UV固化胶黏剂的制备及其性能研究

论文摘要

紫外光固化胶黏剂是20世纪70年代开发的一种节能环保型胶黏剂，具有固化快、粘接性能优异、生产安全等优点，近年来受到人们的广泛的关注。在我国，随着人们环保意识的加强及节能减排法规的颁布，绿色环保的紫外光固化胶黏剂的研发及应用越来越受到人们的青睐，市场份额也越来越大。本文采用本体法制备了聚氨酯丙烯酸酯（PUA）预聚体，对其合成工艺进行了较详细的探讨；配制了玻璃基材用UV胶黏剂与对低表面能基材PET用UV胶黏剂，并对它们的基本配方及影响胶黏剂粘接性能和固化速率的因素进行了研究，得出以下主要结论：采用多元醇、异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯为原料合成了聚氨酯丙烯酸酯预聚体，对预聚体的合成工艺进行了筛选，讨论了反应温度、催化剂用量、-NCO/-OH等对反应及预聚体性能的影响；实验结果表明：当第二步最佳反应温度为50℃-55℃、-NCO/-OH为0.9:1.1、加入催化剂DBTDL0.3%-0.6%时，反应速度快、双键含量高；合成预聚体的表面张力低至38.4mN/m，性能优异。对玻璃基材用UV胶黏剂进行了配方设计，研制出综合性能优异的的UV胶黏剂。结果表明：预聚体1#:2#=2:1（50%）、稀释单体IBOA:TPGDA=7:3（45%）、光引发剂TPO（4%-5%）、硅烷偶联剂（0.5%-1%）时胶黏剂粘接性能最佳，对基材可以达到基材破坏，胶黏剂的表面张力可以达到30.4mN/m，固化速率为2.6s，附着力为1级，透光率为90.4%，雾度为0.1%，不仅具有较高的物理机械性能，而且具有优异的光学性能。对低表面能基材PET用UV胶黏剂的基本配方及影响胶黏剂固化速率和粘接性能的因素进行了研究，并对固化膜进行了热失重和耐酸碱性能测试。结果表明：预聚体采用2#预聚体与CN996j75复配比为2:3、用量为50%-60%，活性稀释单体采用HDDA与IBOA复配且复配比为1:1、光引发剂采用TPO与907复配且复配比为1:1、用量为4%-5%、硅烷偶联剂KH550的用量控制在0.4%-0.5%，胶黏剂固化率快，粘接强度大，可以对达到基材破坏；基材采用乙醇/碱液进行表面处理，可提高粘接强度；UV固化胶的胶膜耐酸性较好，耐碱性能较差；胶膜最高使用温度为166.4℃，热稳定性较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 UV 固化胶黏剂固化原理、特点及应用
• 1.2.1 UV 固化原理
• 1.2.2 UV 固化胶黏剂的特点
• 1.2.3 UV 固化胶黏剂的种类
• 1.3 UV 固化胶黏剂的组成
• 1.3.1 预聚体
• 1.3.2 活性稀释单体
• 1.3.3 光引发剂
• 1.4 本文的研究背景、研究内容及研究意义
• 1.4.1 本文的研究背景及意义
• 1.4.2 本文的研究内容
• 1.4.3 本文的创新点
• 第二章 聚氨酯丙烯酸酯预聚体的制备
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验设备
• 2.1.2 实验原料
• 2.1.3 实验装置
• 2.1.4 实验过程
• 2.1.5 分析测试方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 无催化剂条件下 PUA 的合成
• 2.2.2 催化剂条件下 PUA 的合成
• 2.3 小结
• 第三章 玻璃基材用 UV 固化胶黏剂的配方研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验设备
• 3.2.3 胶黏剂的配制
• 3.2.4 粘接样品的制备
• 3.2.5 胶黏剂性能的测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 光固化速率的影响因素
• 3.3.2 光固化胶黏剂粘接性能的影响因素
• 3.3.3 玻璃用胶黏剂的优选配方与综合性能
• 3.4 小结
• 第四章 PET 用 UV 固化胶黏剂的配方研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验设备
• 4.2.2 实验原料
• 4.2.3 胶黏剂的配制
• 4.2.4 粘接样品的制备
• 4.2.5 胶黏剂性能的测试方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 光固化速率的影响因素
• 4.3.2 光固化胶黏剂对低表面能基材的粘接性能及影响因素
• 4.3.3 固化膜的耐酸、耐碱性
• 4.3.4 胶黏剂固化膜的热稳定性
• 4.3.5 PET 基材粘接前后的表面形貌
• 4.3.6 PET 用胶黏剂的最佳配方及综合性能
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及发表的学术论文