一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固化膠粘劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外光固化膠粘劑是一類高效、環(huán)保、節(jié)能型膠粘劑，不僅具有不含溶劑，儲存時間長的優(yōu)點，還表現(xiàn)出固化速度快，可實現(xiàn)瞬時固化的優(yōu)勢。但由于紫外光固化膠粘劑依靠紫外光照射引發(fā)固化，因此其固化深度受到紫外光輻照的限制，有色體系難以實現(xiàn)應(yīng)用，同時體系陰影區(qū)域難以實現(xiàn)固化過程，使得傳統(tǒng)紫外光固化膠粘劑在一些特殊領(lǐng)域受到應(yīng)用限制。
[0003]紫外光固化膠粘劑的固化深度受到多種因素的影響，光源影響因素主要包括固化光源強度、光源投照距離以及投照時間，通過提高紫外光光強、縮短投照距離、延長投照時間等手段可相對提高紫外光固化膠粘劑的固化深度，但提升幅度有限。膠粘劑組分對固化深度的影響主要來源于引發(fā)劑的引發(fā)速率、膠粘劑體系的粘度、固化膠的外觀透明性等因素，多種因素的綜合影響使得傳統(tǒng)紫外光固化膠粘劑的固化厚度十分有限，難以滿足一些應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求。陽離子型紫外光固化能夠相對解決深度固化和陰影光固的難題，但其固化速度遠低于自由基型固化體系，難以實現(xiàn)在短時間內(nèi)完成一定厚度要求的光固化過程，使得這一方向的研究發(fā)展較為緩慢。
[0004]針對實現(xiàn)快速、深層固化的問題，研究朝著利用多種固化手段混合應(yīng)用的方向發(fā)展。以紫外光引發(fā)固化手段為主線，配合使用熱引發(fā)、濕氣引發(fā)固化反應(yīng)等手段，保留瞬時固化優(yōu)勢的同時，進一步提高膠粘劑的固化深度，從而提高其利用價值并拓寬應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有紫外光固化膠粘劑不能實現(xiàn)快速深層的固化，使用紫外光照射后仍需要進行后續(xù)加熱的問題，而提供一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑及其制備方法。
[0006]—種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑按重量份數(shù)由60份?100份含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物、5份?30份稀釋劑、5份?15份偶聯(lián)劑、0.75份?3份光引發(fā)劑、0.75份?3份光敏劑、0.075份?0.5份熱引發(fā)劑和O份?0.2份熱穩(wěn)定劑制備而成。
[0007]—種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑的制備方法是按以下方法制備的:
[0008]—、按重量份數(shù)稱取60份?100份含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物、5份?30份稀釋劑、5份?15份偶聯(lián)劑、0.75份?3份光引發(fā)劑、0.75份?3份光敏劑、0.075份?0.5份熱引發(fā)劑和O份?0.2份熱穩(wěn)定劑；
[0009]步驟一中所述的含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物是按以下步驟制備的:
[0010]將含雙官能度環(huán)氧基團的樹脂在攪拌速度為100r/min?150r/min的條件下從室溫加熱至60°C?80°C ;再在攪拌速度為100r/min?150r/min和溫度為60°C?80°C的條件下加入含有多官能度環(huán)氧基團的低聚物；再在攪拌速度為150r/min?200r/min和溫度為60°C?80°C的條件下攪拌反應(yīng)6h?18h，得到含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物；
[0011]所述的含雙官能度環(huán)氧基團的樹脂與含有多官能度環(huán)氧基團的低聚物的質(zhì)量比為 100: (5 ?40)；
[0012]所述的含雙官能度環(huán)氧基團的樹脂為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、雙酯鏈脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、雙酚A環(huán)氧樹脂和氫化雙酚A環(huán)氧樹脂中的一種或其中幾種的混合物；所述的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯；雙酯鏈脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為雙((3，4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯；脂肪族環(huán)氧樹脂為乙二醇二縮水甘油醚；
[0013]所述的含有多官能度環(huán)氧基團的低聚物為4，5-環(huán)氧環(huán)己烷-1，2- 二甲酸二縮水甘油酯、聚[(2-環(huán)氧乙烷基)-1，2-環(huán)己二醇]2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇醚、季戊四醇縮水甘油醚中的一種或其中幾種的混合物；
[0014]步驟一中所述的稀釋劑為3-乙基-3-氧雜丁環(huán)甲醇、3，3’ _(氧基雙亞甲基)雙(3-乙基)氧雜環(huán)丁烷、I, 2，8，9-雙環(huán)氧-4-乙烯基環(huán)己烯、丁二烯雙環(huán)氧和丁基縮水甘油醚中的一種或其中幾種的混合物；
[0015]步驟一中所述的所述的偶聯(lián)劑為γ -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3，4-環(huán)氧環(huán)己基乙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或其中幾種的混合物；
[0016]步驟一中所述的光引發(fā)劑為三芳基硫鑰鹽或二芳基碘鑰鹽；所述的三芳基硫鑰鹽為混合型三芳基六氟銻酸锍鑰鹽陽離子光引發(fā)劑；
[0017]步驟一中所述的光敏劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮的衍生物、二苯甲酮、2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦和2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦的衍生物中的一種或其中幾種的混合物；
[0018]步驟一中所述的熱引發(fā)劑為過氧化物引發(fā)固化劑或胺封閉路易斯酸鹽；所述的過氧化物引發(fā)固化劑為過氧化苯甲酰BPO ;所述的胺封閉路易斯酸鹽為Vicbase TC3630、Vicbase TC3632、Vicbase TC3633 或 Vicbase TC3634 ；
[0019]步驟一中所述的熱穩(wěn)定劑為環(huán)氧樹脂復(fù)合物穩(wěn)定劑；所述的環(huán)氧樹脂復(fù)合物穩(wěn)定劑為 Vicbase TC3602H ；
[0020]二、將步驟一中稱取的60份?100份含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物、5份?30份稀釋劑和5份?15份偶聯(lián)劑混合均勻，再依次加入步驟一中稱取的0.75份?3份光引發(fā)劑、0.75份?3份光敏劑、0.075份?0.5份熱引發(fā)劑，再在攪拌速度為100r/min?150r/min下攪拌反應(yīng)20min?40min，再加入步驟一中稱取的O份?0.2份熱穩(wěn)定劑，再在攪拌速度為100r/min?150r/min下攪拌反應(yīng)20min?30min，得到一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0022]—、本發(fā)明制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑利用紫外光和熱雙重引發(fā)手段進行固化，經(jīng)紫外光照射后，迅速反應(yīng)，同時利用紫外光產(chǎn)生的熱量引發(fā)熱固化反應(yīng)過程，從而實現(xiàn)快速深層固化；
[0023]二、本發(fā)明制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑無需進行后加熱引發(fā)熱固化過程，固化反應(yīng)時間短，工藝過程簡單易操作，且滿足深層固化要求；
[0024]三、本發(fā)明以陽離子型環(huán)氧基開環(huán)聚合為主要反應(yīng)過程，環(huán)氧樹脂作為主要成分，制備出的制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑具有較低范圍的粘度值，流動性佳，易于操作，固化產(chǎn)生的體積收縮程度相對較低等特點，并呈現(xiàn)出環(huán)氧類膠粘劑優(yōu)異的粘接性和機械性，具有良好的應(yīng)用性能；
[0025]四、本發(fā)明制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑在25°C下的粘度為750?3850cps，在25°C下的粘接強度1MPa?18MPa，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度65 V?90°C ；
[0026]五、本發(fā)明制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑在紫外光下照射1.5min?3min后，完成固化過程，固化厚度為18.6mm?32.3mm。
[0027]本發(fā)明可獲得一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑及其制備方法。
【具體實施方式】
[0028]【具體實施方式】一:本實施方式是一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑按重量份數(shù)由60份?100份含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物、5份?30份稀釋劑、5份?15份偶聯(lián)劑、0.75份?3份光引發(fā)劑、0.75份?3份光敏劑、0.075份?0.5份熱引發(fā)劑和O份?0.2份熱穩(wěn)定劑制備而成。
[0029]本實施方式的優(yōu)點:
[0030]—、本實施方式制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑利用紫外光和熱雙重引發(fā)手段進行固化，經(jīng)紫外光照射后，迅速反應(yīng)，同時利用紫外光產(chǎn)生的熱量引發(fā)熱固化反應(yīng)過程，從而實現(xiàn)快速深層固化；
[0031]二、本實施方式制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑無需進行后加熱引發(fā)熱固化過程，固化反應(yīng)時間短，工藝過程簡單易操作，且滿足深層固化要求；
[0032]三、本實施方式以陽離子型環(huán)氧基開環(huán)聚合為主要反應(yīng)過程，環(huán)氧樹脂作為主要成分，制備出的制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑具有較低范圍的粘度值，流動性佳，易于操作，固化產(chǎn)生的體積收縮程度相對較低等特點，并呈現(xiàn)出環(huán)氧類膠粘劑優(yōu)異的粘接性和機械性，具有良好的應(yīng)用性能；
[0033]四、本實施方式制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑在25°C下的粘度為750?3850cps，在25°C下的粘接強度1MPa?18MPa，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度65°C?90°C ；
[0034]五、本實施方式制備的一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑在紫外光下照射1.5min?3min后，完成固化過程，固化厚度為18.6mm?32.3mm。
[0035]本實施方式可獲得一種陽離子型紫外光和熱雙重深層固化膠粘劑及其制備方法。
[0036]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同點是:所述的含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物是按以下步驟制備的:
[0037]將含雙官能度環(huán)氧基團的樹脂在攪拌速度為100r/min?150r/min的條件下從室溫加熱至60°C?80°C ;再在攪拌速度為100r/min?150r/min和溫度為60°C?80°C的條件下加入含有多官能度環(huán)氧基團的低聚物；再在攪拌速度為150r/min?200r/min和溫度為60°C?80°C的條件下攪拌反應(yīng)6h?18h，得到含有環(huán)氧基團的低聚樹脂混合物；
[0038]所述的含雙官能度環(huán)氧基團的樹脂與含有多官能度環(huán)氧基團的低聚物的質(zhì)量比為100: (5?40)。其他步驟與【具體實施方式】一相同。
[0039]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同點是:所述的含雙官能度環(huán)氧基團的樹脂為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、雙酯鏈脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、雙酚A環(huán)氧樹脂和氫化雙酚A環(huán)氧樹脂中的一種或其中幾種的混合物；所述的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯；雙酯鏈脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為雙((3，4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯；脂肪族環(huán)氧樹脂為乙二醇二縮水甘油醚。其他步驟與【具體實施方式】一或二相同。
[0040]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同點是:所述的含有多官能度環(huán)氧基團的低聚物為4，5-環(huán)氧環(huán)己烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯、聚[(2-環(huán)氧乙烷基)_1，2-環(huán)己二醇]2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇醚、季戊四醇縮水甘油醚中的一種或其中幾種的混合物。其他步驟與【具體實施方式】一至三相同。
[0041]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同點是:所述的稀釋劑為3-乙基-3-氧雜丁環(huán)甲醇、3，3’-(氧基雙亞甲基)雙(3-乙基)氧雜環(huán)丁烷、1，2，8，9-雙環(huán)氧-4-乙烯基環(huán)己烯、丁二烯雙環(huán)氧和丁基縮水甘油醚中的一種或其中幾種的混合物。其他步驟與【具體實施方式】一至四相同。
[0042]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同點是:所述的偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3，4-環(huán)氧環(huán)己基乙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或其中幾種的混合物；所述