紫外光固化胶粘剂组成与应用.pdf

紫外光固化胶粘剂组成与应用 Ξ 蒋龙平 , 　李润卿ΞΞ , 　刘翠华 (天津大学材料科学与工程学院 ,天津 300072) 摘要 :介绍了自由基、阳离子和混合光固化体系 ,其中重点论述了自由基光固化胶粘剂的组成以及各组分 对胶粘剂性能的影响 ,并对胶粘剂分子设计的概况作了简单说明。 关键词 : 综述 ; 紫外光固化 ; 胶粘剂 ; 自由基聚合 ; 阳离子聚合 中图分类号 :TQ433. 436 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :1004 - 2849(2003) 01 - 0055 - 04 　　紫外光固化胶粘剂是利用光引发剂在紫外光照 射下 ,引发不饱和有机单体进行聚合、接枝、交联等 化学反应达到迅速固化的一类胶粘剂[1 ] 。由于具有 固化时间短、能量利用率高、固化温度低、不污染环 境等特点 ,所以它一出现便受到了人们的广泛关注 , 从 50 年代以来发展非常迅速。 目前 ,紫外光固化胶粘剂已经广泛地应用于印 刷电路板制造、光纤粘接、液晶显示器安装、电子原 器件组装等多种领域。在许多场合 ,已经逐步取代 传统固化胶粘剂 ,发挥着越来越重要的作用。如在 筛网印刷中 ,利用紫外光固化胶粘剂 ,可以克服水基 胶堵网和洗网困难等缺陷[2 ] ;在生产计算机输出微 膜滑板时 ,由于采用了 Loctite352 ,只需几分钟 ,而过 去用环氧胶需 30～90 分钟 ,极大地提高了劳动效 率[3 ] 。 根据聚合固化机理的不同 ,可以将紫外光固化 胶分为自由基型和阳离子型 ,也有人利用他们各自 的优点 ,将自由基引发和阳离子引发结合起来 ,共存 于同一体系 ,形成了自由基阳离子混杂型。下面就 这三种体系分别加以说明。 1 　自由基型紫外光固化胶粘剂 在紫外光固化胶粘剂中 ,这种类型研究最早 ,其 产品应用范围也最广泛。它包括基础树脂、活性单 体、光引发剂 (或光敏剂)和各种添加剂等组分。 1. 1 　基础树脂 基础树脂决定着紫外光固化胶粘剂的种种性 能 ,它的分子量一般在 1000～5000 之间。改变其结 构和分子量的大小可以制得硬度、柔韧性、粘附性、 耐介质性和耐久性不同的产品 ,同时 ,固化反应速度 也与它的分子量、官能度 ,官能团的种类有关[4 ] 。目 前 ,研究得较多的树脂包括不饱和聚酯树脂、丙烯酸 系树脂、多硫醇/ 多烯树脂三大类。 1. 1. 1 　不饱和聚酯树脂 不饱和聚酯是由不饱和的二元酸 (或酸酐)混以 部分饱和二元酸 (或酸酐)与二元醇在引发剂的作用 下起反应制成的线型聚酯。在其分子结构中有不饱 和的乙烯基单体存在 ,如果用活泼的乙烯基单体与 这类不饱和的乙烯基单体共聚 ,则交联固化而成为 体型结构[5 ] 。一般来说 ,由这种树脂制得的胶粘剂 由于固化过程中体积收缩较大 ,胶接接头的内应力 很大。在胶层的内部容易出现微裂纹而导致胶接力 变小 ;同时 ,由于高分子链中含有酯键 ,遇酸、碱容易 水解 ,因而耐介质性和耐水性较差 ,在高温多湿的环 境下容易变形 ;另外 ,其固化速度较慢 ,因此表现出 较差的综合性能。大都做为非结构胶使用。通过降 低不饱和键含量、采用聚合收缩率低的单体、加入无 机填料和热塑性高分子等手段 ,可以改善其整体性 能[6 ] 。 1. 1. 2 　丙烯酸系树脂 该树脂体系固化速度快 ,目前研究得较多。可 以利用含有 —COOH、—OH、—NH2、 CH2CHCH2 O 、 —N = C = O等基团的聚合物、共聚物或单体的反应 性来制备。它们大多是在分子两端或侧链上具有丙 烯酰基和/ 或甲基丙烯酰基的聚合物和齐聚物[7 ] 。 1. 1. 2. 1 　聚酯 —丙烯酸酯 ·55·　第 12 卷第 1 期 　　　　　　　　　　　　　　中 国 胶 粘 剂 ΞΞΞ 联系人 :李润卿收稿日期 :2002 - 02 - 04作者简介 :蒋龙平 (1977 - ) ,江西新干县人 ,天津大学材料科学与工程学院材料学硕士研究生。电话 :022 -它由醇酸缩合来制备 ,改变多元醇和多元酸的 种类 ,调节多元醇、多元酸和 (甲基)丙烯酸的摩尔比 可以制得性能各异的胶粘剂。一般来说 ,聚酯 —丙 烯酸酯树脂粘度低 ,和其他树脂的相容性好 ,但是 , 其固化收缩率比较高 ,因此在作为成型物的时候 ,成 型物的尺寸不太稳定 ,容易因为应力而发生歪曲。 近来有人将这种树脂制得的胶粘剂用于 DVD 光盘 制作中 ,取得了较好的粘接性能[8、9 ] 。 1. 1. 2. 2 　环氧 —丙烯酸酯 它由环氧化物和 (甲基) 丙烯酸或含有 —OH 的 丙烯酸酯化而得到。其分子结构中含有羟基 ( — OH) 、不 饱 和 的 乙 烯 基 ( H2C C ) 、酯 基 ( C O O )和醚基 ( —O —