CN105860916A - 一种耐高温紫外光固化胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温紫外光固化胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明制备的一种耐高温紫外光固化胶，由以下重量百分比的原料组成：四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂30～60%、含刚性基团的丙烯酸酯单体20～40%、甲基丙烯酸酯单体15～30%、光引发剂1～7%。本发明制备的耐高温紫外光固化胶具有更好的耐高温性，高温时的力学性能保持率高，固化物性能优良，粘接可靠性高，适用范围广泛。

Description

一种耐高温紫外光固化胶及其制备方法
技术领域
本发明属于光固化材料领域，涉及一种耐高温紫外光固化胶及其制备方法，适用于耐高温需求的应用。
背景技术
光固化材料由于其固化速度快、环境友好、能源消耗量少、无溶剂挥发等众多突出优点而得到广泛研究，并且在各行各业中迅速推广。但是紫外光固化胶也有其本身的局限,常规的紫外光固化胶在耐高温的应用有明显的局限，因丙烯酸酯分子链交联密度低，线性分子链的含量较大，而且分子链的刚性官能团较少，当随着环境温度的升高时，部分分子链会产生相对滑移，材料的力学性能会快速下降，所以，UV胶在耐高温的应用上不能被广泛使用，本发明的紫外光固化胶可以解决耐高温这个难题。
发明内容
为了解决现有技术中紫外光固化胶在耐高温场合中表现不好的难题，本发明提供了一种耐高温紫外光固化胶及其制备方法，以达到紫外光固化胶能满足耐高温的需求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种耐高温紫外光固化胶，由以下重量百分比的原料组成：四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂30～60%、含刚性基团的丙烯酸酯单体20～40%、甲基丙烯酸酯单体15～30%、光引发剂1～7%。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂，是指用聚酯二元醇、二异氰酸酯和二甲基丙烯酸甘油酯（CAS:1830-78-0）合成的具有四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂，所述的聚酯二元醇包括：己二酸系聚酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇等，所述的二异氰酸酯包括：甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等。四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成方法是：先将1摩尔的聚酯二元醇、2摩尔的二异氰酸酯、催化剂二月桂酸二丁基锡（20ppm）加入到带有温度计的三口烧瓶中，将温度控制在70-75度，反应2小时，然后加封端剂2摩尔的二甲基丙烯酸甘油酯和阻聚剂对羟基苯甲醚（500ppm），70-75度反应2-3小时，用红外光谱仪分析NCO基团的含量，待NCO的峰完全消失时，停止加热反应，可得到四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂。
进一步，所述含刚性基团的丙烯酸酯单体，是指4-叔丁基环己基丙烯酸酯（CAS：84100-23-2）和甲基丙烯酸对叔丁基环己酯（CAS: 46729-07-1），例如：SARTOMER公司的SR217和SR218，分子结构式如下：
甲基丙烯酸对叔丁基环己酯
4-叔丁基环己基丙烯酸酯
进一步，所述甲基丙烯酸酯单体包括甲基四氢呋喃丙烯酸酯（THFMA）、甲基丙烯酸月桂酯（LMA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸异冰片酯（IBOMA）中的一种或任意几种的混合物。
进一步，所述光引发剂为牌号1173（2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮）、184（1-羟基环己基苯甲酮）、907（2-甲基-1-（4-甲巯基苯基）-2-吗啉-1-丙酮）、369（2-苄基-2-二甲氨基-1-（4-吗啉苯基）-1-丁酮）、819（双（2，4，6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化磷）、651(α,α’-二甲基苯偶酰缩酮)、ITX(异丙基硫杂蒽酮)、BP(二苯甲酮)、OMBB(邻苯甲酰基苯甲酸甲酯)、TPO (2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷)中的一种或任意几种的混合物。
本发明所述的一种耐高温紫外光固化胶的制备方法包括：称取30～60%的四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂、20～40%的含刚性基团的丙烯酸酯单体、15～30%的甲基丙烯酸酯单体、1-7%光引发剂，依次加入搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500～1000转/分搅拌0.5～2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，密封包装即可。
本发明的有益效果是：本发明制备的耐高温紫外光固化胶，通过提高双键交联密度、选用耐高温的聚酯链、增加分子链刚性基团含量的方法，解决了常规紫外光固化胶不耐高温的缺点，本发明的紫外光固化胶具有更好的耐高温性，高温时的力学性能保持率高，固化物性能优良，粘接可靠性高，适用范围广泛。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
合成实施例
四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成方法是：先将1摩尔的聚酯二元醇、2摩尔的二异氰酸酯、催化剂二月桂酸二丁基锡（20ppm）加入到带有温度计的三口烧瓶中，将温度控制在70度，反应2小时，然后加封端剂2摩尔的二甲基丙烯酸甘油酯和阻聚剂对羟基苯甲醚（500ppm），70度反应3小时，用红外光谱仪分析NCO基团的含量，待NCO的峰完全消失时，停止加热反应，可得到四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂。
实施例1
准确称取如下原料，四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂，40g；SARTOMER公司的SR217，30g；THFMA，20g；光引发剂184，3g；光引发剂TPO，1g；将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08MPa，于500转/分搅拌2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到紫外光固化胶，密封包装即可。
实施例2
准确称取如下原料，四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂，35g；SARTOMER公司的SR218，30g；HEMA，30g；光引发剂184，1g；光引发剂1173，1g；将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.05MPa，于750转/分搅拌1小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到紫外光固化胶，密封包装即可。
实施例3
准确称取如下原料，四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂，50g；SARTOMER公司的SR217，40g；LMA，10g；IBOMA,10g；光引发剂1173 ：3g；光引发剂819：2g，将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.06MPa，于700转/分搅拌1.5小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到紫外光固化胶，密封包装即可。
实施例 4
准确称取如下原料，四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂，30g；SARTOMER公司的SR218，40g；IBOMA，15g；光引发剂184，3g；光引发剂TPO，1g；将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.07MPa，于800转/分搅拌1小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到紫外光固化胶，密封包装即可。
实施例5
准确称取如下原料，四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂，45g；SARTOMER公司的SR217，50g；HEMA，10g；IBOMA，10g;光引发剂1173，3g；光引发剂TPO，4g；将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08MPa，于1000转/分搅拌0.5小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到紫外光固化胶，密封包装即可。
比较例1
准确称取如下原料，沙多玛公司的CN966J75(二官能度、聚酯型)，52g；IBOA，44g；光引发剂184，3g；光引发剂TPO，1g；将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08MPa，于500转/分搅拌2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到紫外光固化胶，密封包装即可。
比较例2
准确称取如下原料，科宁公司的6363（二官能度，聚醚型），55g；THFA，41g；光引发剂1173，3g；光引发剂TPO ，1g；将上述各组分依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至真空度为-0.05MPa，于750转/分搅拌1小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，得到紫外光固化胶，密封包装即可。
通过下面的试验测试本发明的一种耐高温紫外光固化胶的性能。
试验实施例 耐高温性能测试
光固化条件：光强30mW/cm2,光照时间100s；
硬度测试：依据GB/T 2411-1980测试；
弹性模量：动态热机械分析仪DMA，美国TA公司：Q800，测试温度25℃-150℃，频率10Hz。
测试结果如表 1 所示：
表1 实施例1-5制得的样品与普通光固化胶粘剂性能对比测试结果
从上述结果可以看出，本发明的一种耐高温紫外光固化胶与现有的普通光固化胶粘剂相比，有很好的耐高温效果，高温时的力学性能表现更好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种耐高温紫外光固化胶，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂30～60%、含刚性基团的丙烯酸酯单体20～40%、甲基丙烯酸酯单体15～30%、光引发剂1～7%；
所述四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成方法是：先将1摩尔的聚酯二元醇、2摩尔的二异氰酸酯、20ppm催化剂二月桂酸二丁基锡加入到带有温度计的三口烧瓶中，将温度控制在70-75度，反应2小时，然后加封端剂2摩尔的二甲基丙烯酸甘油酯和500ppm阻聚剂对羟基苯甲醚，70-75度反应2-3小时，用红外光谱仪分析NCO基团的含量，待NCO的峰完全消失时，停止加热反应，可得到四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂；所述聚酯二元醇包括：己二酸系聚酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇，所述二异氰酸酯包括：甲苯二异氰酸酯TDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI或六亚甲基二异氰酸酯HDI。
2.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述含刚性基团的丙烯酸酯单体为4-叔丁基环己基丙烯酸酯和甲基丙烯酸对叔丁基环己酯其中一种。
3. 根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯单体为甲基四氢呋喃丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或任意几种的混合物。
4. 根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯甲酮、2-甲基-1-（4-甲巯基苯基）-2-吗啉-1-丙酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-（4-吗啉苯基）-1-丁酮、双（2，4，6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化磷、α,α’-二甲基苯偶酰缩酮、异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷中的一种或任意几种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，制备方法包括：称取30～60%的四官能度的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯树脂、20～40%的含刚性基团的丙烯酸酯单体、15～30%的甲基丙烯酸酯单体、1-7%光引发剂，依次加入搅拌机内，抽真空至真空度为-0.08～-0.05MPa，于500～1000转/分搅拌0.5～2小时，搅拌均匀，自然晾置至室温，密封包装即可。
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