1.2.2 光固化預聚物 光固化預聚物是UV固化膠粘劑的主體。預聚物的一般式如圖6所示,改變中間低聚物部分,可以得到各種性能光活性預聚物。常用的預聚物有環(huán)氧丙烯酸酯,聚氨酯丙烯酸酯,聚醚丙烯酸酯和有機硅丙烯酸酯等。根據(jù)需用膠粘劑的性能要求,可設計出不同預聚物結構。所以光固化預聚物的設計和配合方式往往是有關UV—膠粘劑的專利技術的核心。 聚氨酯丙烯酸酯:聚氨酯嵌段結構內(nèi)有醚鍵,可以自由旋轉(zhuǎn),固化物具有較好的韌性和延伸率。這類預聚物通常是由雙或多異氰酸酯與不同結構和分子量的雙或多羥基化合物反應生成端基為異氰酸酯基的中間化合物,再與含羥基的丙烯酸或甲基丙烯酸反應,獲得帶丙烯酸基的聚氨酯。 環(huán)氧丙烯酸酯:環(huán)氧樹脂骨架賦予膠粘劑以粘接性和化學穩(wěn)定性。這類預聚物通常可由環(huán)氧樹脂與丙烯酸或甲基丙烯酸直接進行開環(huán)加成反應制得。有時為了進一步提高預聚物的性能,加入丙烯酸酰氯或酸酐封閉其中的羥基,即提高了疏水性,又可引入更多的光敏基團。 有機硅丙烯酸酯:以硅氧烷為嵌段共聚的聚氨酯丙烯酸酯預聚物,由于引入硅氧烷嵌段,固化物具有較好的韌性,耐老化性,耐化學藥品性,和耐熱性。這類預聚物可通過二異氰酸酯,丙烯酸-2-羥基乙酯,和烷羥基硅油反應生成。 1.2.3 丙烯酸酯單體 單體主要起稀釋作用,降低體系黏度;多官能的單體可同時起交聯(lián)作用;而且通過變換丙烯酸酯的酯基部分可以改變單體的物性。因為丙烯?;?CH2=CHCO-)比甲基丙烯?;?CH2=C(CH3)CO-)的聚合速度快(大約3倍),所以前者更為常用。選擇單體的時,揮發(fā)性和皮膚刺激性是重要的考慮因素。對于單官能單體,酯基部分通常體積較大(長碳鏈等較常見),以降低單體的揮發(fā)性。多官能的丙烯酸酯單體則不限于此。如對固化速度有較高要求,宜選用多官能的丙烯酸酯。 為降低單體的刺激性和提高膠粘劑的綜合性能,烷氧基化的多官能單體常被采用,如乙氧基化TMPTA和乙氧基化NPGDA的單體。 1.2.4 光源 紫外光是X線和可見光中間波長域100—380nm的電磁波。用于紫外光固化的波長區(qū)域多在200—380nm。在使用中針對光引發(fā)劑的吸收波長和固化工藝要求選擇合適的光源,配合以紫外光照度計,可以定量準確地控制光強和照射量。 在光源中,高壓汞燈較為常用,這種光源在254,313,365nm處具有較高的光強。近年的研究發(fā)現(xiàn)在汞燈中摻雜金屬鹵化物如SbI2,MnI2,F(xiàn)eI2等可增強UV—A(315—380nm)光的輻射效率并據(jù)此開發(fā)出多種新型高效紫外光源。 紫外光的固化裝置根據(jù)固化工藝要求有固定式,手提式,點固化式等多種形式。在工業(yè)上,多采用專用裝置,如液晶顯示器(LCD)玻璃粘貼紫外光固化裝置,液晶注入孔密封裝置等。 2 國內(nèi)外現(xiàn)狀 紫外光固化膠粘劑在光學器件,如光導纖維,光學透鏡等的粘接上的應用較多,近年在通訊信息用電子器件的組裝上也有大量應用。歐美的Chemence,Hoelne,Holdtite,Sartomer公司,日本的東亞合成公司,Three bond公司,協(xié)立化學工業(yè)公司都開發(fā)出很多品種的UV固化膠粘劑。剪切強度一般可達到8Mpa以上。收縮率一般在2%—5%。作為例子,日本生產(chǎn)和開發(fā)的幾種光學粘接用膠粘劑列在表1中。在我國兵器工業(yè)部53所,化工部晨光化工研究院,煙臺德邦公司等也開發(fā)出少量品種,但和國外相比在性能和固化工藝上都有一定差距。近年來,國內(nèi)UV固化技術發(fā)展很快,該產(chǎn)業(yè)的年增長率高達25%。目前紫外光固化膠粘劑的專利技術主要集中在光固化低聚物,光引發(fā)劑及各成分配合上。 3 發(fā) 展 自由基聚合類紫外光固化膠粘劑的缺點一是收縮率比較大,多為2%—5%,遠遠大于環(huán)氧樹脂類膠粘劑的收縮率,二是耐熱性較低,在較高溫度時尺寸安定性不夠好。另外,丙烯酸酯系材料遇水易分解,耐濕性也有待提高。設計開發(fā)出高性能的光敏樹脂或采用復合固化技術,如紫外+室溫熱固化,紫外+厭氧固化等,降低膠粘劑收縮率,提高耐熱性,耐濕性是未來的發(fā)展方向。 來源:精細化工網(wǎng)
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