化学工程师
Chemical Engineer2021年第1期Sum304No.1
科研与开发
D0I：10.16247/jki.23—1171/tq.20210113
性能和制备*
邵康宸
(西安航空职业技术学院航空材料工程学院，陕西西安710089)
摘要：本文以聚氨酯丙烯酸酯(UV-7605)和环氧树脂(EP815)作为预聚体，丙烯酸作为增粘树脂，二甲基丙烯酸酯作为稀释剂，羟基环己基苯酮作为光引发剂，制备了性能优异的无溶剂辐射固化型丙烯酸压敏胶。
通过对丙烯酸压敏胶的成膜性、固化时间、初粘力、粘结强度、附着力和耐老化性能测试，研究讨论了 预聚体、增粘树脂、单体稀释剂、光引发剂等对其性能的影响。结果得出，各组分含量为:UV-7605：EP815为1：2，丙烯酸：%；光引发剂：3.5%，辐射固化时间为60s时，可制得成膜性好，初粘力高，附着力和耐老化性优良的辐射固化型丙烯酸压敏胶。
关键词：丙烯酸；压敏胶；辐射固化；增粘树脂
中图分类号:TQ436.3文献标识码:A
Properties and preparation of solvent-free radiation curing acrylic pressure sensitive adhesive*
SHAO Kang-chen
(College of Aeronautical Materials Engineering,Xi'an Aeronautical Polytechnic Institute,Xi'an710089,China) Abstract:In this paper,polyurethane acrylate(UV-7605)and epoxy were used as prepolymer,acrylic acid as tackifying resin,dimethyl acrylate as diluent and hydroxycyclohexyl phenyl ketone as photoinitiator,a solvent-free radiation curing acrylic pressure sensitive adhesive with excellent properties was prepared.The film-forming property,curing time,initial adhesion,adhesion strength,adhesion and aging resistance of acrylic pressure sensitive adhesive were tested,the effects of prepolymer,tackifying resin,monomer diluent and photoinitiator o
n their properties were discussed.The results showed that the content of each component was1：2for UV-7605：EP815,3%for acrylic acid,3.5%for photoinitiator and60s for radiation curing time,the radiation curing acrylic pressure sensitive adhesive with good film formation,high initial adhesion,excellent adhesion and aging resistance could be prepared.
Key words:acrylic acid;pressure sensitive adhesive;radiation curing;tackifying resin
化学在人们日常生活中的地位越来越重要，它
带给人们方便和好处的同时也引起了一系列的问题，最为严重的问题即对环境的污染和破坏。随着人们环保意识的提高，对化学产品的要求也越来越高。无溶剂辐射固化型丙烯酸酯压敏胶是一种高效、节能、环保的新型胶粘剂［0，所以它已成为胶粘剂行业的焦点。本研究希望以聚氨酯丙烯酸酯作为预聚体，二甲基丙烯酸酯作为稀释剂，丙烯酸作为增粘树脂，羟基环己基苯酮和二苯甲酮作为光引发剂，制备性能优异的无溶剂辐射固化型丙烯酸压敏胶。
收稿日期：2020-09-30
基金项目：陕西高校青年创新团队资助项目（2019-73）；西安航空职业技术学院2020年度科研项目（20XHZK-12）
作者简介：邵康宸（1989-）男，陕西乾县人，讲师,2015年毕业于西安科技大学材料工程专业，硕士研究生，主要从事环氧树脂1实验部分
1.1原料及仪器
聚氨酯丙烯酸酯（UV-7605）（工业品长兴化学材料有限公司）；环氧树脂（EP815）、乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯（EM3260），工业品，国药集团化学试剂有限公司；1-羟基环己基苯酮（184）（工业品汽巴公司）；丙烯酸（工业品3M公司）。
QC-300型光固化机（河北保定勤诚电子设备厂）;DRL-2型热老化试验箱（常州市国立试验设备研究所）;QFH型漆膜划格仪（上海精密科学仪器有限公司）;FA1004N型电子天平（上海精密科学仪器有限公司）。
14邵康宸：无溶剂辐射固化丙烯酸压敏胶的性能和制备2021年第1期
1.2制备
准备实验所用小烧杯、玻璃棒以及所用试剂；称取一定量EM3260置于烧杯中；按一定比例称取一定量光引发剂184，加入盛有EM3260的烧杯中，搅拌使其完全溶解；按配方分别称取预聚体、增粘树脂丙烯酸，然后将其混合；搅拌至体系混合均匀，固化后观察并记录其表观现象。 1.3测试与表征
（1）压敏胶的固化将体系混合搅拌均匀后，用玻璃棒蘸取少量胶液均匀涂于PET薄膜上，置于光固化机中，至完全固化，测试各自固化时间。
（2）初粘力测定将混合均匀的胶液涂于提前准备好的长5cm、宽2cm的PET薄膜（25滋m）上，涂胶部分长2cm、宽2cm，将两片薄膜粘合后施加一定压力，然后放入光固化机中，固化完全后，胶膜两侧施加拉力拉伸直至断裂［3］o
（3）耐老化性测定将固化好的两片PET薄膜放入老化箱中，温度设为70益，放置7d后取出，胶膜两侧施加拉力拉伸直至断裂，记录粘结强度。
（4）附着力测定将胶液固化后，用漆膜划格仪在胶膜上划出一百个小方格，然后用胶带粘贴，按90。或180毅两种方式用力迅速地撕掉，连续3次，要求胶膜100%没有脱落。如果全部脱落记为“差”，脱落了一部分记为“中”，脱落了一小部分记为“较好”，一点都没脱落记为“好”。
2结果与讨论
2.1预聚体对体系性能的影响
2.1.1预聚物对成膜性的影响选用UV-7605和EP815作为基体树脂预聚物，当UV-7605和EP815的配比不同时，压敏胶成膜效果不同。
当预聚物为UV-7605：EP815=2：1时，固化后，胶膜的收缩率较大，成膜性差，胶膜脆性大。当预聚物为UV-7605：EP815=1：1时，辐射固化后，胶膜的收缩率与上相比，有所改善，但依然不是很理想。当预聚物仅为UV-7605：EP815=1：2时，辐射固化后，成膜性很好，几乎没有收缩，且胶膜韧性好。当UV-7605含量较多时，因为其分子中含有柔性基团，作用力较小，从而分子的柔韧性较好，保持了较好的柔韧性和良好的粘性［切，而使胶液过粘，导致涂抹不均匀。当EP815含量较多时，因其分子本身含有羟基和芳环，使胶膜有较高的刚性和强度，导致胶膜较脆很难成膜。
因此，将UV-7605和EP815按一定配比混合均匀，压敏胶膜可以均匀涂布于离型膜上成膜性较好。
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2.1.2预聚物对初粘力的影响
表1为不同预聚物配比与压敏胶初粘力的关系。
特比萘芬表1预聚物配比与压敏胶初粘力的关系
Tab.1Relationship between prepolymer ratio
and initial adhesion of pressure sensitive adhesive
预聚物配比
UV-7605：EP815
1：02：11：11：20：1初粘力/MPa20.3824.1126.9630.3831.55
由表1可知，预聚物种类对丙烯酸压敏胶的初粘力影响较大，随着预聚物EP815的含量增加，压敏胶初粘力越来越大，单独使用EP815时，压敏胶初粘力达到最高。这是因为EP815分子中含有强极性-OH，而丙烯酸压敏胶所用基材大部分为极性材料，所以接触面能够很好的被润湿，因此初粘力得到提高。
综合考虑，预聚物选择UV-7605：EP815=1：2较
为适宜。
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2.2丙烯酸含量对体系性能的影响
Fig.1Effect of acrylic acid content on viscosity of the system 由图1可知，体系的黏度随增粘树脂丙烯酸含量的增多而发生变化，随着丙烯酸含量的增加，体系黏度越来越大，当丙烯酸含量超过体系的3%时，体系黏度达到最大，为8000MPa-s，继续增加增粘树脂丙烯酸的含量，体系黏度不再增加
。
2021年第1期邵康宸：无溶剂辐射固化丙烯酸压敏胶的性能和制备15 2.2.2丙烯酸含量对初粘力的影响
Fig.2Effect of acrylic acid content on initial adhesion
由图2可知，增粘树脂丙烯酸含量的变化对体电价下降1分1
系初粘力的影响较小，随着丙烯酸含量的增加，体系
初粘力有所提咼，当丙烯酸的含量大于2%时，初粘
力几乎保持不变。当丙烯酸用量较少时，体系单体反
应不完全，气味较大，内聚能力较小，因此，初粘力较
低。
综合考虑，选择增粘树脂丙烯酸含量为3%时
较为适宜。
2.3光引发剂含量及固化时间对体系性能
的影响
why should we learn English
2.3.1对粘结强度的影响PET薄膜(25滋m)的撕
裂强度为2N・mm-1,“>”代表固化后用力向两侧平行济南的冬天笔记
拉伸，薄膜未粘结处发生断裂，而胶层处完好;“<”代
表固化后用力向两侧平行拉伸，胶层破坏发生断裂;
"="代表介于以上两者之间。表中符号，前者代表未
老化的粘结强度，后者代表老化后的粘结强度。
表2光引发剂含量及固化时间对粘结强度的影响
Tab.2Effect of photoinitiator content and curing time
on bond strength
光引发剂含量(wt)%
固化时间/s 0306090120
0</<</<</<</<</<
2.0</<</<=/=>/>>/>
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3.5</<=/>>/>>/>>/>
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由表2可以看出，随固化时间变长和光引发剂含量增大，压敏胶的粘结强度增大。其粘结强度等于或大于PET薄膜的撕裂强度。压敏胶体系在没有得到紫外光充分固化的情况下，经热老化后，其胶层的粘结强度有所提高。这主要是因为紫外光辐射固化时间不充足，体系胶层中的双键没有反应完全，而在相对较高的温度下，会引起胶层中双键的部分后固化交联，从而导致体系交联密度上升，内聚强度
升高，因此粘结强度提高。同时，老化前粘结强度较高的组分，经老化后其粘结强度依然较高，说明该胶粘剂具有优异的耐老化性能。当固化时间大于60s，光引发剂含量大于3.5%时，辐射固化后，压敏胶粘剂的粘结强度很大，经过耐老化性能测试后，其粘结强度依然很好。
2.3.2对附着力的影响
表3光引发剂含量及固化时间对附着力的影响
Tab.3Effect of photoinitiator content and curing time
on adhesion
光引发剂
含量/(wt)%
固化时间/s
0306090120 0未固化未固化未固化未固化未固化
2.0未固化未完全固化中较好较好
3.0未固化未完全固化中较好中
3.5未固化中好较好中
4.0未固化较好好较好中
由表3可以看出，当光引发剂含量为3.5%和4.0%，固化时间为60s时，胶层在PET薄膜没有脱落，附着力最好。
综合考虑，选择光引发剂含量为3.5%、固化时间为60s较为适宜。
3结论
(1)以UV-7605和EP815作为预聚体，丙烯酸作为增粘树脂，二甲基丙烯酸酯作为稀释剂，羟基环己基苯酮作为光引发剂，制备了性能优异的无溶剂辐射固化型丙烯酸压敏胶。
(2)通过对丙烯酸压敏胶的成膜性、固化时间、初粘力、粘结强度、附着力和耐老化性能测试，研究讨论了预聚体、增粘树脂、光引发剂等对其性能的影响。结果得出，各组分含量为:UV-7605：EP815为1：2，丙烯酸：%；光引发剂：3.5%，辐射固化时间为60s 时，可制得成膜性好，初粘力高，附着力和耐老化性优良的辐射固化型丙烯酸压敏胶。
参考文献
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