一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法。本发明专利技术以聚氨酯丙烯酸酯作为基体，四氢呋喃丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯混合作为稀释单体、自制纳米二氧化硅粉末和自制反应物等制备得到紫外光固化胶，利用蜗牛粘液和硅烷偶联剂对四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和1‑羟基环己基苯基甲酮共同改性，使紫外光固化胶对材料的粘接强度增强，1‑羟基环己基苯基甲酮具有高引发活性和较好的热稳定性，有利于紫外光固化胶的耐热性得到提高，通过自制预聚物中羧基含量不断增加，这种网络结构在受热时起到了阻止高分子聚合物降解的作用，从而提高紫外光固化胶的热稳定性，具有广泛的应用前景。

Preparation method of heat resistant UV curing adhesive with high adhesive strength

The invention relates to the technical field of adhesive preparation, in particular to a preparation method of high bonding strength heat-resistant UV curing adhesive. The invention uses polyurethane acrylate as matrix, tetrahydrofuran acrylate and ISO acrylate ester as dilution monomer, self-made nano silica powder and self-made reactant to prepare UV curable adhesive, and use snail mucus and silane coupling agent for four hydrofuran acrylate, ISO boryl acrylate and 1 The joint modification of hydroxycyclohexyl phenyl ketone enhances the bonding strength of UV curable adhesives to the materials. The 1 hydroxycyclohexyl phenyl ketone has high initiating activity and good thermal stability. It is beneficial to the improvement of heat resistance of UV curable adhesives. The content of carboxyl groups in the homemade prepolymer is increasing. It plays an important role in preventing the degradation of macromolecule polymers and enhancing the thermal stability of UV curing adhesive.

【技术实现步骤摘要】
一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法
本专利技术涉及一种胶粘剂制备
，具体涉及一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法。
技术介绍
紫外光固化胶，又称UV光固化胶，是一类高效、环保、节能型胶粘剂，不仅具有不含溶剂，储存时间长的优点，还表现出固化速度快，可实现瞬时固化的优势。广泛应用于玻璃制品与珠宝业、玻璃家俱、医疗器具、电子、电器、光电子、光学仪器的制造等领域。紫外光固化胶的通常由预聚物、单体和光引发剂组成，其中，预聚物是UV光固化胶的骨架，提供胶层的关键性能如粘度、抗张强度、剪切强度、硬度和柔顺性等。单体又叫活性稀释剂，主要作用是调节粘度和参加聚合反应，其对胶层的性能例如硬度，韧性，粘度以及固化过程有重要影响。光引发剂对UV固化胶的固化速率起决定性作用，对胶层的性能有一定影响。此外，紫外光固化胶还可以包括其它助剂，如稳定剂、附着力增强剂、颜料色素、触变剂等。紫外光固化胶由于其固化速度快、环境友好、能源消耗量少、无溶剂挥发等众多突出优点而得到广泛研究，并且在各行各业中迅速推广。目前，市面上所用的大多数紫外光固化胶的耐潮湿性能较差，主要表现为︰初始粘接强度满足要求，但随着粘接时间的延长，尤其是在湿热环境下放置一段时间后，粘接强度大幅下降。通常紫外固化胶粘剂的促进剂是磷酸酯类，但是它们的极性较大，初始粘接强度较高，但由于其吸水率随极性基团的增加而增强，导致其粘接效果会随时间变弱。另外，紫外光固化胶会随着使用时间的加长，粘度系数下降，同时存在固化收缩率大，固化速度慢，产品脆性大的问题。因此，研制出一种能够解决上述性能问题的紫外光固化胶非常有必要。专利技术内容本专利技术所要解决的技术问题︰针对目前常见紫外光固化胶存在粘接强度较低和热稳定性较差，满足不了市场要求的缺陷，提供了一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是︰一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为︰（1）将正硅酸乙酯、无水甲醇和氨水混合置于超声分散仪中超声搅拌，搅拌结束后放入烘箱中干燥，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；（2）将硅烷偶联剂KH-560和盐酸混合置于烧杯中搅拌，得到混合液，再将自制纳米二氧化硅粉末、混合液和十二烷基硫酸钠混合搅拌，加热升温，自然冷却至室温，并离心分离，得到固体产物，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；（3）将聚丙二醇和聚己内酯二醇按等质量比混合加入到装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌，再减压脱水，自然降温，得到混合醇，接着向四口烧瓶中加入混合醇质量5％的异佛尔酮二异氰酸酯混合反应，得到反应液，继续将反应液、丙烯酸羟乙酯、对苯二酚和双氧水混合置于烧杯中搅拌反应，加热升温，出料，得到自制预聚物；（4）将四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和1-羟基环己基苯基甲酮混合置于烧杯中搅拌反应，得到自制反应物，再向烧杯中加入自制反应物质量3％的硅烷偶联剂KH-570和自制反应物8％的蜗牛粘液，继续混合搅拌，得到改性自制反应物；（5）称取100～120g自制预聚物、30～40g改性自制反应物、16～20g改性自制纳米二氧化硅粉末和10～12g松香混合放入搅拌机中搅拌，出料，即可制得高粘接强度耐热紫外光固化胶。步骤（1）所述的正硅酸乙酯、无水甲醇和质量分数为20％的氨水的体积比为3︰1︰1，超声搅拌时间为10～12min，干燥温度为55～65℃，干燥时间为1～2h。步骤（2）所述的硅烷偶联剂KH-560和浓度为0.1mol/L的盐酸的体积比为2︰1，搅拌温度为65～75℃，搅拌时间为20～30min，自制纳米二氧化硅粉末、混合液和十二烷基硫酸钠的质量比为4︰2︰1，混合搅拌时间为1～2h，加热升温，温度为80～90℃，离心分离时间为20～30min。步骤（3）所述的搅拌温度为100～120℃，搅拌时间为20～30min，脱水时间为1～2h，降温温度为55～65℃，反应温度为65～85℃，反应时间为16～20min，反应液、丙烯酸羟乙酯、对苯二酚和质量分数为15％的双氧水的质量比为3︰2︰1︰1，搅拌反应时间为1～2h，加热升温温度为55～65℃。步骤（4）所述的四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和1-羟基环己基苯基甲酮的质量比为1︰1︰2，搅拌反应时间为20～30min，继续搅拌时间为1～2h。步骤（5）所述的搅拌温度为35～45℃，搅拌时间为20～24min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是︰（1）本专利技术以聚氨酯丙烯酸酯作为基体，四氢呋喃丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯混合作为稀释单体，并辅以偶联剂、改性自制纳米二氧化硅粉末和改性自制反应物等制备得到紫外光固化胶，首先通过聚丙二醇和聚己内酯二醇混合减压脱水，脱水后再加入异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯和对苯二酚，在催化作用下发生聚合反应而生成线型自制预聚物，其中自制预聚物分子中既含有聚氨酯的特征基团-NHCOOR，又含有丙烯酸酯类具有聚合反应活性的双键，在紫外光作用下可发生自由基聚合，使聚氨酯丙烯酸酯类大分子链之间交联固化，粘接强度也因此得到提高，由于聚丙二醇分子和聚己内酯二醇分子都具有高度的对称性，这一特性使其具有结晶性，分子间作用力增加，接着通过蜗牛粘液和硅烷偶联剂对四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯以及1-羟基环己基苯基甲酮共同改性，使其具有高粘性，由于这两种稀释单体属于单官能团单体，且两者侧基体积较大，导致紫外光固化胶的体积收缩率相对较低，另外这两种稀释单体对材料的溶胀能力较强，有利于使紫外光固化胶对材料的粘接强度增强，又由于1-羟基环己基苯基甲酮具有高引发活性和较好的热稳定性，在聚合反应过程中，有效填充在紫外光固化胶内部，有利于紫外光固化胶的耐热性得到提高；（2）本专利技术通过自制预聚物中羧基含量不断增加，有利于中和度得以提高，增大了聚氨酯链中离子浓度，又由于静电作用，使得离子链相互靠近，从而生成“离子簇”，离子簇的形成对紫外光固化胶的粘接强度起到了补强作用，本专利技术通过分散剂、偶联剂和酸性溶液对纳米二氧化硅进行改性，使纳米二氧化硅均匀分散在基体表面，形成了交联的Si-O-Si网络结构，这种网络结构在受热时起到了阻止高分子聚合物降解的作用，从而提高紫外光固化胶的热稳定性，具有广泛的应用前景。具体实施方式按体积比为3︰1︰1将正硅酸乙酯、无水甲醇和质量分数为20％的氨水混合置于超声分散仪中超声搅拌10～12min，搅拌结束后放入烘箱中，在温度为55～65℃下干燥1～2h，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；将硅烷偶联剂KH-560和浓度为0.1mol/L的盐酸按体积比为2︰1混合置于烧杯中，在温度为65～75℃下搅拌20～30min，得到混合液，再按质量比为4︰2︰1将自制纳米二氧化硅粉末、混合液和十二烷基硫酸钠混合搅拌1～2h，加热升温至80～90℃，自然冷却至室温，并离心分离20～30min，得到固体产物，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；将聚丙二醇和聚己内酯二醇按等质量比混合加入到装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中，在温度为100～120℃下搅拌20～30min，再减压脱水1～2h，自然降温至55～65℃，得到混合醇，接着向四口烧瓶中加入混合醇质量5％的异佛尔酮二异氰酸酯，在温度为65～85℃下混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将正硅酸乙酯、无水甲醇和氨水混合置于超声分散仪中超声搅拌，搅拌结束后放入烘箱中干燥，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；（2）将硅烷偶联剂KH‑560和盐酸混合置于烧杯中搅拌，得到混合液，再将自制纳米二氧化硅粉末、混合液和十二烷基硫酸钠混合搅拌，加热升温，自然冷却至室温，并离心分离，得到固体产物，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；（3）将聚丙二醇和聚己内酯二醇按等质量比混合加入到装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌，再减压脱水，自然降温，得到混合醇，接着向四口烧瓶中加入混合醇质量5％的异佛尔酮二异氰酸酯混合反应，得到反应液，继续将反应液、丙烯酸羟乙酯、对苯二酚和双氧水混合置于烧杯中搅拌反应，加热升温，出料，得到自制预聚物；（4）将四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和1‑羟基环己基苯基甲酮混合置于烧杯中搅拌反应，得到自制反应物，再向烧杯中加入自制反应物质量3％的硅烷偶联剂KH‑570和自制反应物8％的蜗牛粘液，继续混合搅拌，得到改性自制反应物；（5）称取100～120g自制预聚物、30～40g改性自制反应物、16～20g改性自制纳米二氧化硅粉末和10～12g松香混合放入搅拌机中搅拌，出料，即可制得高粘接强度耐热紫外光固化胶。...

【技术特征摘要】
1.一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将正硅酸乙酯、无水甲醇和氨水混合置于超声分散仪中超声搅拌，搅拌结束后放入烘箱中干燥，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；（2）将硅烷偶联剂KH-560和盐酸混合置于烧杯中搅拌，得到混合液，再将自制纳米二氧化硅粉末、混合液和十二烷基硫酸钠混合搅拌，加热升温，自然冷却至室温，并离心分离，得到固体产物，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；（3）将聚丙二醇和聚己内酯二醇按等质量比混合加入到装有搅拌器、温度计和冷凝管的四口烧瓶中搅拌，再减压脱水，自然降温，得到混合醇，接着向四口烧瓶中加入混合醇质量5％的异佛尔酮二异氰酸酯混合反应，得到反应液，继续将反应液、丙烯酸羟乙酯、对苯二酚和双氧水混合置于烧杯中搅拌反应，加热升温，出料，得到自制预聚物；（4）将四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯和1-羟基环己基苯基甲酮混合置于烧杯中搅拌反应，得到自制反应物，再向烧杯中加入自制反应物质量3％的硅烷偶联剂KH-570和自制反应物8％的蜗牛粘液，继续混合搅拌，得到改性自制反应物；（5）称取100～120g自制预聚物、30～40g改性自制反应物、16～20g改性自制纳米二氧化硅粉末和10～12g松香混合放入搅拌机中搅拌，出料，即可制得高粘接强度耐热紫外光固化胶。2.根据权利要求1所述的一种高粘接强度耐热紫外光固化胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的正硅酸乙酯、无水甲醇和质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：高产明，杨亚生，张建初，
申请(专利权)人：高产明，
类型：发明
国别省市：江苏,32