一种塑料用紫外光固化胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型紫外光固化胶粘剂及其制备方法。本发明专利技术的紫外光固化胶粘剂按如下方法制备：在环氧丙烯酸树脂中加入聚氨酯丙烯酸酯和单体稀释剂，５０－５５℃恒温搅拌３－４ｈ，加入光引发剂、促进剂和阻聚剂；调节温度至６０－７０℃，恒温搅拌１－２ｈ，出料，制得一种新型的紫外光固化胶粘剂；以重量百分比计，原料组成为：聚氨酯丙烯酸酯３０－６０％，环氧丙烯酸酯１０－３０％，光引发剂４－５％，单体稀释剂２５－６５％，促进剂０．１－０．９％，阻聚剂０－０．２％；本发明专利技术产品主要应用于ＰＶＣ、ＡＢＳ、ＰＣ、ＰＭＭＡ等塑料的粘接方面，无溶剂，操作简单易行，适合大批量的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固化胶粘剂的制备应用领域，特别是涉及一种塑料用紫外光固化胶粘 剂及其制备方法。
技术介绍
由于紫外光固化胶粘剂具有很多其他胶粘剂无法替代的优点，符合4E的原则，即 经济、能源、生态、效率。它的这些特点恰好与当前胶粘剂的主要发展方向快速、简便、环 保、高效相一致。紫外光固化胶粘剂具有以下特点固化速度快，固化时间可以控制在几秒 或者几十秒之内，并可以根据实际需要调整固化时间，有利于自动化生产，提高生产效率； 过程便于操作和控制，在常温下无需加热或者施以其他条件就可以完全固化；无溶剂，污染 少；设备体积小；投资低，应用领域广泛。UV辐射固化用预聚体又称为齐聚物，是含有不饱和官能团的低分子聚合物，多数 为段丙烯酸脂的低聚物。预聚体作为紫外光固化胶粘剂的主要组成部分，它的选取直接影 响着胶粘剂本身各种性能，常用的预聚体有聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸 酯、聚醚丙烯酸酯等等。紫外光固化胶粘剂的固化机理分为自由基型和阳离子型反应机理。其中自由基型 反应机理，发生在自由基光引发体系中，其主要成分是丙烯酸酯类低聚物、稀释剂和光引发 剂。其反应机理为在自由基光引发剂的引发下，丙烯酸酯类低聚物中的双键快速交联聚 合。其特点是引发聚合速率快，自由基类引发剂种类比较繁多，在紫外光照射撤离以后聚合 反应马上停止。但纯丙烯酸酯类双键固化存在氧阻聚，固化后体积收缩率大，附着力大，深 层难固化，固化膜脆性大，柔韧性差等缺点。中国专利技术专利CN1394928公开了一种紫外光固 化压敏胶粘剂的制备方法，该方法将丙烯酸与溶剂及助剂混合加热回流合成预聚体，再将 预聚体、光引发剂、稀释剂等混合制成紫外光固化压敏胶粘剂。但是，此法依然存在上述问 题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种固化速度快、粘结强度大，完全符合塑料用胶粘剂的 性能要求紫外光固化胶粘剂。本专利技术的另一目的在于提供一种简单易行，成本较低的紫外光固化胶粘剂的制备方法。本专利技术采用复合型预聚体，聚氨酯丙烯酸酯具有较好的柔性，和环氧丙烯酸酯复 合使用提高了体系的固化速度和固化度，剪切强度也得到很好的提高。本专利技术主要应用于 PVC、ABS、PC、PMMA等塑料的粘结方面，无溶剂，操作简单易行，适合大批量的生产。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种紫外光固化胶粘剂的制备方法在环氧丙烯酸树脂中加入聚氨酯丙烯酸 酯和单体稀释剂，50-55°C恒温搅拌3-4h，加入光引发剂、促进剂和阻聚剂；调节温度至360-70°C，恒温搅拌l_2h，出料，制得一种新型的紫外光固化胶粘剂；以重量百分比计，原料组成为聚氨酯丙烯酸酯30-60%，环氧丙烯酸酯10-30%， 光引发剂4-5 %，单体稀释剂25-65 %，促进剂0.1-0.9%，阻聚剂0-0. 2 % ；所述的单体稀释剂为1，6_己二醇二丙酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙氧基双丙烯酸酯 和二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或者两种；所述的阻聚剂为2，6_ 二叔丁基对甲酚；所述的促进剂(A-I)即质量浓度为70%双(二甲氨基乙基)醚的二丙二醇溶液；所述的光引发剂为异丙基硫杂蒽酮和N，N-二甲基苯甲酸甲酯共同使用作为复合 光引发剂。为进一步实现本专利技术目的，所述聚氨酯丙烯酸酯通过如下方法制备在 SO-IOOrpm均勻搅拌下，将聚乙二醇加入到3-异氰酸酯-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯中， 升温至45-55°C，当-NCO质量反应掉45% -55%时，加入催化剂二丁基锡二月硅酸酯，然后 再加入甲基丙烯酸羟乙酯，升温至60-75°C，并加入2，6_ 二叔丁基对甲酚；搅拌分散均勻， 至-NCO游离质量含量为0-0. 5%时，开始降温；待瓶内温度降至45-55°C时，加入无水乙醇 反应25-30分钟，得到无色粘稠状液体即聚氨酯丙烯酸酯；其中，聚乙二醇、3-异氰酸酯-3， 5，5_三甲基环己基异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1 2 2;催化剂二丁基锡 二月硅酸酯占本步骤原料总质量的0. 05-0. 1%,2,6~ 二叔丁基对甲酚占本步骤原料总质 量的0. 08-0. 11%，无水乙醇占本步骤原料总质量的5-10%。所述环氧丙烯酸树脂通过如下方法合成在SO-IOOrpm均勻搅拌下，将环氧树脂 加热到80-90°C，加入含有催化剂和2，6-二叔丁基对甲酚的丙烯酸；搅拌下控制反应温度 100-105°C，反应2-3小时后升温至105-110°C ；同时取样测定酸值，直到酸值小于5mgK0H/ g时停止反应，冷却到60-70°C出料，制得环氧丙烯酸树脂；其中，丙烯酸与环氧基的摩尔比 例为1.02 1-1.05 1，2，6_二叔丁基对甲酚占本步骤原料总质量的0.01-0. 1%，催化剂 占本步骤原料总质量的0. 8-1. 1%，所述的催化剂为四正丁基溴化铵和/或三乙胺。一种紫外光固化胶粘剂，由上述方法制备。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果(1)本专利技术的紫外光固化胶黏剂的固化效果符合国家标准，对人体及环境无任何危害影响。(2)环氧丙烯酸酯综合性能优良，但其具有固化膜较脆，有韧性差的缺点；采用柔 韧性较好的聚氨酯丙烯酸酯进行共混使用，使得整个体系的机械强度，硬度都有所增加，柔 韧性也非常良好。(3)这种新型的紫外光固化胶黏剂通过两种预聚体的复合使用，相互补充不足，使 得整个体系固化速度快、粘结强度大，充分的发挥了两种预聚体之间的协同效果。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实 施例表述的范围。实施例1一种塑料用紫外光固化胶粘剂的制备方法，包括如下步骤和工艺条件(1)聚氨酯丙烯酸酯的制备在SOrpm均勻搅拌下，将聚乙二醇(PEG)滴加到3_异 氰酸酯-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中，升温至45°C，每隔30分钟，用二正丁胺 滴定法测定异氰酸酯基(-NC0)的游离含量，当-NCO反应掉45% (异氰酸酯基与检测时原 料的重量比)时，加入催化剂二丁基锡二月硅酸酯(DBTL)，然后再加入甲基丙烯酸羟乙酯 (HEMA)，升温至60°C，并加入2，6-二叔丁基对甲酚；搅拌分散均勻，每隔30分钟，用二正丁 胺滴定法测定异氰酸酯基的游离含量(_NC0%)，至-NCO游离含量的质量百分比小于0.5% (用二正丁胺滴定法所测得的异氰酸酯基与检测时原料总重量的比值)，停止反应；待瓶内 温度降至45°C时，加入无水乙醇反应25分钟，得到无色粘稠状液体即聚氨酯丙烯酸酯。其 中，聚乙二醇(PEG)，3-异氰酸酯-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)，甲基丙烯酸羟乙 酯(HEMA)三者的摩尔比为1 2 2，催化剂占本步骤原料总质量的0.05%，2，6_ 二叔丁 基对甲酚占本步骤原料总质量的0. 08%，无水乙醇占本步骤原料总质量的5%。(2)环氧丙烯酸酯的制备在SOrpm均勻搅拌下，将环氧树脂加热到80°C，逐滴 加入含有催化剂四正丁基溴化铵和2，6_ 二叔丁基对甲酚的丙烯酸；搅拌下控制反应温度 100°C，反应2小时后升温至IlO0C ；测定酸值为3. 0mgK0H/g，停止反应，冷却到60°C出料， 制得环氧丙烯酸树脂；其中，丙烯酸与环氧丙烯酸酯的摩尔比例为1.02 1，2，6_二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光固化胶粘剂的制备方法，其特征在于，在环氧丙烯酸树脂中加入聚氨酯丙烯酸酯和单体稀释剂，５０－５５℃恒温搅拌３－４ｈ，加入光引发剂、促进剂和阻聚剂；调节温度至６０－７０℃，恒温搅拌１－２ｈ，出料，制得一种新型的紫外光固化胶粘剂；　　以重量百分比计，原料组成为：聚氨酯丙烯酸酯３０－６０％，环氧丙烯酸酯１０－３０％，光引发剂４－５％，单体稀释剂２５－６５％，促进剂０．１－０．９％，阻聚剂０－０．２％；　　所述的单体稀释剂为１，６－己二醇二丙酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙氧基双丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或者两种；　　所述的阻聚剂为２，６－二叔丁基对甲酚；　　所述的促进剂为７０％双（二甲氨基乙基）醚的二丙二醇溶液；　　所述的光引发剂为异丙基硫杂蒽酮和Ｎ，Ｎ－二甲基苯甲酸甲酯共同使用作为复合光引发剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁文辉，王德临，李莉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]