一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及胶粘剂技术领域，更具体地涉及一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂及其制备方法。


背景技术：

2.当今电子电器行业日新月异，胶黏剂在电子电器行业中的分量越来越重，随着电子电器行业的发展，对胶黏剂提出了各种各样的要求，也直接推动了胶黏剂在电子电器行业的进步和发展。其中，电子电器行业通常要求胶黏剂需要阻燃甚至阻燃级别达到ul94v-0级别，如新能源中的动力电池、电动马达、电子电器的防火，电路板的三防要求等，都要求胶黏剂阻燃，同时材料本身要环保、不释放卤素等有毒有害的物质，同时要符合对人体皮肤低刺激、低致敏的特性。uv胶粘剂作为一种低排放、粘接强度高、固化速度快可以实行自动化，在电子电器行业中应用越来越普遍。因此，结合实际应用需要，开发一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂及其制备方法势在必行。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂及其制备方法。
4.为了实现上述目的，本发明公开了一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：丙烯酸酯低聚物45～60份、丙烯酸酯单体15～30份、硅烷偶联剂1～3份、光引发剂1～5份、阻燃剂7～15份、聚磷酸铵5～10份、对甲氧基苯酚0.01～0.1份、分散剂1～3份和气相二氧化硅1～5份。
5.较佳地，丙烯酸酯低聚物选自聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯中的一种或者两种。
6.较佳地，丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸异冰片酯、4-叔丁基环已基丙烯酸酯、丙烯酰吗啉、乙氧化四氢呋喃丙烯酸酯、丙氧化四氢呋喃丙烯酸酯和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中的一种或几种。
7.较佳地，阻燃剂选自磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯和甲基膦酸二甲酯中的一种或几种。
8.较佳地，光引发剂由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和苯甲酰甲酸甲酯中的一种或几种。
[0009]
较佳地，环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂，制备材料包括聚氨酯丙烯酸酯48～55份、甲基丙烯酸异冰片酯7～10份、乙氧化四氢呋喃丙烯酸酯7～10份、硅烷偶联剂2～3份、光引发剂2～3份、甲基膦酸二甲酯7～15份、聚磷酸铵5～10份、对甲氧基苯酚0.02～0.05份、分散剂1.5～2.5份和气相二氧化硅3～5份。
[0010]
具体地，硅烷偶联剂可为2份、2.5份、3份，分散剂为1.5份、2份、2.5份。
[0011]
进一步地，本发明还公开了一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂的制备方法，包括步骤：
[0012]
(1)在避紫外光环境下，将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯单体、硅烷偶联剂、阻燃剂、聚磷酸铵、分散剂、气相二氧化硅搅拌均匀，得到基础胶粘剂；
[0013]
(2)往基础胶粘剂中加入对甲氧基苯酚和光引发剂继续搅拌均匀；
[0014]
(3)真空处理气泡，得到紫外光固化胶粘剂。
[0015]
较佳地，步骤(1)中控制温度为60～70℃，搅拌时间为1.5～2.5小时；步骤(2)中控制温度为30～40℃，搅拌时间为1～1.5小时。
[0016]
与现有技术相比，本发明的技术效果和优点包括：
[0017]
(1)固化速度快，在365-405nm照射波长、照射强度50mw/cm2、照射能量1000-2000mj/cm2条件下，3-5s即可固化。
[0018]
(2)表面固化效果好，不粘手，不粘电子其他元器件。
[0019]
(3)粘接力高，剪切强度达到6mpa以上，对pc、pet、abs、pbt、pa、lcp等各种塑料以及金属、玻璃等基材都具有良好的粘接强度。
[0020]
(4)耐老化性能优异，绝缘电阻高，体积与表面电阻可达1012ω。
[0021]
(5)阻燃级别高，达到ul94v-0级，满足对卤素限制要求，所选原材料的人体皮肤刺激指数都小于2，不易致敏。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023]
实施例1
[0024]
一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯50份、丙烯酸酯单体20份、硅烷偶联剂2份、光引发剂2份、阻燃剂10份、聚磷酸铵10份、对甲氧基苯酚0.05份、分散剂2份和气相二氧化硅4份。
[0025]
具体地，丙烯酸酯低聚物可以为选自聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或者两种。
[0026]
具体地，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸异冰片酯10份、丙氧化四氢呋喃丙烯酸酯10份组成的混合物。
[0027]
具体地，阻燃剂为甲基膦酸二甲酯，含量10份。
[0028]
具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮1份、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1份的组合物。
[0029]
具体地，硅烷偶联剂为kh-560偶联剂，分散剂为byk110分散剂。
[0030]
环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂的制备方法包括以下步骤：
[0031]
(1)在避紫外线光环境下，将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯单体、硅烷偶联剂、阻燃剂、聚磷酸铵、分散剂、气相二氧化硅分别加入搅拌机中，将温度设置为60℃，开始搅拌分散，搅拌2小时。
[0032]
(2)通冷却水开始冷却降低温度至30℃，加入对甲氧基苯酚和光引发剂，继续搅拌1小时。
[0033]
(3)开始抽真空至无气泡，得到紫外光固化胶粘剂。
[0034]
实施例2
[0035]
一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯55份、丙烯酸酯单体15份、硅烷偶联剂2份、光引发剂2份、阻燃剂10份、聚磷酸铵5份、对甲氧基苯酚0.02份、分散剂2份和气相二氧化硅3份。
[0036]
具体地，丙烯酸酯单体为丙烯酰吗啉8份、乙氧化四氢呋喃丙烯酸酯7份组成的混合物。
[0037]
具体地，阻燃剂为磷酸三(2-氯乙基)酯和甲基膦酸二甲酯混合物，其中每种成分含量为5份。
[0038]
具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮1份、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯1份的组合物。
[0039]
具体地，硅烷偶联剂为kh-560偶联剂，分散剂为byk110分散剂。
[0040]
环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂的制备方法包括以下步骤：
[0041]
(1)在避紫外光环境下，将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯单体、硅烷偶联剂、阻燃剂、聚磷酸铵、分散剂、气相二氧化硅分别加入搅拌机中，将温度设置为60℃，开始搅拌分散，搅拌2小时。
[0042]
(2)通冷却水开启冷却降低温度至30℃，加入对甲氧基苯酚和光引发剂，继续搅拌1小时。
[0043]
(3)开始抽真空至无气泡，得到紫外光固化胶粘剂。
[0044]
实施例3
[0045]
一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯50份、丙烯酸酯单体20份、硅烷偶联剂2份、光引发剂3份、阻燃剂15份、聚磷酸铵10份、对甲氧基苯酚0.05份、分散剂2份和气相二氧化硅3份。
[0046]
具体地，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸异冰片酯10份、丙烯酰吗啉10份组成的混合物。
[0047]
具体地，阻燃剂为磷酸三(2，3-二氯丙基)酯5份与甲基膦酸二甲酯10份的混合物。
[0048]
具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮2份和2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮1份的组合物。
[0049]
具体地，硅烷偶联剂为kh-560偶联剂，分散剂为byk110分散剂。
[0050]
环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂的制备方法包括以下步骤：
[0051]
(1)在避紫外光环境下，将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯单体、硅烷偶联剂、阻燃剂、聚磷酸铵、分散剂、气相二氧化硅分别加入搅拌机中，将温度设置为60℃，开始搅拌分散，搅拌2小时。
[0052]
(2)通冷却水开始冷却降低温度至30℃，加入对甲氧基苯酚和光引发剂，继续搅拌1小时。
[0053]
(3)开始抽真空至无气泡，得到紫外光固化胶粘剂。
[0054]
实施例4
[0055]
一种环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯48份、丙烯酸酯单体16份、硅烷偶联剂2份、光引发剂4份、阻燃剂8份、聚磷酸铵7份、对甲氧基苯酚0.05份、分散剂2份和气相二氧化硅2份。
[0056]
具体地，丙烯酸酯单体为环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯6份、丙烯酰吗啉10份组成的混合物。
[0057]
具体地，阻燃剂为磷酸三(1-氯-2-丙基)酯和甲基膦酸二甲酯的混合物，分别4份，共8份。
[0058]
具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮2份、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮2份的组合物。
[0059]
具体地，硅烷偶联剂为kh-560偶联剂，分散剂为byk110分散剂。
[0060]
环保阻燃型低致敏的紫外光固化胶粘剂的制备方法包括以下步骤：
[0061]
(1)在避紫外线光环境下，将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯单体、硅烷偶联剂、阻燃剂、聚磷酸铵、分散剂、气相二氧化硅分别加入搅拌机中，将温度设置为60℃，开始搅拌分散，搅拌2小时。
[0062]
(2)通冷却水开启冷却降低温度至30℃，加入对甲氧基苯酚和光引发剂，继续搅拌1小时。
[0063]
(3)开启抽真空至无气泡，得到紫外光固化胶粘剂。
[0064]
对比例1
[0065]
一种紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯50份、丙烯酸酯单体20份、kh-560偶联剂2份、光引发剂2份、甲基膦酸二甲酯10份、聚磷酸铵10份、对甲氧基苯酚0.05份、byk110分散剂2份和气相二氧化硅4份。
[0066]
具体地，丙烯酸酯单体为n,n-二甲基丙烯酰胺10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10份组成的混合物。
[0067]
具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮1份、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1份的组合物。
[0068]
制备步骤同实施例1。
[0069]
对比例2
[0070]
一种紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯55份、丙烯酸酯单体15份、kh-560偶联剂2份、光引发剂2份、阻燃剂10份、聚磷酸铵5份、对甲氧基苯酚0.02份、byk110分散剂2份和气相二氧化硅3份。
[0071]
具体地，丙烯酸酯单体为(3,3,5)-三甲基环己基丙烯酸酯15份。
[0072]
具体地，阻燃剂为磷酸三(2-氯乙基)酯和甲基膦酸二甲酯混合物，其中每种成分含量为5份。具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮1份、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯1份的组合物。
[0073]
制备步骤同实施例2。
[0074]
对比例3
[0075]
一种紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯50份、丙烯酸酯单体20份、kh-560偶联剂2份、光引发剂3份、阻燃剂15份、聚磷酸铵10份、对甲氧基苯酚0.05份、byk110分散剂2份和气相二氧化硅3份。
[0076]
具体地，丙烯酸酯单体为四氢呋喃丙烯酸酯10份、丙烯酸异冰片酯10份组成的混合物。
[0077]
具体地，阻燃剂为磷酸三(2，3-二氯丙基)酯5份与甲基膦酸二甲酯10份的混合物。具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮2份和2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮1份的组合物。
[0078]
制备步骤同实施例3。
[0079]
对比例4
[0080]
一种紫外光固化胶粘剂，按重量份数计，制备材料包括：聚氨酯丙烯酸酯48份、丙烯酸酯单体16份、kh-560偶联剂2份、光引发剂4份、阻燃剂8份、聚磷酸铵7份、对甲氧基苯酚0.05份、byk110分散剂2份和气相二氧化硅2份。
[0081]
具体地，丙烯酸酯单体为环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯6份、丙烯酰吗啉10份组成的混合物。具体地，阻燃剂为磷酸三(1-氯-2-丙基)酯8份。
[0082]
具体地，光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮2份、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮2份的组合物。
[0083]
制备步骤同实施例4。
[0084]
对实施例1-4和对比例1-4制得的紫外光固化胶粘剂进行性能测试，测试结果如表1所示。
[0085]
其中，测试项目及方法如下：
[0086]
粘接强度的测试标准为gb/t 7124-2008/iso 4587：2003。卤素含量检测采用荧光光谱法。阻燃性的测试标准为anst/ul94-1985。皮肤刺激指数的测试标准为astm f719-1981(2012)测试生物材料对兔子原发性皮肤剌激性的标准实施规程。iso刺激与迟发型超敏反应试验的评价标准为gb/t 16886.10-2005；iso 10993-10：2002。
[0087]
表1紫外光固化胶粘剂的性能测试结果
[0088][0089]
从表1测试结果可知，实施例1-4中制得的胶粘剂粘接力高、卤素含量低、阻燃级别
高，均达到ul94v-0级。对比例1与实施例1、对比例2与实施例2、对比例3与实施例3分别对比可知，选用部分常规丙烯酸酯单体，尽管粘接强度也能够达到比较高的值，但是对皮肤有较大的刺激，引发皮炎或红胀。对比例4与实施例4可知，甲基膦酸二甲酯与磷酸三(1-氯-2-丙基)酯具有协同阻燃的作用；从实施例1-4可知，甲基膦酸二甲酯的使用能够降低胶粘剂中卤素含量，使卤素含量低于900ppm。
[0090]
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。