一种光固化胶黏剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种光固化胶黏剂组合物，包括下述重量份的组分：聚氨酯低聚物：20-60重量份；聚乙烯醇树脂：6-24重量份；丙烯酰基化合物：20-50重量份；光引发剂:1-6重量份；光致产酸剂:0.3-1.3重量份；醛类化合物:1-4重量份。所述的光固化胶黏剂组合物具有低体积收缩率(不高于3.5％)同时对基材有高粘接强度(对玻璃基材的抗剪切粘接强度达15MPa以上)的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光固化胶黏剂组合物的
，特别是一种具有低体积收缩率同时对基材有高粘接强度的光固化胶黏剂组合物。
技术介绍
与热固化和湿气固化比，紫外光(Ultra-Violet，简称UV)固化技术具有节能、环保、固化迅速等优点，已被广泛应用于涂层、胶黏剂和复合材料等领域。其中，UV胶黏剂可在室温下数秒至几分钟内完全固化，特别适用于透明基材和需要快速固化的场合，如电子显示领域中光学镜头、光纤、电子元器件的粘接等。由于成本原因，目前市面上多数UV胶黏剂从聚合机理而言属自由基体系，此类体系固化前后体积收缩较大(通常高于5％)。众所周知，UV胶黏剂固化前后的体积收缩直接影响胶黏剂对基材的附着强弱，当UV胶黏剂固化收缩率太高时，由于高体积收缩在胶黏剂/基材界面产生的内应力导致粘接强度下降；反之，如果UV胶黏剂固化收缩率太低，则往往意味着固化后胶黏剂内部形成的交联点密度较低，也即固化后胶黏剂的内聚强度较低，进而导致胶黏剂对基材的粘接力不足。从应用角度，特别是光学或电子元器件粘接领域，从业者期望使用低粘度(胶水之布鲁克菲尔德旋转粘度低于500mPa.s@25℃)UV胶黏剂，因为低粘度有利于胶黏剂在缝隙区域内扩散、填充。然而，低粘度UV胶黏剂体积收缩往往较大(出于降粘考虑，使用较大比例活性稀释剂)，除了高收缩带来的粘接强度下降，还会引起定位偏移等不良的发生。因此，需要对低粘度UV胶黏剂的粘接性能和体积收缩进行控制。此外，如上文提及UV胶黏剂的应用优势所指出的，快速固化是其在电子显示行业内得到广泛应用的重要原因，然而，出于同样的原因，由于大比例的使用了活性稀释剂，与稀释剂含量较低体系比，低粘度UV胶黏剂的固化速度往往较低，进而影响了工艺上的可用性。尽管吴健伟等人在《UV固化胶黏剂收缩率的研究》一文中指出，可通过“选用低收缩率单体和低聚物”、“添加聚合物或无机填料”、“采用阳离子或混合型固化方法”和“使用膨胀单体”四种方法来降低UV胶黏剂在固化前后的体积收缩，然而，“低收缩率单体和低聚物”方法存在原材料种类受限，“添加聚合物或无机填料”方法对低粘度UV体系不适用，“使用膨胀单体”方法会导致成本高企，故惟有“采用阳离子或混合型固化方法”可能在低粘度UV胶黏剂体系获得应用，由于成本和粘接强度的原因，单纯阳离子体系亦难以满足实用需求。孙芳等人在《粘接水晶用UV固化胶粘剂的性能研究》一文中给出了剪切强度高达19.86MPa的UV胶黏剂案例，遗憾的是，该胶黏剂固化前后的体积收缩高达10.9％，因而难以满足高对准精度的粘接需要。赵玉宇等人在《紫外光(UV)固化胶黏剂收缩率与强度的研究》一文中按1/1比例混合脂环族环氧树脂Photomer1500和聚氨酯丙烯酸酯，之后加入少量自由基型单体，配制出收缩率仅为3.5％同时粘接强度(压剪强度达14MPa)高于普通UV胶黏剂的混合固化机理的低收缩UV胶黏剂。文中虽未给出明确粘度值，但根据文中描述，由于大量使用低聚物，该低收缩体系的粘度理应较高，因此缺乏在低粘度体系的适用性；同时，文中还指出混合体系的固化时间高于普通UV胶黏剂。聚乙烯醇缩丁醛(PolyvinylButyral，简称PVB)由聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol，简称PVA)和丁醛在酸催化下缩合所得，具有极高的抗张强度和耐冲击性能，同时对玻璃、金属、木材、陶瓷和纤维制品等基材有极强粘接性，在制作安全玻璃、胶黏剂和电子电器材料方面已取得大量应用。由于PVA和丁醛在酸催化下的缩合反应有别于自由基或阳离子机理，因此，如能在UV自由基体系光聚合同时引入光致酸催化PVA与醛类物质的交联，则其混合固化模式有可能在控制体积收缩较低的同时，利用双重固化机制中形成的互穿网络中的PVB结构的高强度和优异粘接性，使得胶黏剂对基材拥有较佳附着。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中UV胶黏剂不能同时获得低体积收缩率和低粘度的问题，进而提供一种光固化胶黏剂组合物，其具有低体积收缩率(不高于3.5％)同时对基材有高粘接强度(对玻璃基材的抗剪切粘接强度达15MPa以上)的优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种光固化胶黏剂组合物，包括下述重量份的组分：聚氨酯低聚物：20-60重量份；聚乙烯醇树脂：6-24重量份；丙烯酰基化合物：20-50重量份；光引发剂:1-6重量份；光致产酸剂:0.3-1.3重量份；醛类化合物:1-4重量份。优选地，所述的光固化胶黏剂组合物包括下述重量份的组分：聚氨酯低聚物：30-50重量份；聚乙烯醇树脂：10-20重量份；丙烯酰基化合物：30-40重量份；光引发剂:3-5重量份；光致产酸剂:0.5-1.1重量份；醛类化合物:2-3重量份。所述聚氨酯低聚物为带有(甲基)丙烯酰氧基团的脂肪族或芳香族聚氨酯低聚物。所述聚氨酯低聚物中的(甲基)丙烯酰氧基团的平均官能度大于0小于等于2；所述聚氨酯低聚物在25℃时的布鲁克菲尔德粘度为500-100000mPa.s。所述聚氨酯低聚物中的(甲基)丙烯酰氧基团的平均官能度为0.5-1.5；所述聚氨酯低聚物在25℃时的布鲁克菲尔德粘度为5000-50000mPa.s。所述聚氨酯低聚物为购自台湾双键化工股份有限公司的DM-353L、DM-541、DM-553、DM-5900、DM-127-100、DM-127-TP20、DM-1636、DM-176-TF-5、DM-5212、DM-5220、DM-564、DM-584、DM-7200、DM-R1601-L4等以及可购自台湾长兴化学的DR-U330、6197、6149-100、6145-100、6145-100H及6146-100等中的一种或几种。丙烯酰基化合物为取代或未取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸，或取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯中的一种或其中几种的混合物所述取代(甲基)丙烯酰胺为N-烷基取代的(甲基)丙烯酰胺或N，N-二烷基取代的(甲基)丙烯酰胺；所述(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸烯基酯或(甲基)丙烯酸杂环基酯。所述取代或未取代的(甲基)丙烯酰胺为N-乙基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺和N，N-二乙基丙烯酰胺；所述取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、异十三烷基(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、乙氧化苯氧基(甲基)丙烯酸酯、三甲基环己基(甲基)丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、己内酯丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸吗啉、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸壬二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光固化胶黏剂组合物，其特征在于，包括下述重量份的组分：聚氨酯低聚物：20‑60重。量份；聚乙烯醇树脂：6‑24重量份；丙烯酰基化合物：20‑50重量份；光引发剂:1‑6重量份；光致产酸剂:0.3‑1.3重量份；醛类化合物:1‑4重量份。

【技术特征摘要】
1.一种光固化胶黏剂组合物，其特征在于，包括下述重量份的组分：聚氨酯低聚物：20-60重。量份；聚乙烯醇树脂：6-24重量份；丙烯酰基化合物：20-50重量份；光引发剂:1-6重量份；光致产酸剂:0.3-1.3重量份；醛类化合物:1-4重量份。2.根据权利要求1所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，聚氨酯低聚物：30-50重量份；聚乙烯醇树脂：10-20重量份；丙烯酰基化合物：30-40重量份；光引发剂:3-5重量份；光致产酸剂:0.5-1.1重量份；醛类化合物:2-3重量份。3.根据权利要求2所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，所述聚氨酯低聚物为带有(甲基)丙烯酰氧基团的脂肪族或芳香族聚氨酯低聚物。4.根据权利要求3所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，所述聚氨酯低聚物中的(甲基)丙烯酰氧基团的平均官能度大于0小于等于2；所述聚氨酯低聚物在25℃时的布鲁克菲尔德粘度为500-100000mPa.s。5.根据权利要求4所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，所述聚氨酯低聚物中的(甲基)丙烯酰氧基团的平均官能度为0.5-1.5；所述聚氨酯低聚物在25℃时的布鲁克菲尔德粘度为5000-50000mPa.s。6.根据权利要求5所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，所述聚氨酯低聚物为购自台湾双键化工股份有限公司的DM-353L、DM-541、DM-553、DM-5900、DM-127-100、DM-127-TP20、DM-1636、DM-176-TF-5、DM-5212、DM-5220、DM-564、DM-584、DM-7200、DM-R1601-L4等以及可购自台湾长兴化学的DR-U330、6197、6149-100、6145-100、6145-100H及6146-100等中的一种或几种。7.根据权利要求1或2所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，丙烯酰基化合物为取代或未取代的(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸，或取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯中的一种或其中几种的混合物。8.根据权利要求7所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，所述取代(甲基)丙烯酰胺为N-烷基取代的(甲基)丙烯酰胺或N，N-二烷基取代的(甲基)丙烯酰胺；所述(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸烯基酯或(甲基)丙烯酸杂环基酯。9.根据权利要求8所述的光固化胶黏剂组合物，其特征在于，所述取代或未取代的(甲基)丙烯酰胺为N-乙基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺和N，N-二乙基丙烯酰胺；所述取代或未取代的(甲基)丙烯酸酯为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-三甲氧基硅烷丙烯酸丙脂、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，范洪涛，任雪艳，
申请(专利权)人：北京鼎材科技有限公司，固安鼎材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11