CN105315954A - 一种新型uv光固化胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯20-40份，聚丙烯酸异辛酯20-50份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10-30份，二甲基丙烯酸二甘醇酯15-30份，丙烯酸酯类单体20-60份，甲基丙烯酸羟乙酯20-30份，纳米氧化钛1-2份，冬青油5-10份，光引发剂2-5份，附着力促进剂2-3份，助剂1-4份。本发明还公开了该胶黏剂的制备方法。该胶黏剂粘结能力强，抗撕裂强度大，耐磨、耐高温，固化速度快，对透明材料和非透明材料的粘结性能都很好，且制备方法简单，成本低，无毒，对环境无害。

Description

一种新型UV光固化胶黏剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及胶黏剂领域，具体的涉及一种新型UV光固化胶黏剂。

背景技术：

UV光固化胶黏剂是20世纪70年代开发的一种节能环保型胶黏剂，具有固化快、粘结性能优异、生产安全等优点，近年来受到人们的广泛关注。在我国，随着人们环保意识的加强及节能减排法规的颁布，绿色环保的紫外光固化胶黏剂的研发和应用越来越受到人们的青睐，市场份额也越来越大。

UV光固化胶黏剂在工业领域获得如此广泛的应用，是基于其产品的独特性能，这些性能是其他胶黏剂所不具有的，主要是：(1)固化速度快，可瞬间完成；(2)粘结范围广，可粘结金属、玻璃、塑料等各种材料，并进行结构粘结；(3)环保、安全，为无溶剂型，几乎100％固化。但是其应用也受到限制，主要是因为：(1)须使用UV固化设备，至少应有一个UV光源；(2)被粘材料应透明，能投射紫外光；(3)应用紫外光时，必须有必要的保护装置，否则对人体产生伤害。

中国专利(201510166411.2)公开了一种玻璃增强UV胶，具体包括低聚物30-50％，活性单体40-60％光引发剂3-10％，助剂1-10％；其中，低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、纯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或几种混合；所述活性单体为单官能团、双官能团、对官能团的丙烯酸酯的一种或几种，所述光引发剂为自由基光引发剂中的一种或几种，所述助剂为附着力促进剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、抗氧剂中的一种或几种。该胶黏剂能够使玻璃强度提升，但是其制备成本低，且对非透明材料的粘结性能不好。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新型UV光固化胶黏剂，其粘结能力强，抗撕裂强度大，耐磨、耐高温，固化速度快，对透明材料和非透明材料的粘结性能都很好。

本发明的另一个目的是提供该UV光固化胶黏剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯20-40份，

聚丙烯酸异辛酯20-50份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10-30份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯15-30份，

丙烯酸酯类单体20-60份，

甲基丙烯酸羟乙酯20-30份，

纳米氧化钛1-2份，冬青油5-10份，

光引发剂2-5份，附着力促进剂2-3份，助剂1-4份。

作为上述技术方案的优选，一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯40份，

聚丙烯酸异辛酯30份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯20份，

丙烯酸酯类单体50份，

甲基丙烯酸羟乙酯25份，

纳米氧化钛1.5份，冬青油10份，

光引发剂3份，附着力促进剂2份，助剂4份。

作为上述技术方案的优选，所述丙烯酸酯类单体为(甲基)苯氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，所述纳米氧化钛为锐钛矿相，其粒径大小为10-20nm。

作为上述技术方案的优选，所述光引发剂为1-羟基-环己基苯甲酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮中的一种或两种混合。

作为上述技术方案的优选，所述附着力促进剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-二甲基氨基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，所述助剂为二异氰酸酯、木质素磺酸钠、聚氧乙烯蓖麻油中的一种或多种混合。

一种新型UV光固化胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至60-70℃，保温1-2h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至40-50℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温2-3h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述保温的时间为1h，所述保温的温度为70℃。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述保温的时间为3h，所述保温的温度为50℃。

本发明具有以下技术方案：

本发明制备的UV光固化胶黏剂，其固化膜光泽度好，柔韧性大，耐水性好，耐磨，耐高温，适用于透明材料和非透明材料；

甲基丙烯酸羟乙酯的加入使得该胶黏剂的附着力提高，其粘结性能得到改善；纳米氧化钛、冬青油具有一定的吸收紫外线功能，使得制备的胶黏剂在非透明材料中同样适用；且纳米氧化钛在光照下，电子可以发生跃迁，产生的自由基基团可以进入细菌细胞壁，从而具有一定的杀菌能力；

本发明提供的胶黏剂制备方法简单，原材料价格低廉，生产成本大大降低。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯20份，聚丙烯酸异辛酯20份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯15份，丙烯酸酯类单体20份，

甲基丙烯酸羟乙酯20份，纳米氧化钛1份，冬青油5份，

光引发剂2份，附着力促进剂2份，助剂1份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至60℃，保温1h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至40℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温2h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

实施例2

一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯40份，聚丙烯酸异辛酯50份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯30份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯30份，丙烯酸酯类单体60份，

甲基丙烯酸羟乙酯30份，纳米氧化钛2份，冬青油10份，

光引发剂5份，附着力促进剂3份，助剂4份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至70℃，保温2h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至50℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温3h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

实施例3

一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯25份，聚丙烯酸异辛酯30份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯15份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯18份，丙烯酸酯类单体30份，

甲基丙烯酸羟乙酯22份，纳米氧化钛1.2份，冬青油6份，

光引发剂3份，附着力促进剂2.2份，助剂2份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至65℃，保温1.2h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至45℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温2.2h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

实施例4

一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯28份，聚丙烯酸异辛酯35份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯18份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯21份，丙烯酸酯类单体40份，

甲基丙烯酸羟乙酯24份，纳米氧化钛1.4份，冬青油7份，

光引发剂3.5份，附着力促进剂2.4份，助剂3份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至70℃，保温1.4h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至50℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温2.4h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

实施例5

一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯30份，聚丙烯酸异辛酯40份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯20份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯24份，丙烯酸酯类单体45份，

甲基丙烯酸羟乙酯26份，纳米氧化钛1.6份，冬青油8份，

光引发剂4份，附着力促进剂2.6份，助剂3.5份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至65℃，保温1.6h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至45℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温2.6h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

实施例6

一种新型UV光固化胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯35份，聚丙烯酸异辛酯45份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯27份，丙烯酸酯类单体50份，

甲基丙烯酸羟乙酯28份，纳米氧化钛1.8份，冬青油9份，

光引发剂4.5份，附着力促进剂2.8份，助剂3.5份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至60℃，保温1.8h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至40℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温2.8h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

下面对本发明提供的UV光固化胶黏剂进行性能测试。

(1)固化时间

本发明采用指触法测得光固化时间，即用手指轻触胶层表面。如感到发粘，但无胶黏剂在手指上，认为表面干燥(参照GB1728-79漆膜、腻子膜干燥时间测定方法)。实验条件25℃左右，手提便携式UV固化机提供250W紫外灯照射，灯具4cm，测量单位为s。

(2)拉伸剪切强度

按照GB/T7124-2008进行测试。

(3)附着力测定

按照GB/T9286-88漆膜的划格实验法测定固化膜的附着力，分为6级(0-5)，0级最好，5级最差。

(4)耐化学品性能测定

将胶黏剂均匀涂抹在基材表面，紫外灯照射固化完全，然后将固化膜浸入到5％NaOH、5％H2SO4溶液中浸泡，观察固化膜颜色及状态，并与未浸泡固化膜进行对比。

测试结果如表1所示：

表1

从表1来看，本发明提供的UV光固化胶黏剂，粘结性能好，固化速度快，强度高，附着力好。

Claims (10)

1.一种新型UV光固化胶黏剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯20-40份，

聚丙烯酸异辛酯20-50份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10-30份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯15-30份，

丙烯酸酯类单体20-60份，

甲基丙烯酸羟乙酯20-30份，

纳米氧化钛1-2份，冬青油5-10份，

光引发剂2-5份，附着力促进剂2-3份，助剂1-4份。

2.如权利要求1所述的一种新型UV光固化胶黏剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯40份，

聚丙烯酸异辛酯30份，

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25份，

二甲基丙烯酸二甘醇酯20份，

丙烯酸酯类单体50份，

甲基丙烯酸羟乙酯25份，

纳米氧化钛1.5份，冬青油10份，

光引发剂3份，附着力促进剂2份，助剂4份。

3.如权利要求1所述的一种新型UV光固化胶黏剂，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为(甲基)苯氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或多种混合。

4.如权利要求1所述的一种新型UV光固化胶黏剂，其特征在于，所述纳米氧化钛为锐钛矿相，其粒径大小为10-20nm。

5.如权利要求1所述的一种新型UV光固化胶黏剂，其特征在于，所述光引发剂为1-羟基-环己基苯甲酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮中的一种或两种混合。

6.如权利要求1所述的一种新型UV光固化胶黏剂，其特征在于，所述附着力促进剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-二甲基氨基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合。

7.如权利要求1所述的一种新型UV光固化胶黏剂，其特征在于，所述助剂为二异氰酸酯、木质素磺酸钠、聚氧乙烯蓖麻油中的一种或多种混合。

8.如权利要求1至7任一所述的一种新型UV光固化胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲基丙烯酸二甘醇酯混合均匀，加入高压釜中，升温至60-70℃，保温1-2h，得到混合预聚体；

(2)将步骤(1)得到的混合预聚体降温至40-50℃，加入丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米氧化钛、光引发剂、助剂、冬青油和附着力促进剂，保温2-3h，搅拌混合均匀，得到新型UV光固化胶黏剂。

9.如权利要求8所述的一种新型UV光固化胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述保温的时间为1h，所述保温的温度为70℃。

10.如权利要求8所述的一种新型UV光固化胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述保温的时间为3h，所述保温的温度为50℃。