1. 研究目的与意义
20世纪20年代,压敏胶在电器绝缘领域的应用使其进入工业领域,现在压敏胶制品在世界各个国家得到了快速的发展,已广泛应用于包装、印刷、建筑装潢、医疗卫生、制造业、家电业和日常生活中。
紫外光固化胶粘剂是未来胶粘剂的发展方向之一,因此自20世纪60年代开始应用以来一直呈高速增长的势头,目前发达国家的年均增长率约为10%,国内由于电子工业和制造业的快速发展,平均增长率更是高达25%。尽管如此,目前uv固化压敏胶的应用研究仍还存在一些难以解决的技术问题,如辐照时间短,单体的转化率一般不高,胶粘制品中残余单体的气味较大;较强的uv辐照会损害基材,所以基材的选用范围比较窄;涂布时单体仍有一定的挥发性;应用成本较高等等。只有较好的解决了上述问题,uv固化压敏胶的应用才能得到进一步的发展。
紫外光固化丙烯酸酯压敏胶粘剂以其高效、节能、绿色的优点取得了高速的发展。目前,uv固化压敏胶胶的国际市场基本上被全球几大著名的胶粘剂生产商(如3m、dymax、汉高等公司)所垄断,它们uv固化压敏胶胶品种齐全,应用广泛,而且他们对uv胶的研究水平也居于全球领先地位。而国内uv固化压敏胶的应用技术存在辐照时间长、持粘力低、胶粘剂制品中残余的单体气味较大等难题。从环境和经济性的角度考虑,希望开发出一种具有高效、环保、节能优点的新型压敏胶带。
2. 国内外研究现状分析
当前,从世界范围看美国的压敏胶制品工业非常发达,位居世界第一,其中,热熔压敏胶增长很快,并且在压敏胶总量中占有较大比例,溶剂型压敏胶的比例在逐年减少,但截至目前,国内尚未有uv固化型压敏胶的生产报道,相关的研究工作尚处于学术研究和实验室开发阶段。
国内研究概况:釆用本体聚合的方法制备了uv型丙稀酸酯压敏胶,考察了照射强度与转化率的关系,照射强度越小越可以有效地将uv光能用于聚合物的聚合。陈格珍等人采用本体聚合方法制备丙稀酸醋的预聚体,再采用核-壳聚合的方法制得适合涂布的胶液,经常温涂布,最后进行紫外光交联固化得到uv固化压敏胶;李淑娟等人通过实验,合成了egdpm等可聚合的胺类助引发剂,再将其与引发剂二苯甲酮(bp)组成,对丙稀酸酷压敏胶惊醒的紫外光聚合,并对体系的光固化动力学进行了研究。
国外研究概况:在夺氢型光引发剂这一方面,zbigniewczech等人做了大量的研究工作。zbigniewczech等利用溶液聚合法合成了溶剂型uv固化丙稀酸酯压敏胶,并研究了几种不同结构的夺氢型光引发剂对压敏胶性能的影响;研究了新型吡啶盐光引发剂对本体聚合法合成的无溶剂型丙稀酸酯压敏胶的影响。
3. 研究的基本内容与计划
(1)掌握紫外光固化压敏胶的制备工艺及方法
(2)掌握紫外光固化压敏胶的反应机理及固化原理
(3)掌握压敏胶的初黏强度、持黏强度、剥离强度等性能的检测与分析方法
4. 研究创新点
uv固化型压敏胶作为一种新型光固化压敏胶,无溶剂、无污染、能耗低,既克服了热熔压敏胶容易热氧老化和不耐高温的缺点,与乳液型压敏胶相比,又提高了耐水性和涂布速度,成为压敏胶领域研究的热点。将uv固化技术应用于压敏胶的生产,是一种新的发展方向。uv固化具有固化速率快、能力损耗少、uv固化设备投资小、固化温度低以及无voc排放等优点。采用uv固化丙稀酸酯压敏胶,在节能减排方面均有极佳效果,可以满足生产规模大、高速及连续化生产的需要。针对目前环保型压敏胶材料的发展要求,uv固化技术这种理想的绿色化学技术将是压敏胶集制品的不二选择。
uv固化压敏胶的发展,一方面要解决基本原料问题,如有些原料带有颜色,影响制品的色泽;有些原料有异味甚至毒性,影响压敏胶的应用,尤其是在医用材料领域的应用。另一方面,应研究开发具有特殊性能、能满足特殊要求的uv固化压敏胶,例如对固化收缩率、热线膨胀系数、耐热性、折射率、强度等有特殊要求的压敏胶。原料的分子结构对胶粘剂性能有巨大影响,研究压敏胶主体材料的结构和性质之间的关系是非常有必要的。此外,高分子负载的新型光引发剂可以提高引发剂与体系的相容性,减少涂层泛黄、老化等现象,开展光引发剂高分子化的研究意义重大。
随着科学技术和国民经济的快速发展,胶粘剂在替代机械紧固方面已非常普及,其应用领域已渗入到各行各业。丙烯酸酯psa(特别是高性能环保型uv固化丙烯酸酯psa)已成为国民经济各领域中不可缺少的重要部分,也将是未来该研究领域发展的主流之一。uv固化无溶剂型丙烯酸酯psa的性能已达到溶剂型psa的水平,是一项可在高性能应用领域中实现无溶剂化的生产技术。从生产工艺方面,虽然还有必要对其固化性和生产设备深入探究,但仍然可以预见其作为一种新型的、功能性粘接材料,今后的应用前景将更为广阔。
