1、摘要:以二官能团 PUA(聚氨酯丙烯酸酯)为基体树脂、四氢呋喃丙烯酸酯为稀释单体、-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为偶联剂、HCPK(1-羟基环己基苯基甲酮)为光引发剂和 nano-SiO2(纳米二氧化硅)为填料,成功制备出一种 UV(紫外光)固化胶。将 UV 固化胶用于 PC(聚碳酸酯)塑料片材的胶接,并以该胶接件的 T 型剥离强度作为考核指标,采用单因素试验法优选出制备 UV 固化胶的较佳配方。结果表明:当 w(二官能团 PUA)=64%、w(HCPK)=3.0%、w(KH-560)=1.00%、w(四氢呋喃丙烯酸酯)=30%和w(nano-SiO2)=2.0%时,UV 固化
2、胶的剥离强度达到甚至超过市售同类产品(loctite3106)。 关键词:光固化;胶粘剂;剥离强度;聚碳酸酯 中图分类号:TQ433.43 文献标志码:A 文章编号:10042849(2011)050015-040 前言 UV(紫外光)固化胶具有固化速率快、可大面积施工和生产效率高等优点,已在电子电器、医疗器械等领域中得到广泛应用。UV 固化胶的粘接强度主要与配方、被粘接材料及其表面处理技术等有关,并且 UV 固化胶中低聚物的选择及配方设计极其重要1-3。 本研究以二官能团 PUA(聚氨酯丙烯酸酯)为基体树脂、四氢呋喃丙烯酸酯为稀释单体,并辅以偶联剂、填料和光引发剂等制备 UV 固化胶;然后以
3、PC(聚碳酸酯)塑料为被粘接材料,着重探讨了 UV 固化胶中各组分变化对 PC塑料粘接强度的影响,从中优选出制备 UV 固化胶的较佳配方。 1 试验部分 1.1 试验原料 聚己内酯二醇(PCL),工业级,德国 BASF 公司;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),工业级,德国 BAYER 公司;丙烯酸羟乙酯(HEA),工业级,日本触媒公司;四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA),工业级,Sartomer 公司;-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、-甲基丙烯酰氧
4、基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、乙烯基三乙氧基硅烷(A151)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、N-(氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792),工业级,佛山文泰化工有限公司;nano-SiO2(纳米二氧化硅),工业级,Degussa 公司;nano-CaCO3(纳米碳酸钙)、硅灰粉、金红石型 TiO2(钛白粉),工业级,广州瑞格化工有限公司;HCPK(1-羟基环己基苯基甲酮),工业级,常州华钛化学有限公司。 0.175mm 厚 PC(聚碳酸酯)塑料片材,美国 GE 公司。 1.2 试验仪器 SafQ-H10K 型台式万能材料试验机,德国 SafQ 公司;Intelli-Ray400 型
5、全功能 UV 固化机(光源为 400W 金属卤素灯),美国 Uvitron 公司;Sirion200型扫描电镜,荷兰 FEI 公司。 1.3 试验制备 1.3.1 二官能团 PUA 的制备 在装有温度计、搅拌器和抽真空装置的四口烧瓶中,加入计量的 PCL,升温至 110,真空脱水 2h;降温至 8085,加入 IPDI,搅拌反应若干时间;待-NCO 含量达到设计值时,升温至 90,加入计量的 HEA,继续反应 23h。 1.3.2UV 固化胶及测试用样品的制备 (1)UV 固化胶的配制:用稀释单体溶解 HCPK,然后加入其他组分,搅拌均匀即可。 (2)PC 胶接件的制备:将两块相同尺寸的 PC 片材(300mm25mm)胶接在一起(胶接面积为 180mm25mm,胶层厚度为 0.020.03mm);然后在 UV 辐照下固化完全(UV 辐射源的主波长为 365nm,入射光强为 60mW/cm2,光照时间为 20s)。 1.4 测试与表征 (1)T 型剥离强度:按照 GB/T27911995 标准,采用万能材料试验机进行测定(测试温度为 2125,相对湿度为 45%55%)。 (2)体积收缩率4:先测定固化前后试样的密度,然后根据密度计算体积收缩率(水为参比物,测试温度为 25,UV 固化)。