●     文/烟台德邦科技有限公司  潘光君

　　聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂可以利用紫外光（UV）进行固化。因其分子结构中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后的材料兼具聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高撕裂强度和优良的低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料。光固化胶黏剂具有能耗低、无污染、固化速度快等优点，近10年以来，在透明材料之间的粘接方面得到了广泛的应用。本研究的紫外光固化粘合剂用于聚酯薄膜类塑料的粘接，本文研究了配方中低聚物树脂和稀释剂对紫外光固化粘合剂的硬度、拉伸强度、剥离强度及吸水率的影响。

　　一、实验部分

　　1、实验原材料

　　低聚物树脂：聚酯型聚氨酯丙烯酸酯（自制），聚醚型聚氨酯丙烯酸酯（自制）；

　　活性稀释剂：四氢糠醇丙烯酸酯（THFAA），异冰片丙烯酸酯(IBOA)，2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯(EOEOEA)，1，6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA），聚乙二醇(200)二丙烯酸酯（PEGDA），三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）；天津市天骄化工有限公司；N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA），南通沃兰化工有限公司。

　　光引发剂：184，TPO，1173，常州华钛化学品有限公司。

　　2、实验仪器

　　微机控制电子万能试验机CMT4304(深圳三思纵横科技股份有限公司)；硬度计(邵氏D)；紫外光固化机(2500W)。

　　3、粘合剂的配方及固化

　　(1)粘合剂的配制：

　　称取一定质量的低聚物树脂，加入活性稀释剂、光引发剂搅拌均匀，配制成粘合剂。

　　(2)膜的制备与固化

　　将粘合剂均匀的涂布在四氟乙烯板上，置于UV灯下完全固化，放置晾干后裁样测试。

　　4、性能测试

　　固化时间：本实验采用指触法，以手指轻触膜表面，如不感发粘，即认为膜表面已固化；硬度：按标准GB/T531-1999进行测试；拉伸强度：按标准GB/T528-1998进行测试；剥离强度：按标准GB/T2791-95进行测试；吸水率：按标准GB/T1462-1988进行测试。

　　二、分析与讨论

　　1、低聚物对性能的影响

　　聚氨酯丙烯酸酯分子中有氨酯键，能在高分子链间形成多种氢键，使固化膜具有优异的耐磨性和柔韧性，断裂伸长率高；低聚物使光固化胶的主体，其性能对固化后胶黏剂的性能有关键的影响。固定其他条件，考查了聚醚型与聚酯型树脂对聚酯塑料的粘接性能，结果见表1。

　　由上表可见，在其他组分不变的条件下，改变两种树脂的种类，粘接能力变化很大，聚酯型的PUA配方对聚酯材料的剥离强度较高，拉伸强度和硬度也是聚酯型PUA配方较高。聚酯型聚氨酯丙烯酸酯含有极性基团较多，对聚酯类材料的粘接性能较好，而聚醚型聚氨酯丙烯酸酯中柔韧性脂肪长链提供了良好的韧性和伸长率，能有效的传递固化应力，使内应力分散均匀，达到降低收缩应力的目的。

　　2、活性稀释剂对性能的影响

　　光固化组分中稀释剂单体对固化产物的影响是多方面的 ,加入单体往往是为了改善粘度、粘接力、柔韧性和硬度。由于稀释能力的差异 ,加入的单体用量应有所不同。不同单体与同种齐聚物配伍得到的力学性能可能会相差很大 ,需要进行充分的比较选择。另外 ,单体的挥发性、稳定性、气味、皮肤刺激性和价格等也是要加以考虑的因素。

　　胶黏剂配置过程中加入活性稀释剂主要是调节胶液粘度。活性稀释剂的种类和用量对固化胶膜的性能也有较大的影响。若稀释剂和预聚体反应活性相差很大，则稀释剂趋向于均聚或与光引发剂发生加成反应，而不参与预聚体的交联。此时稀释剂起不到交联的作用，仅起到类似于增塑剂的作用。IBOA和THFAA具有与本研究的预聚体类似的活性，并且粘度低，溶解性好，可以方便的控制交联密度。随着稀释剂用量的增加，胶膜的拉伸强度增大，而胶膜的伸长率却呈下降的趋势，通常，活性稀释剂的用量在35-50%为宜。活性单体的体积收缩程度对基材的渗透、浸蚀能力及有无官能团均对粘附力具有较大的影响。由于聚酯塑料的表面能较低，所以选取与之配伍的单体至关重要，常用单体的表面张力和收缩率如表2。

　　3、硅烷偶联剂对性能的影响

　　胶黏剂中加入有机硅偶联剂，有效的改变了聚合物的极性，增加了胶膜与基材之间的粘附力，实验表明，其用量在3%～5%为宜

　　4、光引发剂对固化速度的影响

　　光引发剂是光固化胶黏剂的重要组分之一。本研究采用184/TPO为引发剂，光引发剂接受紫外线照射后，吸收光的能量，分裂成两个活性自由基。引发聚氨酯丙烯酸酯预聚体和活性稀释剂发生连锁聚合，使胶黏剂交联固化形成网状结构。引发剂量过少，聚合速度太慢，且聚合不充分，影响胶黏剂的粘接强度；用量过多则造成浪费。其用量一般为3%~5%。光引发剂用量对固化速度的影响见表3。

　　三、结论

　　（1）低聚物树脂的种类对于粘合剂的附着力有决定性的影响，聚酯型的PUA对聚酯薄膜的附着力优于聚醚型PUA。

　　（2）稀释剂的种类对固化材料的力学性能影响很大，活性稀释剂的用量在35-50%为宜。

　　（3）光引发剂的用量在3～5%为宜。

　　参考文献：

　　[1]蒋龙平,李润卿,刘翠华.紫外光固化胶粘剂组成与应用[J].中国胶粘剂 ,2002,12 1 : 55-58.

　　[2]陈用烈,曾照华. 辐射固化材料及其应用 [M].北京: 化学工业出版社 ,2003. 47-48.

　　[3]周建文,田兴和. GUP—35 光学用胶粘剂的研究[J]. 粘接 ,1998 ,19 1 :10～13

　　更多精彩内容请见《国际光电与显示》12月刊，欢迎订阅！

　　订阅咨询：0755-86149014