UV固化無溶劑型壓敏膠課件

UV固化無溶劑型壓敏膠李衛(wèi)東白永平哈工大無錫新材料研究院無錫海特新材料研究院有限公司UV固化無溶劑型壓敏膠UV固化無溶劑型壓敏膠

聚酯類PSA

聚氨酯類PSA環(huán)氧類PSA

合成橡膠類PSA

有機硅類PSA

丙烯酸酯類PSAUV固化無溶劑型壓敏膠聚酯類PSAUV固化具有速度快、污染少、節(jié)能、固化產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點，是一種環(huán)境有好的綠色技術(shù)，是未來壓敏膠粘劑的發(fā)展方向之一。UV固化壓敏膠粘劑具有“5E”的特點：Efficient(高效)、Enabling（廣泛適應性）、Economical（經(jīng)濟）、EnergySaving（節(jié)能）、EnvironmentallyFriendly（環(huán)境友好）。目前全球幾大著名的膠粘劑生產(chǎn)商如3M、漢高、三鍵、Dymax等公司，它們的UV膠品種齊全，在國際應用市場上占主導地位，研究也居于全球領(lǐng)先地位。中國對UV膠的研究始于上世紀70年代，目前商品化的應用主要有光學材料、家具制造、玩具制造、醫(yī)療衛(wèi)生器械的裝配等。由于國內(nèi)起步晚，綜合水平較國外還有很大的差距，尤其是對UV壓敏膠粘劑新品種的開發(fā)應用方面的研究差距更大。UV固化無溶劑型壓敏膠UV固化具有速度快、污染少、節(jié)能、固化產(chǎn)物性能優(yōu)異等活性單體單體是紫外光固化體系中不可或缺的組成部分。因紫外光固化液一般粘度較大，需要加入單體作為活性稀釋劑來降低體系粘度；單體也參與到光固化反應中，對固化涂層的性能有一定影響雙鍵封端齊聚物

齊聚體一般含有C=C雙鍵，主要包括不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸等光引發(fā)劑（體系）

單一光引發(fā)劑（裂解型）、復合引發(fā)劑（奪氫型）、官能性可聚合引發(fā)劑（光引發(fā)劑結(jié)構(gòu)嵌入到可聚合齊聚物/官能單體）功能性齊聚物/聚合物增粘樹脂、多重固化齊聚物/聚合物復合樹脂無機有機助劑（流平劑/抗氧劑/抗老化劑/增塑劑等）

UV固化無溶劑型壓敏膠體系組成活性單體UV固化無溶劑型壓敏膠體系組成

壓敏膠可以按照不同類型分為乳液型、溶劑型、熱熔型和輻射固化型等丙烯酸酯類壓敏膠。UV固化是在紫外光照射下，體系中的光敏物質(zhì)發(fā)生光化學反應而產(chǎn)生活性自由基或離子，引發(fā)體系中的雙鍵發(fā)生聚合、交聯(lián)和固化，從而使體系在短時間內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程。按照固化機理分類，可分為自由基固化型、自由基加成聚合型、離子聚合型、配位絡(luò)合聚合型和酸固化等。研究較多的為自由基聚合型和陽離子聚合型。典型固化機理如下所示：(1)引發(fā)劑分解光引發(fā)劑在UV照射下，產(chǎn)生活性碎片：S→S?

（UV照射）UV固化無溶劑型壓敏膠反應機理Ⅰ壓敏膠可以按照不同類型分為乳液型、溶劑型、熱熔UV固化無溶劑型壓敏膠反應機理Ⅱ(2)鏈引發(fā)活性碎片進攻體系中的不飽和活性單體或齊聚物產(chǎn)生鏈自由基：S?+M→M?(3)鏈增長鏈自由基進行鏈鎖反應，鏈長增長：M+M?→M?M?(4)鏈終止鏈自由基相互碰撞失去活性，反應終止：Mm-M?+Mn-M?=Mm–M—M-Mn分子鏈增長過程中，膠液的流動性逐漸減小，形成凝膠狀態(tài)后進一步交聯(lián)形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而完成膠粘劑的固化并產(chǎn)生一定的內(nèi)聚強度和粘接力。UV固化無溶劑型壓敏膠反應機理Ⅱ(2)鏈引發(fā)PSA=Adhesion+Cohesion壓敏膠帶

=粘性+結(jié)構(gòu)最好的貼合效果=

最大的接觸面積

粘著力

不同表面之力膠基材被粘物

內(nèi)聚力

物質(zhì)本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)相互纏繞、作用力膠必須

流動

后去接觸到被粘物UV固化壓敏膠的基本性能要求PSA=Adhesion+Cohesion粘UV固化聚酯結(jié)構(gòu)UV固化無溶劑型聚酯壓敏膠UV固化聚酯結(jié)構(gòu)UV固化無溶劑型聚酯壓敏膠UV固化無溶劑型聚氨酯壓敏膠UV固化無溶劑型聚氨酯壓敏膠UV固化無溶劑型環(huán)氧壓敏膠UV固化無溶劑型環(huán)氧壓敏膠缺陷固化后，較高溫度下剪切強度下降與溶劑型壓敏膠和乳液型壓敏膠相比，分子量較低（25,000~50,000）UV固化合成橡膠型壓敏膠優(yōu)點綠色環(huán)保工藝簡單可行

節(jié)約投資成本，產(chǎn)品價格較低。缺陷UV固化合成橡膠型壓敏膠優(yōu)點苯乙烯共聚彈性體苯乙烯共聚彈性體.裂解型和奪氫型光引發(fā)劑是紫外光固化體系的重要組成部分，在紫外光的照射激發(fā)下能產(chǎn)生活性中心的一類化合物，選擇合適的光引發(fā)劑對紫外光固化涂料體系至關(guān)重要。UV光引發(fā)劑引發(fā)反應機理.裂解型和奪氫型光引發(fā)劑是紫外光固化體系的重要組成部分，在紫常用的光引發(fā)劑.常用的光引發(fā)劑.多功能苯甲酮類光引發(fā)劑多功能苯甲酮類光引發(fā)劑有機硅壓敏膠具有優(yōu)異的粘接性能，在

–40℃

到

200℃均可以使用；對低表面能和高表面能的材料均可以粘接；用于紫外光固化的有機硅聚合物如二甲基硅氧烷基、二苯基甲基硅烷氧基或硅氧基攜帶可以進一步發(fā)生交聯(lián)反應的乙烯基或者丙烯酸酯基團；無溶劑的UV固化有機硅的分子量在50,000到

150,000范圍內(nèi)較為適宜。UV固化有機硅有機硅壓敏膠具有優(yōu)異的粘接性能，在–40℃到UV固化UV固化無溶劑型壓敏膠課件無溶劑光固化丙烯酸酯類壓敏膠無溶劑光固化丙烯酸酯類壓敏膠無溶劑型光固化低粘丙烯酸酯壓敏膠光固化丙烯酸酯壓敏膠的交聯(lián)特性主要交聯(lián)組分常規(guī)UV固化多官能度丙烯酸酯雙重交聯(lián)多官能度丙烯酸酯和熱固化交聯(lián)劑

三重交聯(lián)多官能度丙烯酸酯，熱固化交聯(lián)和常規(guī)交聯(lián)劑無溶劑型光固化低粘丙烯酸酯壓敏膠主要交聯(lián)組分多官能度丙烯酸酯無溶劑丙烯酸酯壓敏膠的光反應性內(nèi)交聯(lián)光引發(fā)劑外交聯(lián)光引發(fā)劑類型I(裂解型)有副產(chǎn)物類型II(奪氫型)無副產(chǎn)物無溶劑丙烯酸酯壓敏膠的光反應性內(nèi)交聯(lián)光引發(fā)劑類型I內(nèi)外交聯(lián)光引發(fā)劑的種類內(nèi)外交聯(lián)光引發(fā)劑的種類內(nèi)外光引發(fā)劑的實例內(nèi)外光引發(fā)劑的實例將光引發(fā)劑引入到大分子的結(jié)構(gòu)中與不飽和的光引發(fā)劑進行聚合外加不飽和的光引發(fā)劑(0.01to3.0wt.%)Exampleofadditionalphotoinitiator將光引發(fā)劑引入到大分子的結(jié)構(gòu)中與不飽和的光引發(fā)劑進行聚利用聚合型和外添加型光引發(fā)劑對丙烯酸酯壓敏膠進行改性利用聚合型和外添加型光引發(fā)劑對丙烯酸酯光固化丙烯酸酯壓敏膠的影響因素光固化丙烯酸樹脂的種類丙烯酸樹脂的分子量

預聚物、齊聚物和稀釋單體

不飽和或外添加型光引發(fā)劑的種類熱敏性交聯(lián)劑常規(guī)交聯(lián)劑添加劑光固化丙烯酸酯壓敏膠的影響因素光固化丙烯酸樹脂的種類光固化型丙烯酸酯壓敏膠的性質(zhì)初粘性剝離力剪切強度收縮性光引發(fā)劑的種類和用量

UV固化時間

UV光強影響因素光固化型丙烯酸酯壓敏膠的性質(zhì)初粘性剝離力剪切強度收縮性UV技術(shù)參數(shù)UV技術(shù)參數(shù)光固化型丙烯酸酯融體的分子量(100,000-300,000)對剪切強度的影響光固化型丙烯酸酯融體的分子量光固化時間對丙烯酸酯壓敏膠性能的影響光固化時間對丙烯酸酯壓敏膠性能的影響無溶劑型光固化丙烯酸酯壓敏膠的粘度性質(zhì)(活性稀釋單體的性質(zhì))

較高的光敏性與丙烯酸酯預聚物和齊聚物具有良好的溶解性和相容性

在光聚合和光交聯(lián)過程中具有較少的鏈轉(zhuǎn)移

室溫下呈現(xiàn)惰性

價格適中

較高的沸點無溶劑型光固化丙烯酸酯壓敏膠的粘度性質(zhì)較高的光敏性光敏性稀釋單體對無溶劑型丙烯酸酯壓敏膠的粘度影響光敏性稀釋單體對無溶劑型丙烯酸酯性質(zhì)光活性稀釋劑丙烯酸聚酯不飽和聚酯多官能度丙烯酸酯粘度[Pa·s]6~205~164~12收縮性[%]2~100.8~31.5~6可交聯(lián)性GoodVerygoodVerygood反應活性GoodVerygoodVerygood透明性ExceptionalExcellentExcellent剪切強度GoodVerygoodVerygood極性材料的粘接GoodVerygoodGood光引發(fā)劑的氣味PoorPoorPoor低粘度光固化型丙烯酸酯壓敏膠的性質(zhì)性質(zhì)光活性稀釋劑丙烯酸聚酯不飽和聚酯多官能度丙烯酸酯粘度[P低粘度光固化丙烯酸酯壓敏膠的內(nèi)聚強度低粘度光固化丙烯酸酯壓敏膠的內(nèi)聚強度聚合型光引發(fā)劑光引發(fā)劑化學結(jié)構(gòu)英文名ABP

4-acryloyloxy

benzophenoneAEBP4-acryloyloxyethoxy

benzophenoneABBP4-acryloyloxybutoxybenzophenoneAHBP4-acryloyloxyhexoxybenzophenone聚合型光引發(fā)劑光引發(fā)劑4-acryloyloxy4-光引發(fā)劑的種類和含量對剝離力的影響光引發(fā)劑的種類和含量對剝離力的影響光引發(fā)劑的種類和含量對內(nèi)聚強度的影響光引發(fā)劑的種類和含量對內(nèi)聚強度的影響涂布后的丙烯酸酯熔融體的光固化過程涂布后的丙烯酸酯熔融體的光固化過程光固化壓敏膠的內(nèi)聚強度光固化壓敏膠的內(nèi)聚強度涂布有光固化膠層的自粘膠產(chǎn)品高粘度光敏性無溶劑丙烯酸酯壓敏膠低粘度光敏性無溶劑丙烯酸酯壓敏膠光引發(fā)劑低粘度光敏性無溶劑丙烯酸酯壓敏膠離型膜聚酯薄膜UV-lamp低粘度UV固化壓敏膠產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝涂布有光固化膠層的高粘度光敏性無溶劑丙烯酸酯壓敏膠低粘度光敏展望利用活性稀釋單體降低丙烯酸酯壓敏膠的粘度，并對其改性；采用新一代低粘度丙烯酸酯壓敏膠體系降低自粘膠的制造成本；

粘接性能和內(nèi)聚強度調(diào)節(jié)簡便；通過多種交聯(lián)技術(shù)提高內(nèi)聚強度（光固化、熱固化和常規(guī)固化）。展望利用活性稀釋單體降低丙烯酸酯壓敏膠的粘度，并對其改性；采

謝謝大家！謝謝大家！UV固化無溶劑型壓敏膠李衛(wèi)東白永平哈工大無錫新材料研究院無錫海特新材料研究院有限公司UV固化無溶劑型壓敏膠UV固化無溶劑型壓敏膠

聚酯類PSA

聚氨酯類PSA環(huán)氧類PSA

合成橡膠類PSA

有機硅類PSA

丙烯酸酯類PSAUV固化無溶劑型壓敏膠聚酯類PSAUV固化具有速度快、污染少、節(jié)能、固化產(chǎn)物性能優(yōu)異等優(yōu)點，是一種環(huán)境有好的綠色技術(shù)，是未來壓敏膠粘劑的發(fā)展方向之一。UV固化壓敏膠粘劑具有“5E”的特點：Efficient(高效)、Enabling（廣泛適應性）、Economical（經(jīng)濟）、EnergySaving（節(jié)能）、EnvironmentallyFriendly（環(huán)境友好）。目前全球幾大著名的膠粘劑生產(chǎn)商如3M、漢高、三鍵、Dymax等公司，它們的UV膠品種齊全，在國際應用市場上占主導地位，研究也居于全球領(lǐng)先地位。中國對UV膠的研究始于上世紀70年代，目前商品化的應用主要有光學材料、家具制造、玩具制造、醫(yī)療衛(wèi)生器械的裝配等。由于國內(nèi)起步晚，綜合水平較國外還有很大的差距，尤其是對UV壓敏膠粘劑新品種的開發(fā)應用方面的研究差距更大。UV固化無溶劑型壓敏膠UV固化具有速度快、污染少、節(jié)能、固化產(chǎn)物性能優(yōu)異等活性單體單體是紫外光固化體系中不可或缺的組成部分。因紫外光固化液一般粘度較大，需要加入單體作為活性稀釋劑來降低體系粘度；單體也參與到光固化反應中，對固化涂層的性能有一定影響雙鍵封端齊聚物

齊聚體一般含有C=C雙鍵，主要包括不飽和聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸等光引發(fā)劑（體系）

單一光引發(fā)劑（裂解型）、復合引發(fā)劑（奪氫型）、官能性可聚合引發(fā)劑（光引發(fā)劑結(jié)構(gòu)嵌入到可聚合齊聚物/官能單體）功能性齊聚物/聚合物增粘樹脂、多重固化齊聚物/聚合物復合樹脂無機有機助劑（流平劑/抗氧劑/抗老化劑/增塑劑等）

UV固化無溶劑型壓敏膠體系組成活性單體UV固化無溶劑型壓敏膠體系組成

壓敏膠可以按照不同類型分為乳液型、溶劑型、熱熔型和輻射固化型等丙烯酸酯類壓敏膠。UV固化是在紫外光照射下，體系中的光敏物質(zhì)發(fā)生光化學反應而產(chǎn)生活性自由基或離子，引發(fā)體系中的雙鍵發(fā)生聚合、交聯(lián)和固化，從而使體系在短時間內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程。按照固化機理分類，可分為自由基固化型、自由基加成聚合型、離子聚合型、配位絡(luò)合聚合型和酸固化等。研究較多的為自由基聚合型和陽離子聚合型。典型固化機理如下所示：(1)引發(fā)劑分解光引發(fā)劑在UV照射下，產(chǎn)生活性碎片：S→S?

（UV照射）UV固化無溶劑型壓敏膠反應機理Ⅰ壓敏膠可以按照不同類型分為乳液型、溶劑型、熱熔UV固化無溶劑型壓敏膠反應機理Ⅱ(2)鏈引發(fā)活性碎片進攻體系中的不飽和活性單體或齊聚物產(chǎn)生鏈自由基：S?+M→M?(3)鏈增長鏈自由基進行鏈鎖反應，鏈長增長：M+M?→M?M?(4)鏈終止鏈自由基相互碰撞失去活性，反應終止：Mm-M?+Mn-M?=Mm–M—M-Mn分子鏈增長過程中，膠液的流動性逐漸減小，形成凝膠狀態(tài)后進一步交聯(lián)形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而完成膠粘劑的固化并產(chǎn)生一定的內(nèi)聚強度和粘接力。UV固化無溶劑型壓敏膠反應機理Ⅱ(2)鏈引發(fā)PSA=Adhesion+Cohesion壓敏膠帶

=粘性+結(jié)構(gòu)最好的貼合效果=

最大的接觸面積

粘著力

不同表面之力膠基材被粘物

內(nèi)聚力

物質(zhì)本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)相互纏繞、作用力膠必須

流動

后去接觸到被粘物UV固化壓敏膠的基本性能要求PSA=Adhesion+Cohesion粘UV固化聚酯結(jié)構(gòu)UV固化無溶劑型聚酯壓敏膠UV固化聚酯結(jié)構(gòu)UV固化無溶劑型聚酯壓敏膠UV固化無溶劑型聚氨酯壓敏膠UV固化無溶劑型聚氨酯壓敏膠UV固化無溶劑型環(huán)氧壓敏膠UV固化無溶劑型環(huán)氧壓敏膠缺陷固化后，較高溫度下剪切強度下降與溶劑型壓敏膠和乳液型壓敏膠相比，分子量較低（25,000~50,000）UV固化合成橡膠型壓敏膠優(yōu)點綠色環(huán)保工藝簡單可行

節(jié)約投資成本，產(chǎn)品價格較低。缺陷UV固化合成橡膠型壓敏膠優(yōu)點苯乙烯共聚彈性體苯乙烯共聚彈性體.裂解型和奪氫型光引發(fā)劑是紫外光固化體系的重要組成部分，在紫外光的照射激發(fā)下能產(chǎn)生活性中心的一類化合物，選擇合適的光引發(fā)劑對紫外光固化涂料體系至關(guān)重要。UV光引發(fā)劑引發(fā)反應機理.裂解型和奪氫型光引發(fā)劑是紫外光固化體系的重要組成部分，在紫常用的光引發(fā)劑.常用的光引發(fā)劑.多功能苯甲酮類光引發(fā)劑多功能苯甲酮類光引發(fā)劑有機硅壓敏膠具有優(yōu)異的粘接性能，在

–40℃

到

200℃均可以使用；對低表面能和高表面能的材料均可以粘接；用于紫外光固化的有機硅聚合物如二甲基硅氧烷基、二苯基甲基硅烷氧基或硅氧基攜帶可以進一步發(fā)生交聯(lián)反應的乙烯基或者丙烯酸酯基團；無溶劑的UV固化有機硅的分子量在50,000到

150,000范圍內(nèi)較為適宜。UV固化有機硅有機硅壓敏膠具有優(yōu)異的粘接性能，在–40℃到UV固化UV固化無溶劑型壓敏膠課件無溶劑光固化丙烯酸酯類壓敏膠無溶劑光固化丙烯酸酯類壓敏膠無溶劑型光固化低粘丙烯酸酯壓敏膠光固化丙烯酸酯壓敏膠的交聯(lián)特性主要交聯(lián)組分常規(guī)UV固化多官能度丙烯酸酯雙重交聯(lián)多官能度丙烯酸酯和熱固化交聯(lián)劑

三重交聯(lián)多官能度丙烯酸酯，熱固化交聯(lián)和常規(guī)交聯(lián)劑無溶劑型光固化低粘丙烯酸酯壓敏膠主要交聯(lián)組分多官能度丙烯酸酯無溶劑丙烯酸酯壓敏膠的光反應性內(nèi)交聯(lián)光引發(fā)劑外交聯(lián)光引發(fā)劑類型I(裂解型)有副產(chǎn)物類型II(奪氫型)無副產(chǎn)物無溶劑丙烯酸酯壓敏膠的光反應性內(nèi)交聯(lián)光引發(fā)劑類型I內(nèi)外交聯(lián)光引發(fā)劑的種類內(nèi)外交聯(lián)光引發(fā)劑的種類內(nèi)外光引發(fā)劑的實例內(nèi)外光引發(fā)劑的實例將光引發(fā)劑引入到大分子的結(jié)構(gòu)中與不飽和的光引發(fā)劑進行聚合外加不飽和的光引發(fā)劑(0.01to3.0wt.%)Exampleofadditionalphotoinitiator將光引發(fā)劑引入到大分子的結(jié)構(gòu)中與不飽和的光引發(fā)劑進行聚利用聚合型和外添加型光引發(fā)劑對丙烯酸酯壓敏膠進行改性利用聚合型和外添加型光引發(fā)劑對丙烯酸酯光固化丙烯酸酯壓敏膠的影響因素光固化丙烯酸樹脂的種類丙烯酸樹脂的分子量

預聚物、齊聚物和稀釋單體

不飽和或外添加型光引發(fā)劑的種類熱敏性交聯(lián)劑常規(guī)交聯(lián)劑添加劑光固化丙烯酸酯壓敏膠的影響因素光固化丙烯酸樹脂的種類光固化型丙烯酸酯壓敏膠的性質(zhì)初粘性剝離力剪切強度收縮性光引發(fā)劑的種類和用量

UV固化時間

UV光強影響因素光固化型丙烯酸酯壓敏膠的性質(zhì)初粘性剝離力剪切強度收縮性UV技術(shù)參數(shù)UV技術(shù)參數(shù)光固化型丙烯酸酯融體的分子量(100,000-300,000)對剪切強度的影響光固化型丙烯酸酯融體的分子量光固化時間對丙烯酸酯壓敏膠性能的影響光固化時間對丙烯酸酯壓敏膠性能的影響無溶劑型光固化丙烯酸酯壓敏膠的粘度性質(zhì)(活性稀釋單體的性質(zhì))

較高的光敏性與丙烯酸酯預聚物和齊聚物具有良好的溶解性和相容性

在光聚合和光交聯(lián)過程中具有較少的鏈轉(zhuǎn)移

室溫下呈現(xiàn)惰性

價格適中

較高的沸點無溶劑型光固化丙烯酸酯壓敏膠的粘度性質(zhì)較高的光敏性光敏性稀釋單體對無溶劑型丙烯酸酯壓敏膠的粘度影響光敏性稀釋單體對無溶劑型丙烯酸酯性質(zhì)光活性稀釋劑丙烯酸聚酯不飽和聚酯多官能度丙烯酸酯粘度[Pa·s]6~205~164~12收縮性[%]2~100.8~31.5~6可交聯(lián)性GoodVerygoodVe