光固化基础知识简介

光固化基础知识简介

光固化胶粘剂基础

Tian xing jian

Photo‐curing Adhesives

2012-04

辐射固化是指在光（紫外光UV、可见光Visible Light）或高能射线（电子束EB）的作用下，液态的组合物（树脂，单体，光引发剂等）发生交联聚合形成固态高分子的过程。光固化是辐射固化的一类。由于光固化大多使用紫外光（UV）为光源进行辐射固化，所以许多人把光固化胶粘剂称为UV 胶。UV 胶在玻璃水晶等透明材料粘接中经常使用，而且大多数胶水是透明的，固化后看不出痕迹，又被形象地叫作无影胶。

紫外光固化广泛地应用在涂料、油墨、胶粘剂、电子工业、微细加工和快速成型等领域。知识点：什么是UV?

UV 是英文Ultraviolet Rays 的缩写，即紫外光线。紫外线(UV)是肉眼看不见的，是可见光以外的一段电磁辐射，波长在10~400nm 的范围.通常按其性质的不同又细为以下几

段:

真空紫外线Vacuum UV 10--200nm

短波紫外线UVC 200--280nm

中波紫外线UVB 280--315nm

长波紫外线UVA 315--400nm

可见光Visible light 400--760nm

紫外光固化利用的是200-400mm 这一波段，部分光引剂也可以在可见光下引发固化。

紫外线会损害皮肤和眼睛，UVA 会使皮肤变黑、松驰、皱纹；UVB 会产生

急性皮炎（即晒伤）等症，皮肤会变红、发痛，长期照射还容易导致皮肤癌变，因此在进行光固化作业时，应注意防护： 固化机应有适当屏敝装备，紫外光不易透出

戴防紫外线眼镜、面罩，不要直视灯具

适当的个人防护，穿长袖衣服、布工作手套

注意环境通风，以防臭氧积聚

光固化胶粘剂优点

环境/安全：

无VOC 挥发物，对环境空气无污染；

胶粘剂成分在环保法规中限制或禁止的比较少；

无溶剂，可燃性低

经济性：

固化速度快，几秒至几十秒即可完成固化，有利于自动化生产线，提高劳动生产率，? 固化后即可进行检测以及搬运，节约空间

室温固化，节省能源，例如生产1g 光固化压敏胶的所需能量仅需相应水性胶粘剂的1%，溶剂型胶粘剂的4%。可用于不宜高温固化的材料，紫外光固化所消耗的能量与热固化树脂

相比可节约能耗90%

固化设备简单，仅需灯具或传送带，节约空间

单组分系统，无需混合，使用方便

相容性：

对于温度，溶剂和潮湿敏感的材料可以使用

控制固化，等待时间可以调整，固化程度可以调整

可以重复施胶多次固化

紫外灯可以容易地安装在已有的生产线，不需较大改动光固化胶粘剂缺点

原料成本高，不含低成本的溶剂和填料，胶粘剂价格高_

紫外光对某些塑料或半透明材料穿透力较弱，固化深度有限，可固化产品的几何形状受到限制，不透光的部位及紫外光照射不到的死角不易固化

一般的UV 胶只能粘接透光材料，粘接不透光材料需要配合其他技术，例如光延迟（阳离子）固化，光热双固化，光－湿气双固化等。 光固化胶粘剂和其他胶粘剂对比

固化速度◎╳╳◎

表面性质○◎◎◎

固化层厚度○◎◎╳

弹性伸长率○◎╳╳

粘接强度◎◎◎

耐湿性○◎◎╳

耐热性○◎◎╳

低温特性○◎╳╳

光固化胶粘剂应用领域

玻璃制品，玻璃家具，电子秤

水晶珠宝工艺制品，固定镶嵌

透明塑料工艺制品粘接，PMMA/PS

透明塑料粘接

塑料，玻璃及金属用品的粘接―――――――――――――――――――――――――――――――

接线柱/继电器/电容器和微开关的涂装和密封；

印刷电路板（ＰＣＢ）粘贴表面元件；

印刷电路板上集成电路块粘接；

线圈导线端子的固定和零部件的粘接。―――――――――――――――――――――――――――――――

数字光盘制造业

CD/CD-R/CD-RW 制造中主要用于反射膜层、保护膜层的涂覆。

D V D 基板粘接，,用于ＤＶＤ包装的密封罩也使用紫外光固化胶粘剂。

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光学纤维粘合，光纤涂敷保护，修补连接―――――――――――――――――――――――――――――――

紫外光固化胶粘剂在液晶显示器制造中用途

①光电组件对位临时固定；

②主板密封； ③端口密封；

④金属引端子的粘接；

⑤柔性封端；

⑥裸芯片贴装；―――――――――――――――――――――――――――――――

医疗用品

皮下注射针头与注射器，静脉注射管粘接，导尿管和医用过滤器的使用，

呼吸系统，蝶型装置和面罩，静脉导管装置，氧合器，蓄水器，电子诊断

装置等医疗设备。―――――――――――――――――――――――――――――――

其他用途

微型电机：固定，导线电路板粘接固定

光驱：激光头固定，透镜固定，电路板固定

转印：转印胶，表面保护胶

汽车工业零部件的粘接：汽车灯装配、倒车镜和气袋部件的粘接和燃油喷

光固化胶粘剂粘接过程

1 表面处理根据具体材料处理，表面干燥清洁，无弱边界层

2 涂胶连续涂胶，不要分散

3 光定位短时间低辐射，用手轻推不动

4 除去溢胶小刀刮除，软布，纸巾轻轻擦除溢胶，可以蘸丙酮酒精

5 完全固化长时间高辐射，直至完全固化，注意温度不要过高

6 清洁软布/纸巾蘸丙酮酒精轻轻擦试

天行健光固化胶粘剂简介

玻璃/水晶/金属用胶粘剂

无影胶/ TJ-3013/TJ-301 中等强度，普通粘接，水煮透明度保持良好

TJ-3023/TJ-302 中高强度，玻璃金属通用，附着力好

塑料用胶粘剂 TJ-3206/TJ-320 PMMA，耐湿热，韧性，可以与玻璃金属互粘，在冬季低温需要注意TJ-3256/TJ-325 PS/ABS，耐水煮，柔性，与玻璃金属互粘速度慢，表粘

TJ-3408/TJ-340 ABS，表干，快速，摄像头固定

TJ-3418 /TJ-341 PS，表干，快速，耐水，工艺品

TJ-3226/TJ-322 PET折盒粘接(PET/PC/PVC/玻璃/金属粘接，表干好，固化快，剥离强度高)

TJ-3236/TJ-323 摄像头内玻璃窗口和铝架的粘接组装（PET/PC/PVC/ABS/玻璃/金属粘接,固化快，表干好，剥离强度高，耐水性好）

TJ-3246/TJ-324 用于透明塑料如PMMA/PVC/ABS等材料的自粘或互粘，以及与玻璃/金属的粘接，透明度好。

固定/灌封/铸模可根据需要调胶

微型马达电机元器件固定，触变性，高强度

微型马达电机元器件固定，触变性，表干稍好，

速度快，硬度高

电感线圈铸模

塑料与玻璃金属互粘：

粘接效果不好的金属：镀镍，镀铬

粘接效果不好的塑料：PP/PE

信息收集

需要收集以下客户信息

粘接材料，具体材料类别，材料表面是否处理，是否有涂层，特别是塑料的具体类别? 使用方法，如何粘接，有何特别要求

使用设备，固化设备牌号，光源类型

检测方法，客户如何检验胶水是否合乎要求

目前使用胶水品牌型号，可以索取样品

光固化设备及光源

光固化设备及光源对胶粘剂的固化过程，固化后的胶水性能有很大影响。高强度的稳定紫外灯可以降低氧阻聚作用，提高表干效果；降低光引剂用量减少胶膜黄变；改善表面抗刮耐磨效果等。

专业的光固化机可以分为履带式，箱式，手提式，以及更小的点光源。这些专业的光固化机普遍使用高压汞灯，发出的紫外光强度高，固化速度快效果好。

一般的胶粘剂使用者，特别是玻璃家具，工艺品行业普通使用类似家庭日光灯管的BL 紫外灯管（T8/T9 BL UV 灯管），根据长度一般单根为20 瓦，长的为40 瓦，这种紫外灯广泛用于吸引昆虫的杀虫灯、灭蚊灯，购买紫外灯管时请认清标识，例如：F20T8 BL，其中F 表示荧光灯，20 表示20W，T8 为型号，BL 表示Black Light，表明有紫外光。

还有的用户使用灯泡，这种灯泡就是用于道路照明（室内外工业照明/商业照明）的普通高压荧光灯泡，例如飞利浦HPL-N 荧光高压汞灯，一般用125w 或250w，外部带有反光罩，利于光线反射集中，这种灯泡亮度高，感觉刺眼。

上述这两种光源（灯管/灯泡）日常生活经常见到，紫外线强度和阳光差不多，发射的紫外光均为波段较长的UVA，对人体伤害小，在粘接过程中操作人员可以放心使用，但也要避免眼睛直视光源。这两种光源发射紫外光强度很低，固化时需要提高相应的光照时间。

另外市场上有一种杀菌灯，没有专业防护不要购买杀菌灯，这种光源以字母G 开始，例如G20T8，杀菌灯直接发射短波长的紫外光，对人体伤害较大。

备注：一般T8/T9 BL 紫外灯管和HPL 高压荧光灯泡的紫外光强度仅为专业高压紫外灯

的3-6%，所以相应的固化时间要延长许多。例如用专业的UV 灯，假设UV 能量值为

75mw/cm2，需10 秒可以完全固化UV 胶，那么用T8 灯管则需要(10×75)÷3 = 250 秒，

约4 分钟才能完全固化。

天行健实验室用的二种光源UV 能量计测试结果

光源设备UV 能量值mw/cm2 F20 T8 BL灯管×2 3

PHILIPS 的HPL -N125W灯泡4-5

常见问题

如何除去溢胶？

软布，纸巾轻轻擦除溢胶，根据不同材料可以选择蘸丙酮酒精擦拭，在定位后比较容易清除，完全固化后需用刀刮除。

表干和氧阻聚，为什么有些UV 胶固化后溢胶或固定时露出的胶表面仍然发黏，不干？

表干是指UV 胶光固化后表面干爽，不粘手。由于氧气的存在使胶水表面难于发生固化交联反应，叫作氧阻聚。氧阻聚引起表面无法干爽，总是湿湿的或粘手。表干问题是许多光固化胶粘剂的弱点。可以使用大功率的光源快速固化，或者在氮气保护下固化，有些胶粘剂可以克服氧阻聚达到表面干爽。

为什么粘接玻璃金属的UV 胶在夏季容易发生脱落？

夏季是UV 无影胶事故的多发季节。夏季下雨或天气潮湿时，玻璃表面非常容易吸收水分，而许多客户仅仅用布擦拭不能除去水膜，导致强度衰减直至脱落。可以用电吹风干燥玻璃才能保持长久粘接。

为什么冬天感觉有些胶的粘接强度下降？

UV 胶在冬天温度下降时，胶膜会变硬变脆，导致感觉强度下降。低温地区冬天需要调整胶粘剂配方，使其具有更好的低温韧性。

UV 胶需要多长时间完全固化？

根据具体的UV 胶和客户使用的固化灯不同，不能一概而论，需要实验确定。紫外光强度高的，照射时间短，就可以固化，反之亦然。

我们的UV 胶能在可见光下固化吗？

可以，但是速度较慢，而且需要较强日光。

如何分离或拆除用UV 胶粘接的物体？

粘接不好时需要分离或拆除被粘物以便重新粘接，根据具体的胶和被粘物，可以使用的方法有电吹风加热，水煮，水蒸汽熏，丙酮或乙醇浸泡，或者长时间水浸泡。

常见的塑料有哪些？