光学塑料和玻璃粘接用UV胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光学塑料和玻璃粘接用UV胶及其制备方法，涉及胶水制备的技术领域，UV胶主要组分包括：占UV胶重量20‑85％的预聚物，占UV胶重量2‑45％的活性单体A，占UV胶重量5‑45％的活性单体B，占UV胶重量1‑30％的助剂，占UV胶重量0.1‑0.3％的硅烷偶联剂，占UV胶重量0.01‑4％的抗氧化剂，占UV胶重量0.2‑6％的光引发剂。本发明专利技术的UV胶固化快，固化后粘接强度高、韧性好，耐高温和高温高湿性佳，对光学塑料和玻璃等基材有良好的粘接效果，其粘接件可在65C，90％相对湿度下老化240小时，而粘接不失效。

UV adhesive for bonding optical plastics and glass and its preparation

【技术实现步骤摘要】
光学塑料和玻璃粘接用UV胶及其制备方法
本专利技术涉及胶水制备的
，更具体地说，它涉及光学塑料和玻璃粘接用UV胶及其制备方法。
技术介绍
光固化胶黏剂技术以其固化速度快、能耗低、环境友好等诸多优点，近十年来得到飞速发展，其应用领域涵盖了电子、工业和民用。光固化技术由于需要光的穿透而引发聚合，更于常用于粘接透明基材，如：玻璃，水晶，棱镜，宝石或光学塑料等材料，同时也可用于电子产品的粘接或密封等。针对光学塑料和光学玻璃等特殊粘接场景，对UV胶粘剂的光学性能和环测性能要求较高，通常需要UV胶粘剂产品能经受各类环境的老化测试，如高温(常见85度)、高温高湿(常见65度，90％相对湿度)和UV老化测试。要求UV胶粘剂在经高温、高温高湿等环境老化后，粘接面不开裂、无气泡、不发雾、无黄变。然而，对于2种或2种以上不同基材的粘接，特别对于热膨胀系数差异较大的2种基材，如光学玻璃和塑料，对UV胶粘剂的性能要求更高。对此类基材的粘接，现有技术中大多数胶粘剂都无法满足要求，往往会出现高温后粘剂层或开裂，或黄变指数大，或高温高湿环境下放置一段时间后粘接强度大幅下降等现象。并且，由于热膨胀系数差异，甚至出现开胶问题。造成这类问题的原因一般包含：(1)胶水在高温或者高温高湿环境下，从室温到高温时，经历了胶粘剂的玻璃化转变温度点，胶粘剂性能发生变化，容易导致失效；(2)胶粘剂设计时韧性差，无法难受热膨胀系数差异较大的2种基材的拉扯，导致粘接失效；(3)胶层在高温高湿条件下，酯键和氨酯键易于水解，配方设计有缺陷。>
技术实现思路
针对实际运用中这一问题，本专利技术目的在于提出光学塑料和玻璃粘接用UV胶及其制备方法，具体方案如下：一种光学塑料和玻璃粘接用UV胶，所述UV胶包括：占所述UV胶重量20-85％的预聚物，占所述UV胶重量2-45％的活性单体A，占所述UV胶重量5-45％的活性单体B，占所述UV胶重量1-30％的助剂，占所述UV胶重量0.1-0.3％的硅烷偶联剂，占所述UV胶重量0.01-4％的抗氧化剂，占所述UV胶重量0.2-6％的光引发剂；所述预聚物选自单官能团或双官能团的纯碳碳主链聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物，所述活性单体A选自单官能团或双官能团的甲基丙烯酸酯单体，且所述活性单体A的碳原子数大于等于5，所述活性单体B选自单官能团或双官能团且带有环状结构的甲基丙烯酸酯单体，所述助剂选自单官能团或双官能团的含羟基或甲基的丙烯酸酯单体。优选地，所述预聚物选自脂肪族异氰酸酯类型的聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物，且所述预聚物占所述UV胶重量25-75％，重均分子量为10000-35000。优选地，所述活性单体A为单官能团，占所述UV胶重量5-50％，且所述活性单体A选自吗啉丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、环三羟甲基丙烷型丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯及其组合组成的组。优选地，所述活性单体B占所述UV胶重量8-40％，且所述活性单体B选自甲基丙烯酸异冰片酯、烯酸异癸酯、丙烯酸异辛酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙烯酸二环戊二烯基酯及其组合组成的组。优选地，所述助剂为单官能团，占所述UV胶重量2-20％，且所述助剂选自丙烯酸-4-羟丁酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丁酯。优选地，所述硅烷偶联剂占所述UV胶重量0.5-2.5％，且所述硅烷偶联剂选自甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。优选地，所述抗氧化剂占所述UV胶重量0.1-2.0％，且所述抗氧化剂所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧剂、二芳基仲胺类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂和苯并三唑类抗氧剂。优选地，所述光引发剂占所述UV胶重量0.5-5.0％，且所述光引发剂为裂解型光引发剂，选自苯偶酰缩酮类、羟基酮类、胺基酮类、和酰基膦过氧化物。一种光学塑料和玻璃粘接用UV胶的制备方法，将以上所述预聚物、活性单体A、活性单体B、助剂、硅烷偶联剂、抗氧化剂、光引发剂依次加入三维混合器中，维持温度不高于60摄氏度，选用2500转/分的转速分散混合10分钟后，对混合物采用10微米滤网进行过滤即完成制备。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：(1)配方设计时，活性单体A或B选择官能度小于等于2、高分子量的以及选择断裂伸长率高的成分以提高胶粘剂韧性；(2)为了避免胶粘剂层高温、高温高湿后的黄变问题，预聚物选择纯碳碳主链聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物，纯碳碳主链有利于提高耐黄变性，而少量的氨酯键可以提高UV胶的内聚力和断裂伸长率；(3)配方使用羟基单体增加粘合剂的极性和内聚力，以提高UV胶的韧性和断裂伸长率，减少由于光学塑料和玻璃热膨胀系数差异大，而引起的粘接失效；(4)UV胶为单组份的无溶剂产品，环保健康，便于施工和客户使用；(5)本专利技术的UV胶固化快，固化后粘接强度高、韧性好，耐高温和高温高湿性佳，对光学塑料和玻璃等基材有良好的粘接效果，其粘接件可在65C，90％相对湿度下老化240小时，而粘接不失效。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不仅限于此。实施例一按照如下配方配制粘合剂组合物：(基于100重量份配比)制备方法：将上述组分(总计100g)依次加入容量为150g的塑料桶中，放入FlackTechInc公司生产的SpeedMixerTM三维混合器中，在2500转/分钟下，高速分散混合10分钟，直到固体粉末完全溶解。待混合均匀后，对得到的混合物用10微米滤网过滤。在整个投料和三维混合过程中，应避光并温度在60C以下。1、粘度测试：指布鲁克菲尔德粘度(Brookfield)，测试采用ASTMD1084，测试温度为25℃。2、UV胶固化后硬度测试：在一圆形铝箔盘中(直径约4cm)，倒入厚度约2cm的样品。将样品放入紫外光下充分固化60秒，其中固化光源采用覆盖200nm-400nm紫外光波段的金属卤素灯(生产厂家：Loctite公司，型号：UVALOC1000)，辐照能量为约8000mJ/cm2，辐射功率为约130mW/cm2。硬度测试时，选取三片同样大小，厚度为2mm的胶膜。在25C，50％相对湿度下用硬度计量取6mm厚度时的硬度值。3、UV胶粘接玻璃和PC(或PMMA)基材拉伸强度测试：将所得的粘合剂组合物在室温下，滴到玻璃片(25mm*40mm*4mm)上，用厚度为100微米的不锈钢丝控制胶厚度，将另外一个大小相同的玻璃片十字交叉贴合在一起。采用硬度测试制样的紫外光源(生产厂家：Loctite公司，型号：UVALOC1000)对玻璃片/粘合剂组合物/玻璃板试样进行照射，辐照能量为约4000mJ/cm2，辐射功率为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学塑料和玻璃粘接用UV胶，其特征在于，所述UV胶包括：占所述UV胶重量20-85％的预聚物，占所述UV胶重量2-45％的活性单体A，占所述UV胶重量5-45％的活性单体B，占所述UV胶重量1-30％的助剂，占所述UV胶重量0.1-0.3％的硅烷偶联剂，占所述UV胶重量0.01-4％的抗氧化剂，占所述UV胶重量0.2-6％的光引发剂；/n所述预聚物选自单官能团或双官能团的纯碳碳主链聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物，所述活性单体A选自单官能团或双官能团的甲基丙烯酸酯单体，且所述活性单体A的碳原子数大于等于5，所述活性单体B选自单官能团或双官能团且带有环状结构的甲基丙烯酸酯单体，所述助剂选自单官能团或双官能团的含羟基或甲基的丙烯酸酯单体。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学塑料和玻璃粘接用UV胶，其特征在于，所述UV胶包括：占所述UV胶重量20-85％的预聚物，占所述UV胶重量2-45％的活性单体A，占所述UV胶重量5-45％的活性单体B，占所述UV胶重量1-30％的助剂，占所述UV胶重量0.1-0.3％的硅烷偶联剂，占所述UV胶重量0.01-4％的抗氧化剂，占所述UV胶重量0.2-6％的光引发剂；
所述预聚物选自单官能团或双官能团的纯碳碳主链聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物，所述活性单体A选自单官能团或双官能团的甲基丙烯酸酯单体，且所述活性单体A的碳原子数大于等于5，所述活性单体B选自单官能团或双官能团且带有环状结构的甲基丙烯酸酯单体，所述助剂选自单官能团或双官能团的含羟基或甲基的丙烯酸酯单体。


2.根据权利要求1所述的光学塑料和玻璃粘接用UV胶，其特征在于，所述预聚物选自脂肪族异氰酸酯类型的聚氨酯甲基丙烯酸酯预聚物，且所述预聚物占所述UV胶重量25-75％，重均分子量为10000-35000。


3.根据权利要求1所述的光学塑料和玻璃粘接用UV胶，其特征在于，所述活性单体A为单官能团，占所述UV胶重量5-50％，且所述活性单体A选自吗啉丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、环三羟甲基丙烷型丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯及其组合组成的组。


4.根据权利要求1所述的光学塑料和玻璃粘接用UV胶，其特征在于，所述活性单体B占所述UV胶重量8-40％，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范建军，柳成良，
申请(专利权)人：塔威新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31