下载文档原格式
紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及流变行为研究
紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及流变行为研究
采用不同方法合成紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯,研究了原料配比、反应时间、加料顺序、催化剂等对其流变行为的影响.实验结果表明,在无催化剂的条件下,以丙烯酸羟乙酯先与异氰酸酯反应,后加蓖麻油的加料顺序可合成具有优良流动性和光固化性能的蓖麻油紫外光固化树脂.
作者：石翔徐冬梅匡敏张可达作者单位：苏州大学化学化工系,江苏,苏州,215006 刊名：高分子材料科学与工程 ISTIC EI PKU英文刊名：POLYMER MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING 年，卷(期)：2003 19(1) 分类号：O631.2+1 关键词：聚氨酯丙烯酸酯流变性蓖麻油。
一种光固化氰基丙烯酸酯粘合剂的制作方法光固化氰基丙烯酸酯粘合剂是一种常用的光固化粘合剂。
The light-curing cyanate acrylate adhesive is a commonly used light-curing adhesive.首先，将氰基丙烯酸酯树脂和辅助剂混合搅拌。
First, mix and stir the cyanate acrylate resin and additives.然后，加入适量的光引发剂和光稳定剂。
Then, add an appropriate amount of photoinitiator and light stabilizer.将混合物倒入合适的模具中。
Pour the mixture into a suitable mold.经过特定的光照条件进行光固化反应。
The light-curing reaction is carried out under specific light conditions.待固化完全后，取出成品。
After complete curing, remove the finished product.进行必要的后处理，如修整、清洁等。
Necessary post-processing, such as trimming, cleaning, etc.最后进行质量检验，确保产品符合标准。
Finally, carry out quality inspection to ensure the product meets the standards.光固化氰基丙烯酸酯粘合剂制作方法简单易行。
The production method of light-curing cyanate acrylate adhesive is simple and feasible.该粘合剂具有优异的粘接强度和耐热性能。
The adhesive has excellent adhesive strength and heat resistance.因此在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。
聚氨酯丙烯酸酯的合成聚氨酯丙烯酸酯是一种重要的聚合物材料，广泛应用于涂层、胶粘剂、弹性体和塑料制品等领域。
其合成方法有多种，包括预聚体法、溶液聚合法和封闭式聚合法等。
本文将介绍聚氨酯丙烯酸酯的合成方法及其特点。
预聚体法是合成聚氨酯丙烯酸酯的常用方法之一。
需要将聚醚二醇、二异氰酸酯和丙烯酸等原料按一定比例加入反应釜中，在惰性气氛下进行反应。
在反应过程中，二异氰酸酯和丙烯酸发生加成反应，形成预聚体。
添加适量的甲醇或乙醇等醇类溶剂，将反应釜加热至适当温度，继续反应几小时，直到聚氨酯丙烯酸酯完全形成。
将产物进行过滤、干燥、粉碎等处理，即可得到聚氨酯丙烯酸酯。
预聚体法合成聚氨酯丙烯酸酯的优点是反应过程相对简单，原料易得，产率高。
预聚体法合成的聚氨酯丙烯酸酯在应用中具有较高的力学性能、粘附性能和耐候性能，能够满足不同领域的需求。
溶液聚合法是另一种常用的聚氨酯丙烯酸酯合成方法。
通过选择适当的溶剂和催化剂，将丙烯酸和异氰酸酯等原料混合在一起，进行聚合反应。
溶液聚合法可以在常压下进行，反应时间相对较短。
其中，催化剂的选择对反应速率和产物性能具有重要影响。
常用的催化剂包括有机锡化合物、有机钴化合物等。
通过调整反应条件和原料比例，可以控制聚氨酯丙烯酸酯的分子量、功能化程度和溶胀性等性质。
溶液聚合法合成的聚氨酯丙烯酸酯具有分子量分布窄、结构均一性好的优点。
由于反应过程中涉及有机溶剂的使用，需要对废液进行处理，以保护环境。
溶液聚合法还可以实现对聚氨酯丙烯酸酯的功能化，例如引入双重键、羟基等官能团，拓展其应用范围。
封闭式聚合法是一种较新的聚氨酯丙烯酸酯合成方法。
该方法利用有机硅光化学固化材料，通过紫外光引发聚合反应。
将丙烯酸和异氰酸酯等原料与有机硅光化学固化材料混合，形成聚氨酯丙烯酸酯的混合物。
将混合物涂覆在基材上，通过紫外光照射，触发聚合反应，使混合物变为固态聚合物。
最终，得到具有优异性能的聚氨酯丙烯酸酯。
封闭式聚合法具有反应速度快、操作简便、无需添加催化剂等优点。
一种高性能紫外光固化胶粘剂的制备以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、改性聚醚多元醇、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为主要原料，制备了聚氨酯丙烯酸酯（PU1）。
考查了水解剥离型紫外光固化胶粘剂的基本配方中各主要组分对粘接强度和水解剥离性能的影响。
研究结果表明，PU1作为基础树脂玻璃粘接强度高同时剥离时间短分别为12.2 MPa 和30 min；亲水性单体聚乙二醇二丙烯酸酯比单官能甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯在粘接强度和水解剥离速度上优异。
其中FA-260A均衡性最佳，玻璃粘接强度12.5 MPa，水解剥离时间20 min；高折射率、疏水性环状单体对基本配方的折射率的调节有帮助，可以实现胶粘剂折射率1.50的要求，其中低官能度邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯性能最佳；溶剂选用环保型低级醇对水解剥离性能有帮助。
标签：紫外光固化胶、水解剥离、聚氨酯丙烯酸酯1 前言紫外线光固化胶粘剂在触摸屏显示行业有着广泛的应用[1～4]。
随着触摸屏行业的发展胶水也顺应需求的变化得到不断更新和完善。
基于手机和平板终端轻薄化的要求，面板玻璃的厚度也逐渐在减薄[5]，传统切割方法对单层薄玻璃切割不良率偏高，使用新的切割工艺提高合格率面临着技术挑战。
本文开发了一种提高玻璃面板切割效率和良好率的高性能紫外光固化（UV）胶粘剂。
实现将多块玻璃多层叠加贴合、然后进行整体化切割，确保了切割时玻璃的强度，切割玻璃面板一致性高，同时切割后使用热水浸泡数分钟后粘接面实现自动剥离，提高了传统切割的效率同时减少了使用有机溶剂或碱液解胶对玻璃基板和环境的污染。
本文着重从该水解剥离性切割胶的组成上如主体树脂、活性单体、有机溶剂等主要组分进行了试验探索，另外采用逐步聚合反应制备了用于该体系的聚氨酯丙烯酸酯树脂[6～8]。
2 实验部分2.1 实验原料聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（FA-220A、FA-240A、FA-260A、FA-280A），日立化学株式会社；聚乙二醇（1000）二丙烯酸酯（23G）、甲氧基聚乙二醇（1000）甲基丙烯酸酯（M-230G）、苯基丙烯酰乙氧基双芴（A-BPEF），新中村化学工业株式会社；甲氧基聚乙二醇（350）甲基丙烯酸酯（FM515），赢创德固赛中国投资有限公司；甲氧基聚乙二醇（600）甲基丙烯酸酯（M193），美源特殊化工株式会社；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（6148J-75）、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯（622-100）、含羧酸基之甲基丙烯酸酯（649）、硅改性聚氨酯丙烯酸酯（90）、联苯基苯氧基乙基丙烯酸酯（EM2105）、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯（EM3260），长兴化学有限公司；环氧丙烯酸酯（CNUVE151），沙多玛化学有限公司；Darocur 1173，上海厚诚精细化工有限公司；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（WD-70），武大有机硅新材料股份有限公司；消泡剂（BYK-141），广州锦鸿化工有限公司；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），分析纯；聚醚二元醇（Mn=6 000），工业级，减压蒸馏后待用；甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），工业品，减压蒸馏后待用；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），化学纯，天津市瑞金特化学品有限公司；对苯二酚、乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、环己烷、甲苯、二正丁胺，分析纯。
丙烯酸酯胶粘剂的合成工艺
丙烯酸酯胶粘剂的合成工艺一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：制备丙烯酸酯胶粘剂的主要原料包括丙烯酸酯单体、交联剂、稳定剂、溶剂等。
这些原料需要按照一定的配方比例准备好。
2. 单体聚合：将丙烯酸酯单体与少量的交联剂和稳定剂混合，并添加合适的溶剂。
然后，在恒温、恒压的条件下，通过光照、热照、自由基引发剂或离子引发剂等方式进行聚合反应，使单体聚合成高分子聚合物。
3. 调整粘度：根据需要，可以通过添加溶剂、增稠剂等方法，调整聚合物的粘度，以满足不同的应用要求。
4. 储存稳定：将合成好的丙烯酸酯胶粘剂进行过滤、排泡，并装填到适当的容器中。
在储存过程中，需要严格控制温度和湿度，以确保胶粘剂的质量和稳定性。
5. 包装出厂：将储存稳定的丙烯酸酯胶粘剂按照客户需求进行包装，然后经过检验合格后出厂，可以用于各种胶粘剂应用领域。
需要注意的是，合成丙烯酸酯胶粘剂的工艺可能会因不同的产品配方、应用要求和生产设备等因素而有所差异，上述步骤仅为一般常用的工艺流程，实际操作时
应根据具体情况进行调整。
同时，在合成过程中要严格控制反应条件和添加剂的用量，以确保胶粘剂的性能稳定、质量可靠。
UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的制备与性能研究随着科技的不断进步，人们对于材料的性能要求也愈加迫切。
而UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料因具有较好的耐化学性、耐热性以及优异的物理机械性能等特点而备受关注。
本文将对其制备与性能方面进行深入探究。
1. UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的制备UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的制备通常包括聚合物的合成、添加剂的添加及制备膜的过程。
下面我们就来简要介绍每个环节的具体操作。
（1）聚合物的合成聚氨酯丙烯酸酯是由聚氨酯分子、丙烯酸酯及聚羧酸等多种单体合成的高分子材料。
通常采用的聚氨酯单体为聚醚型聚氨酯。
具体步骤如下：在反应釜中装入DMPA、PEG200、BDMA和TDI，通过加热反应使反应物混合均匀。
将TMPTA、IBOA、2-HFAA、TPO和TDMAC加入反应釜中，温度保持在50℃~60℃。
反应后的产物经过分子筛脱色、喷淋干燥等多种处理，得到纯度高、颜色透明的聚氨酯丙烯酸酯。
（2）添加剂的添加添加剂的主要功能是改善聚合物的性能，例如提高其固化速度、抗氧化性、抗紫外线性等。
添加剂可分为光引发剂和抗氧剂两类。
其中，光引发剂决定了材料的固化效率和固化速度；抗氧剂则能有效防止材料在固化过程中受到氧化破坏。
（3）制备膜的过程制备膜是将聚合物材料制成具有特定厚度和形状的薄膜，其具体制备过程如下：将制备好的聚氨酯丙烯酸酯涂布在基材上。
通过紫外线照射使聚合物固化成膜。
通过辊压或者浇注技术将膜塑形，形成所需的产品。
2. UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的性能研究UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯材料的研究范围广泛，主要包括耐化学性、耐热性以及物理机械性能等方面。
下面我们就来简单分析一下这些性能指标。
（1）耐化学性UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯具有优异的耐化学性，可用于制备各种化学品容器、化工设备等。
实验结果表明，UVA紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯所制备的容器在顶部放置5%和20% HCl、NaOH溶液不破裂、不变形、不起泡，说明其对化学品的耐腐蚀性能较好。
光固化聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂的制备
作者：毕晓博
来源：《科技创新与应用》2015年第07期
摘要：文章主要介绍了聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备，通过使用二异氰酸酯以及聚醚多元醇、丙烯酸羟丙酯等原料为基础通过添加一些外加剂制备光固化胶粘剂，例如增塑剂、活性稀释剂以及增粘剂和光引发剂等。
以此生产出防弹玻璃以及夹层安全玻璃等新型材料。
文章主要对胶粘剂制备过程中丙烯酸羟丙酯以及活性外加稀释剂-NCO/-OH量比对于最终的制备结果的影响。
通过资质玻璃模具以及光固化工艺等继续宁固化胶膜的制备，并他那个过光学性能以及力学性能试验进行测试，结果表明想要胶粘剂综合性能最佳需要使用HPA在10%至15%，活性稀释剂的用量则保证在50%至60%，同时使用5%至10%的增粘剂，保证-NCO/-OH量比为0.95：1，并在此基础上使用15%至20%的增塑剂。
关键词：光固化胶粘剂；夹层玻璃；聚氨酯丙烯酸酯树脂；防弹玻璃
1 概述
从耐擦伤性以及柔韧性和抗撕裂度方面分析，光固化胶粘剂具有良好的性能，这是由于其材料中的聚氨酯丙烯酸酯树脂中所含有的氨基甲酸酯键以及丙烯酸官能团所致。
正式由于该类性能的存在，经过光固化的材料不但具有聚丙烯酸酯所具有的耐候性以及光学性能，还具有超高的低温性能，因而在未来该种材料具有广阔的发展空间。
另外由于该种胶粘剂固话速度相对较快，且污染低、能耗低，因而在诸多生产行业中发挥了巨大的作用。
从上世纪六十年代后，该种光固化胶粘剂便呗应用与各类透明材质的材料的粘结。
而通过光固化后的聚氨酯丙烯酸酯酯进行粘结的防弹玻璃以及夹层玻璃等可以用于居室装潢以及汽车挡风玻璃、运钞车防弹玻璃和银行、珠宝店柜台等需要安全、防弹要求的场所。
文章针对聚氨酯丙烯酸的制备以及胶粘剂的性能影响因素进行了讨论。
2 试验
2.1 原料分析
聚醚多元醇（Mn=2000）：工业，天津石化三厂；甲苯二异氰酸酯（TDI），80/20，进口；丙烯酸羟丙酯，工业，东方化工厂；Sn催化剂，CP，天津化学试剂一厂；混合活性稀释剂：自制：安息香乙醚，CP，天津试剂研究所；增粘剂，自制；邻苯二甲酸二丁酯，工业，齐鲁石化。
2.2 试验步骤讨论
2.2.1制备聚氨酯丙烯酸酯预聚物。
在装有温度计、搅拌器和加料管的三口烧瓶中先加入聚醚多元醇，在120℃下减压脱水2h，降温歪50℃，边搅拌边加入计量的甲苯二异氰酸酯.以
有机锡作催化剂，控制反应温度在80～90℃之间，反立一定时间后，取样测定游离异氰酸根（-CO）含量，当达到设计要求时，将反应温度降至60以，将温度控制在60℃至70℃之间，同时加入适量的丙烯酸羟丙酯，继续进行反应，直到反映完全后，进行降温，并取出反应产物。
2.2.2 制备光固化聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂。
将上一步骤中制备的预聚体作为该步骤的样品，想其中加入适量的光引发剂以及增粘剂和增塑剂，并配合少量的混合活性稀释剂以及阻聚剂、防老剂和偶联剂等，并将所有的材料进行均匀搅拌，带充分混合后即可。
3 结果与讨论
3.1 丙烯酸羟丙酯的影响
通过两个步骤可以对聚氨酯丙烯酸酯进行预聚体的合成。
首先，使用二异氰酸酯同多元醇进行反映，从而得到聚氨酯预聚体，保证其两端被异氰酸酯基予以封闭；其次，使用羟基丙烯酸酯同意境制备出的预聚体进行反应，从而生成丙烯酸酯封闭两端的聚氨酯丙烯酸酯的预聚体。
丙烯酸羟丙酯不仅起到封闭活泼的-NcO基的作用，而且在聚氯酯丙烯酸酯树脂大分子链两端引人了不饱和双键，在引发剂的作用下可引发聚合反应，使胶粘剂交联固化丙烯酸酯与酯的加入量对胶粘剂的拉伸强度和伸长率有较大的影响。
用量为10%时.胶的综合性能好一这是因为丙烯酸羟丙酯用量过少.胶粘剂固化时多呈线性聚合，交联点少，拉伸强度较低，同时由于交联点之间的距离增加，聚醚链段中柔软的-CHOCH：-的链节数增加，使伸长率提高；若用量过多，胶粘剂固化时多呈体型聚合。
3.2 体系中-NCO/-OH量比的影响
由于活泼的-NcO基容易与空气中的水分子起反应.因此，在合成聚氨酯丙烯酸酯预聚体的过程中要尽量使-NcO基耗尽，如果-NcO基过量或反应不彻底，即预聚体中含有未被封闭的-NcO基团，配制成胶粘剂后，活泼的-NCO基将和稀释剂、增粘剂、增塑剂等组分中及空气中的水分子发生反应，粘度会逐渐增高甚至凝胶。
配方中控制-NcO和-OH的量比095：1为宜。
3.3 活性稀释剂的影响
对于胶粘剂而言，活性稀释剂会对固化胶膜产生巨大的影响，因此要严格控制活性稀释剂的使用量。
如果同预聚体反映后活性现场很大，那么在使用稀释剂的过程中需要注意，活性稀释剂的使用量以及使用种类。
并且可以看出稀释剂更加偏向同光引发剂发生发硬或者产生均聚反应，而没有同预聚体交联，这时候稀释剂在反应中起到的作用累死增塑剂。
在活性上，自制稀释剂同预聚体活性相当，并且溶解型号，具有较低粘度，能够极其方便的进行交联密度的控制。
另外还需要进行不同比例的光固化胶粘剂的试验，从而验证活性稀释剂对于固化后的材料的性能影响。
将稀释剂的用量进行增大，则可以看出拉伸强度不断的增加，但是稀释剂用量对
于固化膜的拉伸率影响则不断减小。
为了保证两种性能可以兼顾，则将稀释剂的用量控制在55%左右最为适宜。
3.4 可变因素的影响
首先对试验中的活性稀释剂以及聚氨酯丙烯酸用量进行确定，即保持不变，在进行探索的过程中，分别对光引发剂以及在增塑剂和增粘剂等外加剂的用量进行改变，以此考察各类添加剂对于胶粘剂的粘结强度的影响。
3.4.1 光引发剂的影响。
在光固化胶粘剂的原料中，光引发剂是最重要的材料之一，经过紫外线照射后，光引发剂会不断吸收能量。
从而分裂为两个自由基，通过这项反映聚氨酯丙烯酸酯同光引发剂发生连锁反应，聚合。
从而是的胶粘剂固化。
如果光引发剂用量过少，那么其聚合速度便会降低，并且不会发生充分的聚合。
从而对强度造成影响，但是如果用量过多那么就是一种浪费，因而其用量必须保持在0.17%至0.5之间，从而将光固化胶粘剂的固化时间控制在25min左右。
3.4.2 增塑剂的影响。
增塑剂的主要成分为邻苯二甲酸二辛酯或者邻苯二甲酸二丁酯，通过使用增塑剂可以将大分子之间的作用力予以降低，从而保证聚合物成膜温度最大化的被降低，同事降低材料的黏性。
通过试验可以看出，加大增塑剂用量，则胶粘剂的最大拉伸强度便会随之减小，伸长率会随着增塑剂的使用而提高。
所以在使用增塑剂的时候需要综合考虑所有的性能影响，因而需要控制其用量范围在15%至20%之间。
3.4.3 增粘剂的影响。
为了保证玻璃同胶层之间具有较大的粘附力，因而进行胭脂和成了一种含有极性基团的胶粘剂。
通过使用增粘剂，是的胶粘剂中的极性基团能够同玻璃表面中的SI-OH键形成牢固的粘结。
同事可以提高胶层的粘接性。
并且通过实际的证明，增粘剂的用量在5%至10%最为适宜。
4 结束语
通过上述分析可以看出，无论在实验室中还是工业生产中，在防弹玻璃以及夹层安全玻璃的制造中，若原料为聚氨酯丙烯酸酯，则其材料配比中，将活性稀释剂控制在55%，将丙烯酸酯使用范围控制在10%至15%，并确保增粘剂使用量范围为5%至10%。
在制备中增塑剂使用量为15%至20%。
只有保证原料用量范围在上述范围中，才能是的聚氨酯丙烯酸胶粘剂的使用性能最佳。
最近几年，这种光固化胶粘剂在我国防弹玻璃制造业以及夹层安全玻璃的制造中较为广泛，并且显示出了稳定的质量以及良好的性能，收到了广泛的好评。
另外，当前存在的问题为，很多形体复杂以及不透光的位置无法使用该类材料。
参考文献
[1]严勇军，丁马太，骆惠雄.功能材料[Z]，1996，27（2）.
[2]李绍雄，朱吕民.聚氨酯树脂[M].江苏斟学技术出版社，2003，3.。
