光固化矽橡膠膠黏劑

氟化聚氨酯一丙烯酸酯乳液在其自身優異性能的基礎上又被賦予耐水性、耐油性和耐玷污性。

(1)原料異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI),工業品;聚醚二元醇(PTMG一2000),工業品;甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA),工業品;二月桂酸二丁基錫(DBTDL);對苯二酚,化學純;無水乙醇,分析純;1,6一己二醇二丙烯酸酯(HDDA),工業品;甲基丙烯酸異冰片酯(IBOMA),工業品;光引發劑2,4,6一三甲基苯甲醯二苯基氧化膦(TPO),工業品。
(2)聚氨酯丙烯酸酯的製備 製備聚氨酯丙烯酸酯時取22.2g異佛爾酮二異氰酸酯置於250ml三口瓶中。通N2保護,攪拌下滴加含O.68g DBTDL的PTMG一2000 100g。65℃反應3h,升溫至75℃滴加甲基丙烯酸羥丙酯14.4g,繼續反應4h,加入對苯二酚和乙醇終止反應。待其冷卻至室溫後,加入34.1g稀釋劑1,6一己二醇二丙烯酸酯,置於密閉容器中避光貯存。
取4.5g聚氨酯丙烯酸酯、2.2g甲基丙烯酸異冰片酯、2.3g稀釋劑1,6一己二醇二丙烯酸酯、O.25g助劑、O.2g附著促進劑和O.5g光引發劑2,4,6一三甲基苯甲醯二苯基氧化膦,攪拌混合均勻後,配得光固化膠黏劑。
(3)主要影響因素
①聚氨酯丙烯酸酯的合成 聚氨酯丙烯酸酯選擇聚醚二元醇(PTMp2000)與異佛爾酮二異氰酸酯分兩步製備。首先聚醚二元醇與異佛爾酮二異氰酸酯反應得到端異氰酸酯的預聚物,然後與甲基丙烯酸羥丙酯反應得到聚氨酯丙烯酸酯,製備出的聚氨酯丙烯酸酯具有良好的韌性、強度和耐黃變性。甲基丙烯酸羥丙酯在聚氨酯丙烯酸酯樹脂大分子鏈兩端引入了不飽和雙鍵,可在引發劑的作用下聚合固化。
甲基丙烯酸羥丙酯用量過少,交聯點少,剪下強度較低,伸長率提高;用量過多,交聯點較多,膠膜硬且脆,適宜的用量為10%~15%,超過15%時對剪下強度影響不大,而伸長率卻大幅度下降。
②光引發劑含量對光固化反應的影響 隨著光引發劑含量的增加,膠黏劑固化時間縮短,剪下強度增大,當光引發劑含量為4.0%時,剪下強度最大。過量添加光引發劑會導致其光引發殘留,影響粘接性能和塗層抗黃變、耐老化等性能。
③活性稀釋劑對光固化反應的影響 採用了甲基丙烯酸異冰片酯與1,6一己二醇二丙烯酸酯兩種活性稀釋劑。甲基丙烯酸異冰片酯為一種單官能團活性稀釋劑,具有優異地降低黏度和溶解光引發劑的性能,且活性很高,可以與多種單體共聚,形成性能優異的聚合物。用量過多,剪下強度和耐水性下降,宜用22%。1,6一己二醇二丙烯酸酯為一種雙官能團活性稀釋劑,其稀釋能力強,活性大,黏度低,是現有雙官能團丙烯酸酯中能提供柔軟性、附著力、活性和韌性等最佳綜合性能的單體。添加適量1,6一己二醇二丙烯酸酯可縮短固化時間,提高附著力。用23%得到的膠黏劑固化時間短,剪下強度高,但添加量過大會導致塗膜變硬、變脆,固化時間增加。
④元素有機化合物改性有機矽樹脂具有表面能低、耐高溫、耐水性、耐候性及透氣性好等優點,已被廣泛用於聚氨酯改性。經過氨基矽油改性的聚氨酯膠膜吸水性明顯低於未經改性的聚氨酯膠膜,其接觸角比未改性的聚氨酯膠膜明顯增大,製備方法對表面接觸角的影響不大。側鏈氨基矽油改性的聚氨酯膠膜的疏水性明顯好於直鏈氨基矽油改性的聚氨酯膠膜,側鏈氨基矽油改性的耐水性稍好於直鏈氨基矽油改性的。也就是不論採用合成還是擴鏈的製備方法,側鏈氨基矽油都比直鏈氨基矽油具有更好的改性效果。在含氟化合物中,氟原子與碳原子之間形成的C—F鍵的鍵能大,氟原子的電子云對C-C鍵的禁止作用很強,因此含氟化合物具有表面能低、耐水性、耐油性、潤滑性、耐熱性、耐化學品性、耐玷污性好和生物相容性佳等優點。因此,氟的引入可以大幅度改善膠膜的表面性能,提高塗料的品質。

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