uv固化無(wú)溶劑型壓敏膠

1、UV固化無(wú)溶劑型壓敏膠,李衛(wèi)東 白永平 哈工大無(wú)錫新材料研究院無(wú)錫海特新材料研究院有限公司,,,UV固化無(wú)溶劑型壓敏膠,聚酯類PSA 聚氨酯類PSA 環(huán)氧類PSA 合成橡膠類PSA 有機(jī)硅類PSA 丙烯酸酯類PSA,UV固化具有速度快、污染少、節(jié)能、固化產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境有好的綠色技術(shù)，是未來(lái)壓敏膠粘劑的發(fā)展方向之一。UV固化壓敏膠粘劑具有“5E”的特點(diǎn)：Efficient (高效)、Enabli

2、ng（廣泛適應(yīng)性）、Economical（經(jīng)濟(jì)）、Energy Saving（節(jié)能）、Environmentally Friendly（環(huán)境友好）。 目前全球幾大著名的膠粘劑生產(chǎn)商如 3M、漢高、三鍵、Dymax等公司，它們的UV膠品種齊全，在國(guó)際應(yīng)用市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位，研究也居于全球領(lǐng)先地位。中國(guó)對(duì)UV膠的研究始于上世紀(jì) 70 年代，目前商品化的應(yīng)用主要有光學(xué)材料、家具制造、玩具制造、醫(yī)療衛(wèi)生器械的裝配等。由于國(guó)內(nèi)起步晚，綜合水

3、平較國(guó)外還有很大的差距，尤其是對(duì)UV壓敏膠粘劑新品種的開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面的研究差距更大。,UV固化無(wú)溶劑型壓敏膠,活性單體 單體是紫外光固化體系中不可或缺的組成部分。因紫外光固化液一般粘度較大，需要加入單體作為活性稀釋劑來(lái)降低體系粘度；單體也參與到光固化反應(yīng)中，對(duì)固化涂層的性能有一定影響雙鍵封端齊聚物 齊聚體一般含有C=C雙鍵，主要包括不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸等光引發(fā)劑

4、（體系） 單一光引發(fā)劑（裂解型）、復(fù)合引發(fā)劑（奪氫型）、官能性可聚合引發(fā)劑（光引發(fā)劑結(jié)構(gòu)嵌入到可聚合齊聚物/官能單體）功能性齊聚物/聚合物 增粘樹(shù)脂、多重固化齊聚物/聚合物復(fù)合樹(shù)脂無(wú)機(jī)有機(jī)助劑（流平劑/抗氧劑/抗老化劑/增塑劑等）,UV固化無(wú)溶劑型壓敏膠體系組成,壓敏膠可以按照不同類型分為乳液型、溶劑型、熱熔型和輻射固化型等丙烯酸酯類壓敏膠。 UV固化是在紫外光照射下，體系中的光敏物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)

5、反應(yīng)而產(chǎn)生活性自由基或離子，引發(fā)體系中的雙鍵發(fā)生聚合、交聯(lián)和固化，從而使體系在短時(shí)間內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程。按照固化機(jī)理分類，可分為自由基固化型、自由基加成聚合型、離子聚合型、配位絡(luò)合聚合型和酸固化等。研究較多的為自由基聚合型和陽(yáng)離子聚合型。典型固化機(jī)理如下所示： (1) 引發(fā)劑分解 光引發(fā)劑在UV照射下，產(chǎn)生活性碎片： S → S ? （UV照射）,UV固化無(wú)溶劑型壓敏膠反應(yīng)機(jī)理Ⅰ,UV固化無(wú)溶劑型壓敏膠反應(yīng)機(jī)

6、理Ⅱ,(2) 鏈引發(fā) 活性碎片進(jìn)攻體系中的不飽和活性單體或齊聚物產(chǎn)生鏈自由基： S?+ M→M ?(3) 鏈增長(zhǎng) 鏈自由基進(jìn)行鏈鎖反應(yīng)，鏈長(zhǎng)增長(zhǎng)： M + M ? →M?M ?(4) 鏈終止 鏈自由基相互碰撞失去活性，反應(yīng)終止： Mm-M? + Mn-M ? = Mm–M—M-Mn 分子鏈增長(zhǎng)過(guò)程中，膠液的流動(dòng)性逐漸減小，形成凝膠狀態(tài)后進(jìn)一步交聯(lián)形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從

7、而完成膠粘劑的固化并產(chǎn)生一定的內(nèi)聚強(qiáng)度和粘接力。,PSA = Adhesion + Cohesion壓敏膠帶 = 粘性 + 結(jié)構(gòu)最好的貼合效果= 最大的接觸面積,膠必須 流動(dòng) 后去 接觸 到被粘物,UV固化壓敏膠的基本性能要求,,UV固化聚酯結(jié)構(gòu),UV固化無(wú)溶劑型聚酯壓敏膠,UV固化無(wú)溶劑型聚氨酯壓敏膠,,UV固化無(wú)溶劑型環(huán)氧壓敏膠,缺陷 固化后，較高溫度下剪切強(qiáng)度下降與溶劑型壓敏膠和乳液型壓敏膠相比，分子量較低（25

8、,000 ~ 50,000 ）,UV固化合成橡膠型壓敏膠,優(yōu)點(diǎn) 綠色環(huán)保 工藝簡(jiǎn)單可行 節(jié)約投資成本，產(chǎn)品價(jià)格較低。,,,,,苯乙烯共聚彈性體,.,裂解型和奪氫型,光引發(fā)劑是紫外光固化體系的重要組成部分，在紫外光的照射激發(fā)下能產(chǎn)生活性中心的一類化合物，選擇合適的光引發(fā)劑對(duì)紫外光固化涂料體系至關(guān)重要。,UV光引發(fā)劑引發(fā)反應(yīng)機(jī)理,,,,常用的光引發(fā)劑.,,多功能苯甲酮類光引發(fā)劑,有機(jī)硅壓敏膠具有優(yōu)異的粘接性能，在 – 40℃ 到

9、 200℃均可以使用；對(duì)低表面能和高表面能的材料均可以粘接；用于紫外光固化的有機(jī)硅聚合物如二甲基硅氧烷基、 二苯基甲基硅烷氧基或硅氧基攜帶可以進(jìn)一步發(fā)生 交聯(lián)反應(yīng)的乙烯基或者丙烯酸酯基團(tuán)；無(wú)溶劑的UV固化有機(jī)硅的分子量在50,000 到 150,000范圍內(nèi)較為適宜。,UV固化有機(jī)硅,,無(wú)溶劑光固化丙烯酸酯類壓敏膠,無(wú)溶劑型光固化低粘丙烯酸酯壓敏膠,無(wú)溶劑丙烯酸酯壓敏膠的光反應(yīng)性,? 內(nèi)交聯(lián)光引發(fā)

10、劑? 外交聯(lián)光引發(fā)劑,類型 I (裂解型) ? 有副產(chǎn)物,類型 II (奪氫型) ? 無(wú)副產(chǎn)物,內(nèi)外交聯(lián)光引發(fā)劑的種類,內(nèi)外光引發(fā)劑的實(shí)例,將光引發(fā)劑引入到大分子的結(jié)構(gòu)中,? 與不飽和的光引發(fā)劑進(jìn)行聚合? 外加不飽和的光引發(fā)劑(0.01 to 3.0 wt.%),Example of additional photoinitiator,利用聚合型和外添加型光引發(fā)劑對(duì)丙烯酸酯壓敏膠進(jìn)行改性,光固化丙烯酸酯壓敏膠的影

11、響因素,? 光固化丙烯酸樹(shù)脂的種類? 丙烯酸樹(shù)脂的分子量? 預(yù)聚物、齊聚物和稀釋單體? 不飽和或外添加型光引發(fā)劑的種類 熱敏性交聯(lián)劑 常規(guī)交聯(lián)劑 添加劑,光固化型丙烯酸酯壓敏膠的性質(zhì),? 光引發(fā)劑的種類和用量 UV固化時(shí)間 UV光強(qiáng),影響因素,UV技術(shù)參數(shù),光固化型丙烯酸酯融體的分子量(100,000-300,000) 對(duì)剪切強(qiáng)度的影響,光固化時(shí)間對(duì)丙烯酸酯壓敏膠性能的影響,無(wú)溶劑型光固化丙烯酸酯壓敏膠的粘度性質(zhì)

12、(活性稀釋單體的性質(zhì)),? 較高的光敏性,與丙烯酸酯預(yù)聚物和齊聚物具有良好的溶解 性和相容性,? 在光聚合和光交聯(lián)過(guò)程中具有較少的鏈轉(zhuǎn)移,? 室溫下呈現(xiàn)惰性,? 價(jià)格適中,? 較高的沸點(diǎn),光敏性稀釋單體對(duì)無(wú)溶劑型丙烯酸酯壓敏膠的粘度影響,低粘度光固化型丙烯酸酯壓敏膠的性質(zhì),低粘度光固化丙烯酸酯壓敏膠的內(nèi)聚強(qiáng)度,聚合型光引發(fā)劑,光引發(fā)劑的種類和含量對(duì)剝離力的影響,光引發(fā)劑的種類和含量對(duì)內(nèi)聚強(qiáng)度的影響,,涂布后的丙烯酸