CN113667446A

CN113667446A - 一种具有耐盐水性能的紫外光固化胶黏剂及其制备方法

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Publication number: CN113667446A
Application number: CN202110994902.1A
Authority: CN
Inventors: 孙会娟; 鲁聪聪; 李鑫; 金玉; 李利虎
Original assignee: Changchun Aides New Material Co Ltd
Current assignee: Changchun Aides New Material Co Ltd
Priority date: 2021-08-27
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2021-11-19

Abstract

一种具有耐盐水性能的紫外光固化胶黏剂及其制备方法，属于光固化材料技术领域。本发明为解决常规的紫外光固化胶黏剂在耐盐水的应用中存在明显局限的问题，提供了一种由带有聚丁二烯结构的聚氨酯丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯单体、光引发剂、交联剂和流平剂组成的紫外光固化胶黏剂，该胶黏剂具有较低的水蒸气透过率、良好的耐化学品的性能和优良的柔韧性。特别是，具有更好的耐盐水性能，浸泡盐水后的力学性能保持率高，与水接触角大，固化物性能优良，粘接可靠性高，适用需要严格控制湿度的各种涂层。此外，本发明所述的紫外光固化胶黏剂的制备工艺简单、流程短、设备依赖性低、适用于工业化大规模生产。

Description

一种具有耐盐水性能的紫外光固化胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于光固化材料技术领域，具体涉及一种具有耐盐水性能的紫外光固化胶黏剂及其制备方法。

背景技术

当前，随着紫外光技术在手机、电视、电脑等电子产品应用领域的不断扩展，紫外光固化胶黏剂都发挥着重要的作用。在全球倡导大力发展清洁能源的时代背景下，开发固化速度快、环境友好、能源消耗量少、无溶剂挥发、系统成本更低、安全性能更好的光固化材料已经成为各国研究支持计划的一个重要方向。但是紫外光固化胶黏剂也有其本身的局限，常规的紫外光固化胶黏剂在耐盐水的应用中有明显的局限。首先，因丙烯酸酯分子链亲水性强，表面接触角低，吸水率高，当随着泡水时间的延长，部分分子链会被水破坏，胶体中会有大量的水分子进入，从而使材料的力学性能会快速下降。另外大气中除了湿度也有盐雾等污染物，盐雾是一种常见的和最具有破环性的污染物，会对电子产品中的金属材料进行腐蚀。因此，开发能够耐盐水性的UV胶具有重要意义。

发明内容

本发明为解决常规的紫外光固化胶黏剂在耐盐水的应用中存在明局限的问题，提供一种具有耐盐水性能的紫外光固化胶黏剂，所述紫外光固化胶黏剂由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯预聚体30～50％、丙烯酸酯单体40～60％、光引发剂3～7％、交联剂1～5％、流平剂0.5～3％；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体为带有聚丁二烯结构的聚氨酯丙烯酸酯。

进一步地限定，所述紫外光固化胶黏剂由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯预聚体35～45％、丙烯酸酯单体45～55％、光引发剂2～6％、交联剂1～4％、流平剂0.5～2％。

进一步地限定，所述紫外光固化胶黏剂由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯预聚体43％、丙烯酸酯单体52％、光引发剂3％、交联剂1.2％、流平剂0.8％。

进一步地限定，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体为芳香族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、改性聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、不含苯类溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物。

进一步地限定，所述丙烯酸酯单体为甲基四氢呋喃丙烯酸酯(THFMA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸异冰片酯(IBOA)中的一种或任意几种的混合物。

进一步地限定，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、1-羟基环己基苯甲酮(184)、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(369)、2-二甲氨基-2-(4-甲基)苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(379)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化磷(819)、4-二甲氨基苯甲酸乙酯(EDAB)、异丙基硫杂蒽醌酮(ITX)、α,α’-二甲基苯偶酰缩酮(651)、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷(TPO)、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(2959)、苯甲酰甲酸甲酯(MBF)、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(754)、二苯甲酮(BP)、4-甲基二苯甲酮(MBZ)中的一种或任意几种的混合物。

进一步地限定，所述交联剂包括TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烷三丙烯酸酯)、HDDA(1,6-己二醇二丙烯酸酯)、TPGDA(三丙二醇二丙烯酸酯)、TBCHA(4-叔丁基环己基丙烯酸酯)中的一种或任意几种的混合物。

本发明还提供了一种上述的紫外光固化胶黏剂的制备方法，所述制备方法如下：将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯单体、光引发剂、交联剂和流平剂按照重量比依次加入双行星动力混合釜中，进行高速分散，持续搅拌后，将混合均匀的体系进行离心脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂。

进一步地限定，搅拌时间为2-3h。

进一步地限定，离心的转速为5000r/min。

为了提高紫外光固化胶黏剂的耐盐水性能，我们做了以下几方面改进：一，提高胶体本身的疏水性，选择的聚氨酯丙烯酸酯预聚体，是指带有聚丁二烯结构的聚氨酯丙烯酸酯，与其他结构的丙烯酸酯相比，聚丁二烯结构的聚氨酯丙烯酸酯的碳原子数占比非常多，疏水性能表现的更加优秀，此外，还具有超低的表面张力和更大的与水接触角；二，引入了不同分子间距的交联剂，具有不同的致密性，通过筛选，选择最优，既具有理想的交联程度，又有较低的杂原子基团，非常有利于提高阻水性能；三，提高胶体和基材之间的粘接力，防止盐水浸泡后，胶体出现脱离基材现象；四、降低胶膜的体积收缩率，通过调控配方中各组分的比例，使胶液在固化前后，胶体的形变低，保持了胶膜与基材之间的紧密性。

本发明的有益效果：

本发明所述的紫外光固化胶黏剂具有较低的水蒸气透过率、良好的耐化学品的性能和优良的柔韧性。特别是，这种紫外光固化胶黏剂具有更好的耐盐水性能，浸泡盐水后的力学性能保持率高，与水接触角大，固化物性能优良，粘接可靠性高，适用需要严格控制湿度的各种涂层，例如：LCM模组组装中的ITO/COG的外涂层。本发明所述的紫外光固化胶黏剂所具有的适中的粘接性保证胶层与基底既有足够的粘接力，又有良好的可剥离性。此外，本发明所述的紫外光固化胶黏剂的制备工艺简单、流程短、设备依赖性低、适用于工业化大规模生产。

具体实施方式

实施例1

将聚氨酯丙烯酸酯预聚体20g(包括芳香族聚氨酯丙烯酸酯10g、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯10g)、丙烯酸酯单体30g(包括IBOA14g、HEA16g)、光引发剂1.35g(包括907 1.2g、8190.15g)、交联剂(TBCHA 2g)和流平剂1g依次加入至双行星动力混合釜中，开启高速分散，于500r/min的转速下持续搅拌2-3h，体系混合均匀后转移至离心管中，在离心机5000r/min的条件下脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂，密封包装即可。

实施例2

将聚氨酯丙烯酸酯预聚体20g(包括芳香族聚氨酯丙烯酸酯15g、改性聚氨酯丙烯酸酯5g)、丙烯酸酯单体30g(包括HEA12g、PHEA18g)、光引发剂2.2g(包括907 1.2g、11731g)、交联剂(HDDA 2g)和流平剂1g；依次加入至双行星动力混合釜中，开启高速分散，于500r/min持续搅拌2-3h，体系混合均匀后转移至离心管中，在离心机5000r/min的条件下脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂，密封包装即可。

实施例3

将聚氨酯丙烯酸酯预聚体30g(包括芳香族聚氨酯丙烯酸酯10g、改性聚氨酯丙烯酸酯20g)、丙烯酸酯单体30g(包括IBOA15 g、PHEA 15g)、光引发剂4g(包括184 3g、TPO 1g)及流平剂1g；依次加入至双行星动力混合釜中，开启高速分散，于500r/min持续搅拌2-3h，体系混合均匀后转移至离心管中，在离心机5000r/min的条件下脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂，密封包装即可。

实施例4

将聚氨酯丙烯酸酯预聚体30g(包括芳香族聚氨酯丙烯酸酯16g、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯14g)、丙烯酸酯单体30g(包括IBOA22 g、LMA 8g)、光引发剂4g(包括379 3g、6511g)、交联剂(TMPTA 1g)及流平剂1g；依次加入至双行星动力混合釜中，开启高速分散，于500r/min持续搅拌2-3h，体系混合均匀后转移至离心管中，在离心机5000r/min的条件下脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂，密封包装即可。

实施例5

将聚氨酯丙烯酸酯预聚体30g(包括芳香族聚氨酯丙烯酸酯12g、不含苯类溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯18g)、丙烯酸酯单体30g(包括IBOA 22g、LMA 8g)、光引发剂4g(包括1173 3g、TPO 1g)、交联剂(TMPTA 3g)及流平剂1g；依次加入至双行星动力混合釜中，开启高速分散，于500r/min持续搅拌2-3h，体系混合均匀后转移至离心管中，在离心机5000r/min的条件下脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂，密封包装即可。

实施例6

将聚氨酯丙烯酸酯预聚体30g(包括芳香族聚氨酯丙烯酸酯10g、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯20g)、丙烯酸酯单体30g(包括IBOA 22g、LMA 8g)、光引发剂4g(包括1173 3g、TPO1g)、交联剂(TPGDA 3g)及流平剂1g；依次加入至双行星动力混合釜中，开启高速分散，于500r/min持续搅拌2-3h，体系混合均匀后转移至离心管中，在离心机5000r/min的条件下脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂，密封包装即可。

通过下面的试验测试本发明制备的具有高耐盐水性能的紫外光固化胶黏剂的性能。

(1)对实施例1-6获得的紫外光固化胶黏剂进行耐水性能测试

光固化条件：光强5000mW/cm²，光照时间4s。

水蒸气透过率测试：依据GB/T 26253-2010测试。

测试结果如表1所示：

表1水蒸气透过率测试结果

样品	水蒸气透过率(g/m<sup>2</sup>·24h)
		实施例1	10.44
实施例2	8.97
		实施例3	7.21
实施例4	8.59
		实施例5	5.45
实施例6	6.72

(2)对实施例1-6获得的紫外光固化胶黏剂进行耐盐水性能测试

对实施例1-6获得的紫外光固化胶黏剂制备拉伸剪切样品，样品经过5％盐水浸泡后进行拉伸剪切强度测试

光固化条件：光强5000mW/cm²，光照时间4s。

拉伸剪切样品处理条件：经过5％盐水浸泡10min。

拉伸剪切强度测试：依据GB/T 1040.1-2006测试。

测试结果如表2所示：

表2拉伸剪切强度测试结果

样品	拉伸剪切强度(MPa)
		实施例1	5.5
实施例2	5.8
		实施例3	6.2
实施例4	6
		实施例5	7
实施例6	6.5

从上述结果可以看出，本发明提供的紫外光固化胶黏剂有很好的耐盐水效果，泡盐水后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

1.一种具有耐盐水性能的紫外光固化胶黏剂，其特征在于，所述紫外光固化胶黏剂由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯预聚体30～50％、丙烯酸酯单体40～60％、光引发剂3～7％、交联剂1～5％、流平剂0.5～3％；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体为带有聚丁二烯结构的聚氨酯丙烯酸酯。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化胶黏剂，其特征在于，所述紫外光固化胶黏剂由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯预聚体35～45％、丙烯酸酯单体45～55％、光引发剂2～6％、交联剂1～4％、流平剂0.5～2％。

3.根据权利要求2所述的紫外光固化胶黏剂，其特征在于，所述紫外光固化胶黏剂由以下重量百分比的原料组成：聚氨酯丙烯酸酯预聚体43％、丙烯酸酯单体52％、光引发剂3％、交联剂1.2％、流平剂0.8％。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的紫外光固化胶黏剂，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体为芳香族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、改性聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、不含苯类溶剂型改性聚氨酯丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的紫外光固化胶黏剂，其特征在于，所述丙烯酸酯单体为甲基四氢呋喃丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或任意几种的混合物。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的紫外光固化胶黏剂，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、2-二甲氨基-2-(4-甲基)苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化磷、4-二甲氨基苯甲酸乙酯、异丙基硫杂蒽醌酮、α,α’-二甲基苯偶酰缩酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、苯甲酰甲酸甲酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮中的一种或任意几种的混合物。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的紫外光固化胶黏剂，其特征在于，所述交联剂包括三羟甲基丙烷三丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物。

8.权利要求1-7任意一项所述的紫外光固化胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、丙烯酸酯单体、光引发剂、交联剂和流平剂按照重量比加入双行星动力混合釜中，进行高速分散，持续搅拌后，将混合均匀的体系进行离心脱泡，即得到紫外光固化胶黏剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，双行星动力混合釜的转速为500r/min，搅拌时间为2-3h。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，离心的转速为5000r/min。