聚氨酯丙烯酸酯光固化膠黏劑

聚氨酯丙烯酸酯光固化膠黏劑(PUA)，聚氨酯丙烯酸酯是一種反應型預聚物，基韌性可因構(gòu)造的不同而在較大的范圍內(nèi)變化。由于該預聚體兼有聚氨酯的柔韌性、耐磨性、抗老化性及高撕裂強度和丙烯酸酯良好的耐候性及優(yōu)異的光學性能等多方面綜合優(yōu)點:高聚物的性能與其本身的結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。

PUA樹脂分子中含有三種化學結(jié)構(gòu)的鏈段:二異氰酸酯形成的氨基甲酸酯嵌段，多元醇形成的主鏈和丙烯酸羥烷酯形成的鏈端。其中主鏈的組成與結(jié)構(gòu)對PUA性能影響最大。其固化特性則取決于位于鏈端的丙烯酸酯。由于氨基甲酸酯的存在，使PUA具有優(yōu)異的綜合性能。隨著PUA分子量的增加，固化膜疋會降低，柔性及在溶劑中的溶脹性增加;反之，分子剛性增加，交聯(lián)密度增大。PUA的官能團增加會增加其交聯(lián)密度和固化速率，固化膜脆性增加。

①由于水的存在會引發(fā)副反應，消耗異氰酸酯原料，合成前所有原料都必須除盡水。

②必須保證在最終產(chǎn)物中沒有游離的一NCO。這不僅為了消除預聚物的毒性，也為了防止副反應的發(fā)生和黏度的不穩(wěn)定。

③一OH/一NCO反應的催化劑有多種，然而，催化劑的具體催化活性往往取決于羥基化合物和異氰酸酯兩者的結(jié)構(gòu)特性，可以通過具體的試驗來確定對某體系最有效的催化劑。此外，反應初期可不用或少用催化劑，以便能更好地控制反應速率，待反應速率減緩以后再加入催化劑。

④pH值對異氰酸酯的反應影響較大，一般在堿性介質(zhì)中異氰酸酯容易發(fā)生支化反應，黏度增大，甚至生成凝膠，而酸J陛介質(zhì)下反應比較容易控制j、.所以，-異氰酸酯與羥基化合物反應常添加酸性催化劑。

⑤雜質(zhì)含量對于反應的正常進行有很大影響，..如果聚醚中K+、Na+總量較高時，聚醚與異氰酸酯反應有加速的傾向，難以控制，易凝膠。而使用K+、N+總量較低的聚醚進行合成反應，反應平穩(wěn)，易控制。

?(1)原料 甲苯二異氰酸酯(TDI)(80/20工業(yè)級進口);聚醚二元醇(Mn=2000)(工業(yè)級);甲基丙烯酸-β-羥丙酯.(工業(yè)級);Sn4+催化劑(分析純);阻聚劑(對苯二酚) (分析純)。

(2)制備方法 聚氫酯丙烯酸酯通常由大分子二元醇(或多元陣)等端羥基的化合物與二異氰酸酯反應得到端異氰酸酯的預聚物，再山此預聚物與丙烯酸鷲乙醇反應得到。端羥基化合物可以使聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯或聚氨酯，二異氰酸酯可用芳香族二異氰酸酯如TDI(甲苯二異氰酸酯)、MDI(二苯甲烷二異氰酸酯)，或脂肪族二異氰酸酯如HDI(己二異氰酸酯)、IPDI(3一異氰酸甲酯一3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯)等。

①制備PUA工藝路線 反應釜中二元醇或多元醇+二異氰酸酯、阻聚劑、催化劑和稀釋劑(視需要)的混合物保持在30~50℃反應一檢測反應體系中的異氰酸根值一待含量達到理論計算值后，加入丙烯酸羥烷酯，保持溫度50~60℃，當異氰酸酯小于1%以后，升溫到80~90℃，以盡可能降低游離異氰酸酯含量-一直保持到測不-NCO為止，視需要加入異氰酸酯清除劑(如乙醇等)，冷卻到50℃左右，如有必要可以加以稀釋--出料。

③PUA合成實驗

a.原料的提純 由于異氰酸根易與原料中的水發(fā)生反應，且1g水能消耗掉19.3g甲苯二異氰酸酯，所以對原料進行提純是必需的。在適當?shù)臏囟燃罢婵斩认吕脺p壓蒸餾對聚醚二醇和甲基丙烯酸母羥丙酯進行提純。

b.合成在帶有加熱裝置的四口瓶中，首先加入0.3mol甲苯蘭異氰酸酯(TDI)，通氮氣保護，在適當?shù)臄嚢杷俾氏轮饾u滴加含有催化劑;(占總量的0.4%)的聚醚二元醇0.1mol，溫度控制的60℃，反應3h。繼續(xù)加熱，待三口瓶內(nèi)溫度升至75℃，繼續(xù)攪拌，逐滴加入甲基丙烯酸僵羥丙酯0.4mol，反應4h。停止加熱，在攪拌狀態(tài)下加入一定煎的阻聚劑(對苯二酚)和適量的異氰酸酯清除劑(如乙醇)，待瓶內(nèi)溫度冷卻至室溫時，將制得的聚氨酯丙烯酸酯置手密閉容器中避光貯存。

光固化膠黏劑是利用光照射使膠粘劑快速固化而達到粘結(jié)、密封、固定等目的。與一般的膠黏劑不同，光固化膠黏劑一般要求基材至少有一面是透明的，以便讓輻照光透過而引發(fā)膠黏劑的聚合固化。種類上可把光固化膠黏劑分為結(jié)構(gòu)膠黏劑(無影膠)、密封膠黏劑、層合膠黏劑、壓敏膠黏劑等。應用方面主要有光學鏡頭裝配、水晶工藝品、微電子裝配、金屬盒塑料支架接合、一次性醫(yī)療器械(針頭等)、液晶顯示屏裝配(封口、引線固定、層間接合等)、玻璃器皿粘接等。

①合適的流平劑對提高膠黏劑黏附力有很大作用，其量在0.2 %左右較好。

②涂膜的拉剪強度與預聚物的種類有很大關(guān)系，聚氨酯丙烯酸酯類預聚物強度較好，將環(huán)氧和聚氨酯丙烯酸酯類復配效果更好。