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丙烯酸胶参考配方一:光敏胶
2017.09.28   点击1688次

一、概述
    光敏胶,又称光固化胶粘剂。光固化胶粘剂具有固化速度快、机械强度高、对环境污染少、贮存期长、能量利用率高、可低温固化等优点,备受人们关注,近几年来发展很快。光敏胶分为可见光固化胶、紫外光固化胶、电子束固化胶等。其中可见光固化胶贮存稳定性差,操作受限制;电子束固化胶需要昂贵的固化设备,而且在固化过程中产生有害的X射线。而紫外光固化胶可以避免上述缺点,适合于室温、常态操作。
    紫外光聚合反应性质主要由光敏引发剂的引发反应机理所决定。若引发剂产生的活性中心是自由基或离子,则聚合反应相应为自由基聚合反应或离子聚合反应。光敏引发剂的引发反应机理有:分解反应机理、氢提取反应机理、离子反应机理、三缔合体能量转移反应机理等。
    紫外光固化光敏胶是光敏引发剂吸收紫外光能后产生活性中心,进而引起光敏树脂的系列聚合反应。因此,与普通胶粘剂相比具有如下优点:
    1、能量利用率高.与红外烘烤技术相比,可节约能量90%;
    2、快速固化.能在数秒钟内完成固化;
    3、常温或低温固化.适合于不宜加热的素材粘接;
    4、不用有机溶剂,所以无环境污染。
    但同时,也具有以下缺点:
    1、固化需要紫外光照射装置;
    2、被粘物必须是透明材料,而且适合于光照射;
    3、紫外光线可产生臭氧,而且对人体有害。
二、光敏胶
    1、固化机理
    光学光敏胶的固化首先应是光敏剂均裂产生自由基,光敏剂的自由基引发光敏树脂和交联剂分子的不饱和双键产生新的自由基。由光敏树脂和交联剂产生的自由基可以继续引发光敏树脂和交联剂分子中的不饱和双键产生链自由基,进行自由基链锁反应。在化学反应(链自由基)中,由于自由基含有未偶合电子,非常活泼。极易倾向于与其他自由基偶合或发生歧化作用,使链反应终止。线型结构的光敏树脂共聚生成网状结构(三维交联)的高聚物(固态胶层)。
    2、光固化胶常见组分
    紫外光固化光敏胶一般由基体光敏树脂、光聚合单体、光敏引发剂、光增感剂和其它添加剂组成。
    1) 光敏树脂
    光敏树脂是在紫外光固化光敏胶中最重要的成份,主要有以下四类树脂。
    A、不饱和聚酯树脂
    不饱和聚酯树脂广泛用于涂料、粘合剂、增塑剂等,同时也可用于紫外光固化光敏胶粘剂。如顺丁烯二酸酐和一缩乙二醇在氮气流中酯化反应,制得分子量800~2000的聚酯树脂,然后加入交联剂和光增感剂及热阻聚剂,可得到性能良好的紫外光固化光敏胶。
    B、丙烯酸酯树脂
    丙烯酸酯光敏树脂具有反应性优良,固化后性能良好等特点,特别是厌氧性显著。它由二元酸、三元酸和二元醇以及丙烯酸、甲基丙烯酸的酯化反应而制得。
    C、环氧丙烯酸酯树脂
    含有环氧乙烷基和环氧丙烷基的环氧化合物或环氧树脂与不饱和一元羧酸反应,可以得到环氧丙烯酸酯树脂。其中常用的环氧化舍物或环氧树脂有双酚A环氧树脂、六氢邻苯二甲酸环氧树脂、脂环族环氧树脂等。常用的不饱和一元羧酸有丙烯酸、甲基丙烯酸等。环氧丙烯酸酯树脂在粘接性、电性能、耐热性方面,比丙烯酸酯树脂优良;而且分子量从低至高任意调节。
    D、聚氨酯丙烯酸酯树脂
    聚氯酯丙烯酸酯树脂由二异氰酸酯和丙烯酸α-羟乙酯、二元酸、二元醇反应制得。如己二醇、己二酸的酯化反应物与甲苯-2,4-二异氰酸酯丙烯酸α-羟乙酯反应,可以得到耐冲击性能优良的紫外光固化树脂。这种树脂虽然耐湿性相对较差,但通过配方调节可以改善。同时可以制成有弹性的直至高硬度的低聚物。
    2) 光聚合单体
    光聚合单体又称反应性稀释剂。它在不降低基体树脂性能的情况下,溶解树脂,改善操作性能,并且作为交联剂参与固化反应。光聚合单体应具备粘度低、活性高、稀释效果好、挥发性低、价格便宜、来源广泛等特点常用的光聚合单体有:(甲基)苯乙烯、二乙烯基苯(35%含量)、氯乙烯、醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲(乙、丁、辛)酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯酸丙二醇酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯氰等。
    3) 光引发剂
    紫外光引发剂的种类较多,主要如下:
    A、离子型光敏引发剂
    离子型紫外光引发剂通常引发阳离子聚合反应。常用的有芳香重氮盐化合物,二芳基碘也是优良的离子型光敏引发剂。与二芳基碘类似的三芳基硫化物和三芳基硒化物也是良好的离子型光敏引发剂,这类引发剂不仅和芳香重氮盐化合物一样引发聚合烯类单体和具有内脂、环氧、环醚、硫醚和缩醛等基团的单体,并在有氧气的条件下可以聚合,而且还具有较高的热稳定性。
    B、苯乙酮及其衍生物
    苯乙酮及其衍生物是自由基型光敏引发剂。常用的有安息香及其醚这类引发剂在紫外光照射下被分解产生两个自由基。
    苯乙酮及其衍生物可光引发聚合不饱和聚酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂等。
    C、芳香酮化合物
    芳香酮化合物也是自由基型光敏引发剂。常用的有二苯酮及二苯乙二酮。它们吸收紫外光被激活后,从单体吸取氢原子产生自由基。
    二苯酮类光敏引发剂与安息香类相比,具有固化速度快、涂层柔韧性好等特点。如果这两类引发剂混合拼用,可以消除氧的阻聚作用,提高引发效率。
    D、其它引发剂
    除上述各类引发剂外,还有α-酰氧肟酯类、噻吨酮类、醌类及偶氮化合物、有机硫化合物、有机磷化合物、含氯硅烷、金属卤化物等,只是用量相对较少。
    4) 光增感剂
    光增感剂在紫外光照射下不能单独激发产生活性中心,只能和芳香酮类拼用时,才有相乘效果。这可能是两类物质相互作用产生激发复合物,增加了所生成的自由基的缘故。如用二苯基乙二酮光敏剂时,正丁胺、二正丁基胺可作光增感剂使用,光增感剂多数为胺类单体。
    5) 其它添加剂
    为了提高和改善光敏胶粘剂的性质,配胶时往往还需要其它助剂。如调整粘度的增稠剂,改善室温保存性的稳定剂,提高耐候性的抗氧剂和防老化剂,提高粘接性的各种有相溶性的聚合物和增粘剂,改善柔软性的增塑剂等。
三、参考配方
    ※以下配方仅供参考

 成分 投料比 成分说明
 DER331J 55~60
 EPU-10 65~70
 丙烯酸 15~20
 己二酸酐 2~4
 苄基三乙基氯化铵 1~3
 对苯二酚 1~3
 邻苯二甲酸酐 3~5
 安息香乙醚 适量

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