-100份，光引发剂1-5份，稀释剂0-10份。本发明制备的胶粘剂与传统有机硅胶粘剂相比，在本体强度等机械性能方面，具有明显优势。将聚氨酯结构引入有机硅体系中，利用聚氨酯粘接力强、机械强度大等优点弥补了传统有机硅树脂本体强度差等缺点，扩大了紫外光固化有机硅胶粘剂使用范围。

Description

一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于有机-无机复合材料技术领域，特别设计一种紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法。
背景技术
有机硅材料是分子结构中含有硅元素的有机高分子合成材料。由于同时具有Si-O-Si主链及有机侧链的特殊分子结构和组成，有机硅聚合物具有独特的优异性能:如介电性能在较大的温度、湿度、频率范围内保持稳定；耐氧化、耐化学品、电绝缘、耐辐射、耐候、憎水、阻燃、耐盐雾、防霉菌等特性优良；同时兼有高分子材料易加工的特点，可根据不同要求制成满足各种用途的产品。有机硅材料的这些优异的性能，使其在航空航天、电子电气、轻工、化工、纺织、机械等方面均己得到了广泛的应用。但有机硅材料也存在着力学强度低、附着力较差等缺点。聚氨酯含有特征单元结构氨基甲酸酯键(－NH－CO－)，链中含有交替的软链段和硬链段,使得其聚集态结构为多相结构,这决定了聚氨酯涂料优良的粘接、力学强度等性能。将聚氨酯材料用于有机硅的改性克服了有机硅材料的性能缺陷，是扩大有机硅应用领域的一条重要途径。
紫外光固化技术具有高效、无污染、节能、简便等特点，是一种环境友好的绿色技术。如果在聚硅氧烷体系中引入可光固化基团，则交联固化反应的效率将大大提高，不仅节约能源，还可以减少污染。本发明制备的胶粘剂将聚氨酯结构引入有机硅体系中，利用聚氨酯粘接力强、机械强度大等优点弥补了传统有机硅树脂本体强度差等缺点，扩大了紫外光固化有机硅胶粘剂使用范围。
发明内容
本发明制备了一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂，具有耐高温、耐腐蚀剂良好机械强度。
该胶粘剂各组分按重量组分计为：
聚氨酯改性有机硅树脂         40-100份
光引发剂                     1-5份
稀释剂                       0-10份
进一步的，聚氨酯改性有机硅结构为：
其中R为脂肪族或芳香族化合物中一种或几种；R1为甲氧基或乙氧基；R2为丙氧基或丁氧基；R3为甲氧基或乙氧基；R4为甲基、苯基、甲氧基、乙氧基中的一种；a，b，c，d，e为都大于0的自然数。
进一步的，合成所用单体中异氰酸根与氨基的摩尔比值为0.1～0.5:1。
进一步的，R结构相对分子量为100～1500g/mol。
进一步的，光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(IHT-PI 1173)，2-甲基-2-羟基-1-(4-叔丁基)苯基丙酮(IHT-PI 185)，1-(4-(2-羟乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基丙酮(IRGACURE 2959)中的至少一种。
进一步的，稀释剂为硅烷偶联剂，优选γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
聚氨酯改性有机硅树脂制备步骤(单体按重量组分计)：
(1)取66.3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、46.8份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、36.4份甲级苯基二甲氧基硅烷及混合溶剂(甲苯60份、无水乙醇60份)于四口烧瓶中，60～80℃搅拌均匀，将25份盐酸水溶液(Hcl％＝1.5％)一次性加入该体系中，再将30份钛酸四丁酯的甲苯(15份)溶液缓慢滴加至四口烧瓶中，恒温反应6-8小时，取出减压旋蒸，得到有机硅预聚物。
(2)再将上述所得预聚物进行真空脱水，全部溶于80份丙酮中，室温至于三口烧瓶中搅拌均匀，再将10份4-异丙基苯异氰酸酯溶于20份丙酮中，至于恒压漏斗缓慢滴加至该烧瓶中，恒温反应2～4小时，取出减压旋蒸，得到聚氨酯改性有机硅树脂。
具体实施方法
实施例1
本发明可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂由以下重量组分的原料制成：聚氨酯改性有机硅树脂：100份；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮1份；稀释剂：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷5份。
实施例2
本发明紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂由以下重量组分的原料制成：聚氨酯改性有机硅树脂：80份；1-(4-(2-羟乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基丙酮2份；稀释剂：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷10份。
实施例3
本发明紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂由以下重量组分的原料制成：聚氨酯改性有机硅树脂：60份；1-(4-(2-羟乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基丙酮3份；稀释剂：γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷5份。

Claims (6)

1.一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法，其特征在于，该胶粘剂各组分按重量组分计为： 
聚氨酯改性有机硅树脂   40-100份 
光引发剂               1-5份 
稀释剂                 0-10份。 
2.根据权利要求1所述的一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法，其特征在于，该胶粘剂基体树脂聚氨酯改性有机硅结构为： 
其中R为脂肪族或芳香族化合物中一种或几种；R1为甲氧基或乙氧基；R2为丙氧基或丁氧基；R3为甲氧基或乙氧基；R4为甲基、苯基、甲氧基、乙氧基中的一种；a，b，c，d，e为都大于0的自然数。 
3.根据权利要求2所述的一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法，其特征在于，合成所用单体中异氰酸根与氨基的摩尔比值为0.1～0.5:1。 
4.根据权利要求1或2所述的一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法，其特征在于，R结构相对分子量为100～1500g/mol。 
5.一种如权利要求1所述的一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法，其特征在于，光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(IHT-PI 1173)，2-甲基-2-羟基-1-(4-叔丁基)苯基丙酮(IHT-PI 185)，1-(4-(2-羟乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基丙酮(IRGACURE 2959)中的至少一种。 
6.一种如权利要求1所述的一种可紫外光固化聚氨酯改性有机硅胶粘剂及其制备方法，其特征在于，稀释剂为硅烷偶联剂，优选γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。 
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