CN115449334B - 一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于胶黏剂合成技术领域,涉及一种光固化胶黏剂,特别涉及一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂及其制备方法。具体公开了一种胶黏剂,以聚氨酯丙烯酸酯低聚物、多功能单体组合物、自制耐水助剂、乙烯基硅烷偶联剂、光引发剂为主要原料,通过包括多功能单体组合物制备、基胶的制备、自制耐水剂的制备、固化胶黏剂的制备四个步骤制备得到。该胶黏剂的吸水率在0.5%‑2%之间,粘接剪切强度在19Mpa以上,在进行盐雾测试后,粘接剪切强度保持率在94%以上,粘接剪切强度仍能保持18Mpa以上。在金属和塑料材料的粘接方面有着广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于胶黏剂合成技术领域,涉及一种光固化胶黏剂,特别涉及一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂及其制备方法。
背景技术
所谓光固化就是胶黏剂中的光引发剂在适当的波长和光强的紫外光照射下,迅速分解为自由基和阳离子,进而引发不饱和键的聚合,使材料固化。由于光固化胶黏剂具有快速固化、生产效率高、节能、环保、经济、适用于多种基材等优点,已广泛应用医疗卫生、电子组件及日常生活等领域。
目前在光固化胶黏剂的诸多应用领域中,涉及金属和塑料两种基材粘接的方面非常多,但是受到其本身的局限,在粘接的过程中普遍存在耐水性能较差的问题,特别是在相对湿度较高的环境中,水分子会通过粘接界面进行渗透,导致粘接件的粘接强度降低,因此要求光固化胶黏剂必须具备耐水性能。
例如,申请号为201911335605 .5的发明专利公开了一种高强度耐湿热光固化胶黏剂及其制备方法,其组成包括:自制丙烯酸酯低聚物30-70份,丙烯酸酯单体20-50份,光引发剂0.1-1.5份,自制复合填料10-30份,触变剂1-5份,进行耐湿热测试(温度85℃,湿度85%RH,1000h)后,强度保持率最高为94.02%。但是某些胶粘剂的实际使用过程中湿度会超过85%RH,甚至会完全浸润在水中,这就可能导致粘接件直接失效。
申请号为201910455716 .3的发明专利公开了一种高硬度耐水煮附着力强的玻璃UV转印胶及其用途,其组成包括:含氟聚氨酯丙烯酸酯低聚物1-5份、聚氨酯丙烯酸酯低聚物30-50份、含氟丙烯酸酯单体1-10份、丙烯酸酯单体40-60份、光引发剂3-5份、助剂1-5份。本发明所提供的UV转印胶具有高硬度,对玻璃高附着力,优异的耐水煮性能。但是该胶黏剂只能用于玻璃这种无机材料,对于常见的高分子材料及金属材料并不适用。
因此,如何开发一种高强度耐水光固化胶及其制备方法,用于金属和塑料的粘接,使其可以在更加苛刻的湿度条件下仍能保持较高的粘接强度是目前急需要解决的难题。
发明内容
基于此,本发明提供一种高强度耐水光固化胶黏剂及其制备方法,该种胶黏剂能满足大多数金属和塑料的粘接要求,同时具有极佳的耐水性能;制备方法简便易行,可以进行大批量工业化生产。
为实现上述目的,可通过以下技术方案来实现:
本发明提供一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,其特征在于:以聚氨酯丙烯酸酯低聚物、多功能单体组合物、自制耐水助剂、乙烯基硅烷偶联剂、光引发剂为主要原料制备得到;其吸水率在0.5%-2%之间,粘接剪切强度在19Mpa以上,在进行盐雾测试后,粘接剪切强度保持率在94%以上,粘接剪切强度仍能保持18Mpa以上。
其中,所述多功能单体组合物为多功能丙烯酸酯单体组合物,为不含吸水/极性基团单体、含胺基单体和含呋喃单体组合而成的丙烯酸酯三元体系;所述自制耐水助剂为二乙醇胺改性的马来酸酐丁二烯。
进一步地,所述各原料的组分由如下重量份组成:
聚氨酯丙烯酸酯低聚物15-35份
多功能单体组合物55-75份
自制耐水助剂1-5份
乙烯基硅烷偶联剂0.5-3份
光引发剂1.5-5份
其中,多功能单体组合物中各组分重量份组成为:
不含吸水/极性基团单体 30-50份
含胺基单体15-20份
含呋喃单体 10-15份。
进一步地,所述不含吸水/极性基团单体包括丙烯酸酯单体异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOA)、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)、异癸基丙烯酸酯(ISODA)、3,3.5-三甲基环己基丙烯酸酯(TBCHA)、双环戊烷基甲基丙烯酸酯(HDCPMA)中的任意一种或几种。
进一步地,所述含胺基单体包括丙烯酸酯单体N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)、2-(2-氧代-1,3-恶唑烷 -3- 基 ) 乙基丙烯酸酯中的任意一种或几种。
进一步地,所述含呋喃单体包括丙烯酸酯单体四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)或四氢化糠基甲基丙烯酸酯(THFMA)中的至少一种。
进一步地,所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为两官能基聚酯型聚氨酯丙烯酸酯,分子量为3-5万。
进一步地,本发明提供一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)多功能单体组合物制备:将不含吸水/极性基团单体、含胺基单体和含呋喃单体组合而成的丙烯酸酯三元体系按比例混合,搅拌均匀;其中,搅拌速度为200-300rpm,搅拌时间为10-20min;
(2)基胶的制备:将聚氨酯丙烯酸酯低聚物与步骤(1)中制备的多功能丙烯酸酯单体组合物按比例混合,搅拌均匀;其中,搅拌速度为300-500rpm,搅拌时间为30-60min;
(3)自制耐水助剂的制备:将马来酸酐丁二烯、二乙醇胺按比例依次加入乙二醇单丁醚溶剂中,室温下反应,马来酸酐与二乙醇胺中的氨基反应生成酰胺键,引入羟基;在随后的固化过程中,酸酐开环产生的酸酐可与二乙醇胺产生的羟基反应,使侧链交联充分,制备得到二乙醇胺改性的马来酸酐丁二烯耐水助剂;
(4)固化胶黏剂的制备:将光引发剂、硅烷偶联剂和步骤(3)中制备的自制耐水助剂按比例依次加入步骤(2)中制备的基胶中,混合搅拌均匀;静置或抽真空除去体系中的气泡,制备得到金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂;其中搅拌速度为200-400rpm,搅拌时间为30-40min;抽真空的真空度为(-0.05)-(-0.1)Mpa,真空时间为20-90min。
进一步地,步骤(3)中所述马来酸酐丁二烯分子量为1200-2000,马来酸酐官能团占比为15%-30%,相同质量的马来酸酐丁二烯与乙二醇单丁醚混合后按照1:1摩尔比添加二乙醇胺。
进一步地,步骤(4)中所述光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的任意一种或几种。
进一步地,制备方法中,所述主要原料的添加量分别为:聚氨酯丙烯酸酯低聚物15-35份、多功能单体组合物55-75份、自制耐水助剂1-5份、乙烯基硅烷偶联剂0.5-3份、光引发剂1.5-5份。
本发明的有益效果是:
1.本发明制备的金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,通过构建丙烯酸酯不同类型的三元体系来实现同时对金属及塑料基材的耐水性粘接。选用不含极性基团的单体构建阻水屏障,选用含胺基的单体增强对金属的附着,选用含呋喃基团的单体增强对塑料的渗透,达成对两种异质基材的耐水性粘接。
2.本发明采用的丙烯酸酯单体异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOA)、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)、异癸基丙烯酸酯(ISODA)、3,3.5-三甲基环己基丙烯酸酯(TBCHA)、双环戊烷基甲基丙烯酸酯(HDCPMA)等单体不含吸水的极性基团,耐水性佳,在胶黏剂固化后能够起到阻水效果。
3.本发明采用的丙烯酸酯单体N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)、2-(2-氧代-1,3-恶唑烷-3- 基 ) 乙基丙烯酸酯中的胺基可以与金属表面发生氧化还原反应形成界相区,增强胶黏剂对金属材料的粘接效果。
4.本发明采用的丙烯酸酯单体四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)含有呋喃基团,可以对塑料表面产生微刻蚀和轻微的溶解作用,增强胶黏剂与塑料界面间的相互渗透,从而确保对塑料基材的粘接性能。
5.马来酸酐丁二烯的酸酐与二乙醇胺的胺反应生成酰胺,在化学上引入大量的羟基及胺基;在接下来的固化期内,酸酐开环的羧基与二乙醇胺的羟基反应,使侧链交联,形成坚固的膜;胺基可增强胶层对基材的附着力,而引入的羟基这种极性基团又可增加胶层对低表塑料基材的附着力。
马来酸酐丁二烯的酸酐开环后还可以生成丙烯酰基,可以与光固化胶中的丙烯酸酯在光引发剂及紫外光下发生交联反应,进一步提升交联密度,使得胶层兼具良好的物理机械性能和耐液体腐蚀介质的能力。
6.本发明提供的一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂制备方法,制备得到的胶黏剂,满足金属、塑料等材料粘接的耐水性UV胶水的强度为20Mpa-24Mpa,经盐雾72小时后强度为19Mpa-22Mpa。
7.本发明提供的一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂制备方法,制备得到的满足金属、塑料等材料粘接的耐水性UV胶水粘接金属材料粘接剪切强度在19Mpa以上,在进行盐雾测试后,粘接剪切强度保持率在94%以上,粘接剪切强度仍能保持18Mpa以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物20份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)10份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)15份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)8份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)2份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)15份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)25份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1份、1-羟基环己基苯基甲酮2.5份、自制耐水助剂1份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法包括以下步骤:
(1)多功能单体组合物制备:将三类丙烯酸酯单体按比例混合,搅拌均匀,搅拌速度为250rpm,搅拌时间为15min;
(2)基胶的制备:将聚氨酯丙烯酸酯低聚物与丙烯酸酯单体三元体系按比例混合,搅拌均匀,搅拌速度为400rpm,搅拌时间为30min;
(3)自制耐水剂的制备:以2000分子量马来酸酐丁二烯为主要原料,添加相同质量乙二醇单丁醚,在室温下充分搅拌使其均匀混合10分钟,然后按照与马来酸酐丁二烯1:1(摩尔比)的比例添加二乙醇胺,在搅拌速率为400rpm条件下反应30min,马来酸酐与二乙醇胺中的氨基反应生成酰胺键,引入许多羟基;在随后的固化过程中,酸酐开环产生的酸酐可与二乙醇胺产生的羟基反应,使侧链交联,可观察到溶液呈浅黄色。
(4)固化胶黏剂的制备:将光引发剂、硅烷偶联剂和步骤(3)中制备的自制耐水助剂按比例依次加入步骤(2)中制备的基胶中,在搅拌速度为200rpm条件下,混合搅拌时间30min;抽真空,在真空度为(-0.1)Mpa条件下抽真空60min,除去体系中的气泡,制备得到金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂。
实施例2
一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物20份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)15份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)20份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)5份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)5份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)15份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)15份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、自制耐水助剂3份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1,区别在于:步骤(1)中的搅拌速度为400rpm,搅拌时间为50min。
实施例3
一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物20份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)10份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)15份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)8份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)2份、3,3.5-三甲基环己基丙烯酸酯(TBCHA)5份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)13份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)20份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、自制耐水助剂5份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1,区别在于:步骤(1)中的搅拌速度为400rpm,搅拌时间为40min。
实施例4
一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物15份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)10份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)20份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)8份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)2份、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯(TBCHA)5份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)15份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)20份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、自制耐水助剂3份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1,区别在于:步骤(1)中的搅拌速度为300rpm,搅拌时间为30min。
实施例5
一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物35份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)5份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)15份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)8份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)2份、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯(TBCHA)5份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)10份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)20份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、自制耐水助剂3份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1,区别在于:步骤(1)中的搅拌速度为500rpm,搅拌时间为60min。
对比例1
一种光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物20份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)15份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)20份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)12份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)3份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)0份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)25份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、自制耐水助剂3份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1。
对比例2
一种光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物20份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)15份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)25份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)8份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)2份、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯(TBCHA)10份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)15份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、自制耐水助剂3份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例5。
对比例3
一种光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物20份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)10份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)15份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)30份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)20份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、自制耐水助剂3份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例4。
对比例4
一种光固化胶黏剂,由如下重量份的各组分组成:聚氨酯丙烯酸酯低聚物20份、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)10份、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)20份、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)8份、异癸基丙烯酸酯(ISODA)2份、N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)25份、四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)13份、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦0.5份、1-羟基环己基苯基甲酮1份、乙烯基硅烷偶联剂0.5份。
制备方法同实施例1。
实施效果例
本发明提供的实施例1-5及对比例1-4中制备的胶黏剂的性能如下:
测试1:强度,用PTFE模具制备厚度为2mm样品,通过LED紫外灯,波长365nm、能量4000-5000mj/cm2进行固化,静置24小时后用电子万能拉伸试验机测试胶条强度,标准参考GB/T 1040.2-2006《塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件》。
测试2:吸水性,将强度测试样件试样浸泡在35℃蒸馏水中,未避免胶粘剂在过程固化中吸入的水分,在浸泡前对胶粘剂进行烘干处理,利用电子天平对胶粘剂进行称重,精确到0.01g,浸泡24时的胶粘剂增重比例数值可按照以下公式计算:
C_t=(W_t-W_0)/W_0 ×100
式中——浸泡24时的胶粘剂增重比例(%);
——初始胶粘剂质量(g);
——浸泡t时刻胶粘剂质量(g)。
测试3:剪切强度,选择304不锈钢板和K树脂进行粘接搭接,粘接面积为5×5cm2,用夹子夹紧边角,固化条件为25±2℃、相对空气湿度为40%±5%、紫外光波长为365nm、能量为3000mj/cm2紫外灯固化下固化10s,使用拉力机测试其拉伸剪切强度,标准参考《GB/T7124-2008胶黏剂拉伸剪切强度的测定》。
测试4:盐雾老化,将剪切强度测试样件放进盐雾箱,使用质量百分比为5%的喷雾盐溶液进行盐雾老化试验,盐雾老化72小时后测试胶的拉伸剪切强度。标准参考《GB/T2423.17-2008电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ka:盐雾》。
各项性能测试结果如表1所示。
表1 胶黏剂样品性能测试结果
实施例 | 强度/Mpa | 吸水率/% | 剪切强度/Mpa | 盐雾72h后剪切强度/Mpa | 剪切强度保持率/% |
实施例1 | 22.4 | 1.83 | 19.43 | 17.77 | 91.46 |
实施例2 | 24.3 | 0.98 | 20.25 | 19.07 | 94.17 |
实施例3 | 20.6 | 0.74 | 19.76 | 18.85 | 95.39 |
实施例4 | 22.1 | 0.92 | 20.38 | 19.29 | 94.65 |
实施例5 | 21.7 | 0.83 | 19.34 | 18.44 | 95.35 |
对比例1 | 22.4 | 0.97 | 16.64 | 15.31 | 92.01 |
对比例2 | 17.5 | 0.53 | 13.56 | 11.17 | 82.37 |
对比例3 | 19.6 | 5.21 | 19.33 | 15.31 | 79.20 |
对比例4 | 21.8 | 15.52 | 18.87 | 10.31 | 54.64 |
由表1测试结果分析可以得出,本发明提供的金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,其粘结强度高,耐水,耐盐雾性能好。具体为:
实施例1-5的数据证明,组分中添加合适比例的多功能单体组合物和自制耐水剂制备得到的胶黏剂性能均比较优异;
结合对比例1-4 的数据可以看出,多功能组合物中,不添加含胺基单体或含呋喃单体,都会直接降低粘接剪切强度,其原因是最终的粘接效果由金属粘接界面强度与塑料粘接界面强度共同决定,降低任何一方的粘附效果都会对粘接件的粘接强度产生影响;当把多功能组合物中阻水性单体含量降低后,吸水率明显提升,而且耐盐雾后的保持效果也会下降,这是由于虽然耐水助剂的添加会阻止部分水分子的渗入,但无法完全避免,当部分水分子渗入后,由于阻水单体含量少无法阻挡水分子的进一步渗透就会造成胶层吸水率上升,同时也会对粘接界面造成影响导致耐盐雾后粘接剪切强度下降。另外,未添加自制耐水助剂与添加自制耐水助剂的配方相比,吸水率相差明显,同时耐盐雾后的粘接强度也出现下降趋势,表明自制耐水助剂不只对胶层吸水起到阻水效果,同时对粘接界面也起到良好的保护作用。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,其特征在于:以聚氨酯丙烯酸酯低聚物15-35份、多功能单体组合物55-75份、自制耐水助剂1-5份、乙烯基硅烷偶联剂0.5-3份、光引发剂1.5-5份为主要原料制备得到;其吸水率在0.5%-2%之间,粘接剪切强度在19Mpa以上,在进行盐雾测试后,粘接剪切强度保持率在94%以上,粘接剪切强度仍能保持18Mpa以上;
其中,所述多功能单体组合物为多功能丙烯酸酯单体组合物,为不含吸水/极性基团单体30-50份、含胺基单体15-20份和含呋喃单体10-15份组合而成的丙烯酸酯三元体系;所述自制耐水助剂为二乙醇胺改性的马来酸酐丁二烯;
所述不含吸水/极性基团单体包括丙烯酸酯单体异冰片基丙烯酸酯(IBOA)、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)、双环戊烯基丙烯酸酯(DCPA)、异癸基丙烯酸酯(ISODA)、3,3.5-三甲基环己基丙烯酸酯(TBCHA)、双环戊烷基甲基丙烯酸酯(HDCPMA)中的任意一种或几种;
所述含呋喃单体包括丙烯酸酯单体四氢化糠基丙烯酸酯(THFA)或四氢化糠基甲基丙烯酸酯(THFMA)中的至少一种;
所述马来酸酐丁二烯分子量为1200-2000,马来酸酐官能团占比为15%-30%;
所述各原料的组分以重量份计。
2.根据权利要求1所述的金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,其特征在于:所述含胺基单体包括丙烯酸酯单体N,N-二甲基甲酰胺(DMAA)、2-(2-氧代-1,3-恶唑烷-3-基) 乙基丙烯酸酯中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂,其特征在于:所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为两官能基聚酯型聚氨酯丙烯酸酯,分子量为3-5万。
4.一种权利要求1-3任意一项所述金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)多功能单体组合物制备:将不含吸水/极性基团单体、含胺基单体和含呋喃单体组合而成的丙烯酸酯三元体系按比例混合,搅拌均匀;其中,搅拌速度为200-300rpm,搅拌时间为10-20min;
(2)基胶的制备:将聚氨酯丙烯酸酯低聚物与步骤(1)中制备的多功能丙烯酸酯单体组合物按比例混合,搅拌均匀;其中,搅拌速度为300-500rpm,搅拌时间为30-60min;
(3)自制耐水助剂的制备:将马来酸酐丁二烯、二乙醇胺按比例依次加入乙二醇单丁醚溶剂中,室温下反应,马来酸酐与二乙醇胺中的氨基反应生成酰胺键,引入羟基;在随后的固化过程中,酸酐开环产生的酸酐可与二乙醇胺产生的羟基反应,使侧链交联充分,制备得到二乙醇胺改性的马来酸酐丁二烯耐水助剂;
(4)固化胶黏剂的制备:将光引发剂、硅烷偶联剂和步骤(3)中制备的自制耐水助剂按比例依次加入步骤(2)中制备的基胶中,混合搅拌均匀;静置或抽真空除去体系中的气泡,制备得到金属和塑料粘接用高强度耐水光固化胶黏剂;其中搅拌速度为200-400rpm,搅拌时间为30-40min;抽真空的真空度为(-0.05)-(-0.1)Mpa,真空时间为20-90min。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述马来酸酐丁二烯分子量为1200-2000,马来酸酐官能团占比为15%-30%,相同质量的马来酸酐丁二烯与乙二醇单丁醚混合后按照1:1摩尔比添加二乙醇胺。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的任意一种或几种。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述主要原料的添加量分别为:聚氨酯丙烯酸酯低聚物15-35份、多功能单体组合物55-75份、自制耐水助剂1-5份、乙烯基硅烷偶联剂0.5-3份、光引发剂1.5-5份。
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