UV胶的特征

优势：固化快、耗能少、无溶剂污 染,发展迅速、性能优异,已应用于医疗卫生、电子组件及日常生活等领域。所谓UV固化就是胶黏剂中

优势：固化快、耗能少、无溶剂污 染,发展迅速、性能优异,已应用于医疗卫生、电子组件及日常生活等领域。 所谓UV固化就是胶黏剂中的光引发剂在适当波长和光强的紫外光照射下,迅速分解成自由基或阳离子,进而引发不饱和键聚合,使材料固 化。

1 UV固化胶黏剂原料组成

紫外光固化胶黏剂主要由光引发剂、活性稀释剂和预聚物组成。

1.1引发剂

光引发剂是光固化胶黏剂组成中最重要的部分,按引发机理分类有单分子裂解型引发剂等四类。

1.1.1单分子裂解型引发剂单分子裂解型引发 剂在紫外光照射下,光引发剂分子受激发裂解为相同的或者不同的自由基,主要有安息香、安息 香乙醚和安息香丁醚、安息香双甲醚(651)等。安 息香醚上的另一个氢原子被烷氧基取代后,光引发效率更高。这一类引发剂还包括苯乙酮等,与 安息香醚相比,其稳定性明显提高,贮存寿命较长,紫外吸收范围广,聚合快,应用也颇为广泛。新一代的光引发剂,如2,2-二甲基-!一羟基苯乙酮 (Darocurell73)等,这类光引发剂紫外吸收范围广, 贮存寿命长,无黄变现象,逐渐取代了老一代的产 品。目前广泛使用的裂解型自由基引发剂还有1-羟基环己基苯甲酮(184)等。

1.1.2氢提取型引发剂氢提取型引发剂的反应机理是引发剂分子吸收能量受到激发,然后提取预聚体或单体分子中的氢原子,形成自由基。主要有二苯甲酮和胺类化合物、硫杂蒽酮类、樟脑孔醌和双咪唑等。夺氢型引发剂引发效率低,为了提高其引发效率,一般配合一些供氢体使用。

1.1.3能量转移型引发剂该反应的反应机理就是光敏剂的能量传递给引发剂,而光敏剂在反应过程中不发生任何化学变化。光敏剂与光引发剂 的区别在于光引发剂本身参与反应,引发体系聚合交联;光敏剂只将能量传递给光引发剂而其自身不发生化学反应。所以,从加速光化学反应来看,光敏剂与一般化学反应中的催化剂相似;从提高感光速度上来看,它又是一种增感剂;实质上它的作用是拓宽了光敏树脂的感光波长范围。已开发的光敏剂有二苯甲酮和硫杂蒽酮等类。

1.1.4离子反应型引发剂该类型引发剂的反应 机理是电子给体和受体通过电子或电荷的转移,可能生成电子转移复合物,也可能生成激发复合物。阳离子引发剂主要是二芳基碘鎓盐和三芳基硫鎓盐[2],但其负离子必须是亲核性极弱的金属络合物离子,该引发剂克服了重氮盐存在的有N2生成与稳定差的问题[3]。

选用光引发剂应注意其吸收光谱应与光源的发射光谱相匹配,在UV光源的光谱范围内光活性要高,具有较高的活性体(自由基或阳离子) 量子效率,在齐聚体和单体中有良好的溶解性和反应活性,为了提高光固化速度可使用复合光敏引发剂。

1.2活性稀释剂

光固化胶黏剂组分中活性稀释剂既有稀释作用,又有交联作用,会影响固化胶膜的最终性能,选用时应考虑与预聚体的相容性、毒性、挥发 性,降黏度效率等。

常用的活性稀释剂分为单官能团、双官能团和多官能团单体,如丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)、三乙二醇类二丙烯酸酯(DEGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等。在单官 能团单体中乙烯基吡咯烷酮(VP)是单官能基稀释剂中光速度最高、降黏效率最好、挥发性非常小且低毒,光固化后可提高涂层的柔顺性。韩俊凤[4]等将单、双和多官能团单体复配使用,活性稀释剂占总量的55%、其中三官能团单体为量的5% ～10%时,可以获得满意的固化速度和固化程度。

目前常用的自由基固化稀释剂为丙烯酸酯类,其中丙烯酸异癸酯挥发性较小,柔顺性好;丙烯酸异冰片酯气味强烈,低毒,低挥发,有更快的固化速度和较小收缩率[5]。

阳离子固化稀释剂有低分子量的环氧化合物和乙烯基醚化合物,此类稀释剂毒性小、挥发性小、无刺激性气体。可以与环氧树脂配合使用。

1.3预聚体

常用作自由基固化的预聚体主要有不饱和聚酯类、丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯。

由不饱和聚酯制得的胶黏剂固化体积收缩较大,接头的内应力很大,胶层的内部易出现微裂纹而导致胶接力变小。环氧丙烯酸酯由环氧化物和(甲基)丙烯酸或含有-OH的丙烯酸酯化而得到,分子中含有羟基、乙烯基(CH2=CH-)、酯基和 醚基,具有环氧树脂和不饱和双键的特性。聚氨酯丙烯酸酯(PUA)是目前研究最多的一类,阳离子固化体系中的预聚体有环氧树脂、乙烯基醚类化合物等,乙烯基醚齐聚物可用羟基乙烯醚既可进行阳离子聚合又可进行自由基聚合。环氧类齐聚物有环氧化双酚A树脂、环氧化硅氧烷树脂、环氧化聚丁二烯、环氧化天然橡胶等,其中最为常用的是双酚A环氧树脂。

2 UV固化胶黏剂的种类

按固化原理可分为自由基、阳离子和混杂固 化体系三类,自由基光引发体系相对技术较成熟,