CN110724462B - 一种高表干型紫外光固化披覆胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明制备的一种高表干型紫外光固化披覆胶，由以下重量百分比的原料组成：生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯30～60%、丙烯酸酯类活性稀释剂20～70%、光引发剂2～7%。本发明制备的紫外光固化披覆胶，具备自由基聚合速度快的特点同时，解决了普通紫外光引发自由基聚合型胶水氧阻聚的问题，固化能量低、表干好并且耐黄变、环境友好，适用范围更广泛。

Description

一种高表干型紫外光固化披覆胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种自由基固化高表干型紫外光固化披覆胶及其制备方法，属于光固化材料领域。
背景技术
光固化材料由于固化速度快、能源消耗量少、性能优异、环境友好等优点而得到广泛深入研究，并且已经在诸多工业、电子领域中得到广泛应用。其固化机理有自由基聚合型和阳离子聚合型两种，目前自由基聚合型由于其更快的固化速度及更加丰富的性能有着更多的应用点。但是紫外光引发自由基聚合型胶黏剂也有其本身的局限性,常规的自由基聚合型胶黏剂在固化时有氧阻聚现象，导致表层聚合度不高有小分子残留，表现为表面不干爽，对于披覆胶等对表干要求较高的胶种，显然是不能被接受的。通常减小氧阻聚效应的方法有以下几种：增加紫外光辐照强度和剂量，该方法增加能源消耗和降低生产效率；添加叔胺、硫醇等过氧化自由基清除型化合物，但是叔胺会导致严重的黄变现象，硫醇会诱发自由基聚合使体系储存不稳定；惰性气体保护法、覆膜法等隔绝氧气型方法，但是这类方法存在在实际规模生产上工艺可行性低及成本高等问题，总之每种方法都有较大缺陷。本发明的紫外光固化胶可以解决这个难题。
发明内容
为了解决现有自由基聚合技术中紫外光固化胶在固化过程中存在氧阻聚的难题，本发明提供了一种高表干型紫外光固化披覆胶及其制备方法，以达到彻底解决氧阻聚的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种高表干型紫外光固化披覆胶，由以下重量百分比的原料组成：生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯30～60%、丙烯酸酯类活性稀释剂20～70%、光引发剂2～7%。
进一步地，所述生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯的分子结构通式如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中R代表二异氰酸酯分子中不包含NCO基团的部分;R1代表
Figure DEST_PATH_IMAGE003
或
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
进一步地，所述生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯的合成方法包含以下步骤:
1）由异抗坏血酸钠与二异氰酸酯按照摩尔比1:2-2.3，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团至设计值得预聚物；
2）向上述预聚物中加入单羟基丙烯酸酯，其加入量为上述二异氰酸酯摩尔数的1-1.3倍，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团反应完全即得生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯。
进一步地，所述丙烯酸酯类活性稀释剂为酸性、碱性或二者混合的丙烯酸酯单体，包括但不仅限于丙烯酸（AA）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）、丙烯酰吗啉（ACMO）、四氢呋喃丙烯酸酯（THFA）、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、（甲基）丙烯酸月桂酯（LA）、（甲基）丙烯酸异冰片酯（IBOA）、1，4-丁二醇二丙烯酸酯（HDDA）中的一种或任意几种的混合物。
进一步地，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦TPO、1-羟基环己基苯基甲酮184、 安息香双甲醚651、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦819、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮369、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮907、二苯甲酮BP、异丙基硫杂蒽酮ITX中的一种或任意几种混合。
本发明所述的一种高表干型紫外光固化披覆胶的制备方法包括：在称取30-60%的生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯、20-70%的丙烯酸酯类活性稀释剂、2-7%光引发剂，依次加入搅拌釜内，干燥惰性气体气氛或抽真空至真空度为-0.01～-0.05MPa，搅拌溶解均匀，密封包装即可。
本发明的有益效果是：本发明制备的紫外光固化披覆胶，具备自由基固化速度快的特点同时，解决了普通紫外光引发自由基固化型胶黏剂氧阻聚的问题，固化能量低、表干好并且耐黄变、环境友好，适用范围更广泛。
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。
实施例1
称取198g生物基异抗坏血酸钠，365g甲苯二异氰酸酯，依次加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下80-85℃反应3h；加入268g丙烯酸羟乙酯，干燥氮气保护下80-85℃反应2h；加入30g AA丙烯酸，400g N,N-二甲基丙烯酰胺, 600g四氢呋喃丙烯酸酯, 100g丙烯酸异冰片酯,60g光引发剂184,40gTPO,抽真空至-0.09MPa，搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密闭遮光容器中。
实施例2
称取198g生物基异抗坏血酸钠，466g异佛尔酮二异氰酸酯，依次加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下80-85℃反应3h；加入甲基丙烯酸羟乙酯300g，干燥氮气保护下80-85℃反应2h；加入50g 丙烯酸，350g N,N-二甲基丙烯酰胺, 600g四氢呋喃甲基丙烯酸酯, 50g甲基丙烯酸异冰片酯,55g光引发剂651,45g819,抽真空至-0.09MPa，搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密闭遮光容器中。
实施例3
称取100g生物基异抗坏血酸钠，100g聚丙二醇PPG200, 365g甲苯二异氰酸酯，依次加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下80-85℃反应3h；268g加入丙烯酸羟乙酯，干燥氮气保护下80-85℃反应2h；加入20g AA丙烯酸，420g N,N-二甲基丙烯酰胺, 650g丙烯酸月桂酯, 200g丙烯酸异冰片酯,50g光引发剂184,45gTPO,抽真空至-0.09MPa，搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密闭遮光容器中。
比较例1
称取200g分子量为200的聚碳酸酯二元醇，365g甲苯二异氰酸酯，依次加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下80-85℃反应3h；加入268g丙烯酸羟乙酯，干燥氮气保护下80-85℃反应2h；加入30g AA丙烯酸，400g N,N-二甲基丙烯酰胺, 600g四氢呋喃丙烯酸酯, 100g丙烯酸异冰片酯,60g光引发剂184,40gTPO,抽真空至-0.09MPa，搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密闭遮光容器中。
比较例2
称取200g分子量为200的聚酯二元醇，466g异佛尔酮二异氰酸酯，依次加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下80-85℃反应3h；加入甲基丙烯酸羟乙酯300g，干燥氮气保护下80-85℃反应2h；加入50g 丙烯酸，350g N,N-二甲基丙烯酰胺, 600g四氢呋喃甲基丙烯酸酯,50g甲基丙烯酸异冰片酯,55g光引发剂651,45g819,抽真空至-0.09MPa，搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密闭遮光容器中。
比较例3
称取200g聚丙二醇PPG200, 365g甲苯二异氰酸酯，依次加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下80-85℃反应3h；268g加入丙烯酸羟乙酯，干燥氮气保护下80-85℃反应2h；加入20g AA丙烯酸，420g N,N-二甲基丙烯酰胺, 650g丙烯酸月桂酯, 200g丙烯酸异冰片酯,50g光引发剂184,45gTPO,抽真空至-0.09MPa，搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密闭遮光容器中。
通过下面的试验测试本发明的一种高表干型紫外光固化披覆胶的性能。
试验方法：将紫外光固化胶涂在洁净PCB板的表面，用光强100mW/cm2的紫外光源进行辐照固化，光照时间10s；自然冷却至室温。
评价方法：使用棉签接触胶层表面并施加一定压力保持5s时间然后拿开，如胶层上有残留棉絮，或者棉签被胶层污染，则表面未固化完全判定为NG；如果胶层上无任何棉絮残留，同时棉签没有被胶层污染，则表面完全固化判定为OK。
测试结果如表1所示：
表1 实施例与对比例的对比测试结果
试样 胶层表面固化状态 固化评价
实施例1的样品 表面干爽，完全硬化 OK
实施例2的样品 表面干爽，完全硬化 OK
实施例3的样品 表面干爽，完全硬化 OK
比较例1的样品 表面发粘，残留棉絮 NG
比较例2的样品 表面发粘，棉签污染 NG
比较例3的样品 表面发粘，残留棉絮 NG
从上述结果可以看出，本发明的一种高表干型紫外光固化披覆胶与现有的普通自由基聚合型光固化胶黏剂相比，在很低的紫外光辐照剂量下，有很好的固化效果，固化程度高，表面干爽，解决了普通紫外光固化胶受氧阻聚影响固化程度不高、表面不干爽的缺点，适用范围更加广泛。
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 (1)

1.一种高表干型紫外光固化披覆胶，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯30～60%、活性稀释剂20～70%、光引发剂2～7%，上述各组分总用量之和为100%；
所述生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯的分子结构通式如下:
Figure 543713DEST_PATH_IMAGE001
其中R代表二异氰酸酯分子中不包含NCO基团的部分;R1代表
Figure 992012DEST_PATH_IMAGE003
或
Figure 37328DEST_PATH_IMAGE005
；
所述生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯的合成方法包含以下步骤:
1）异抗坏血酸钠与二异氰酸酯按照摩尔比1:2-2.3，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团至设计值得预聚物；
2）向上述预聚物中加入单羟基丙烯酸酯，其加入量为上述二异氰酸酯摩尔数的1-1.3倍，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团反应完全即得生物基异抗坏血酸钠改性的丙烯酸酯；
所述活性稀释剂为丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、（甲基）丙烯酸月桂酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物；
所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、 安息香双甲醚、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮中的一种或任意几种混合。
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