紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机硅胶粘剂材料技术领域，特别是涉及一种紫外光-湿气双固化改 性有机硅胶粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着大规模自动化连续生产的发展以及环保要求的提高，紫外光固化材料 在涂料、胶粘剂、油墨等领域得到广泛应用。紫外光固化技术不仅可以实现高效快速固化， 而且固化过程低能耗无污染，便于工厂的流水化生产作业，符合环保要求。但是固化过程中 会产生阴影区域导致紫外光无法透过，影响胶粘剂的深度固化。同时，现有普通胶粘剂还存 在耐高低温性能差、耐老化性能差等诸多缺点，难以满足一些领域的性能要求。因此有必要 寻求一种可以在紫外光照射后能够快速固化定型，进而利用暗反应继续深层固化同时具有 突出物理化学性能的胶粘剂。
[0003] 有机硅胶粘剂具有优异的物理化学性能，如优良的耐高低温、耐候性能，电绝缘性 能和粘结性能等，使其广泛应用于电子电器、轨道交通、灯具照明等领域的粘结灌封。但是 传统结构的聚硅氧烷无法直接用于紫外光固化体系。
[0004] 因此现有技术中需要开发一种紫外光-湿气双固化的有机硅胶粘剂。
【发明内容】
[0005] 基于此，本发明的目的是提供一种紫外光-湿气双固化有机硅胶粘剂。
[0006] 具体的技术方案如下：
[0007] -种紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂，其重量份的原料组成如下：
[0010] 所述改性聚硅氧烷的结构式如下：
[0011]
[0012] 其中，R'为一Η 或一CH3 ；
[0013] R的结构式为
a，b，c均为0-5的整 数且不同时为零；
[0015] R2 为一0CH3 或一OCH2CH3;
[0016] R3 为一0(? 或一OCH2 (? 或一(?;
[0017] n = 10 ~1000，n 为整数。
[0018] 在其中一些实施例中，所述改性聚硅氧烷的制备方法如下：
[0019] 将双环氧基封端聚二甲基硅氧烷和阻聚剂置于反应器中，加热至75~85°C，然后 在搅拌下滴加丙烯酸类单体和催化剂组成的混合溶液;滴加完成后，升温至100°c~110°C， 保温反应3~6小时后，减压蒸馏除去未反应的丙烯酸类单体;调节温度至60°C~80°C，在搅 拌的条件下滴加硅烷偶联剂，保温反应2~4小时，冷却即得所述改性聚硅氧烷，以上反应均 在氮气气氛中进行；
[0020] 所述双环氧基封端聚二甲基硅氧烷与丙烯酸类单体的摩尔比为1:1.0~1.2;所述 硅烷偶联剂的添加量为双环氧基封端聚^甲基娃氧添加量的0.5~2wt %。
[0021 ]在其中一些实施例中，所述双环氧基封端聚二甲基硅氧烷在25°C时的粘度为0.1 ~20Pa · S。
[0022] 在其中一些实施例中，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸或甲基丙烯酸;所述阻聚剂 为对苯二酚，添加量为双环氧基封端聚二甲基硅氧烷添加量的0.3~0.5wt % ;所述催化剂 为三乙胺，添加量为所述丙烯酸类单体添加量的4~所述硅烷偶联剂偶联剂选自3-异氰酸丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷、甲基-(3-异氰酸丙基)二甲氧基硅 烷、甲基_(3-异氰酸甲基)二甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0023] 在其中一些实施例中，所述α，ω -二羟基聚二甲基硅氧烷的结构式为
其中m=10~2000，m为整数，25°C时粘度为1~60Pa · S。
[0024] 在其中一些实施例中，所述硅油增塑剂为分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷，25 °〇时粘度为O.lPa · S~0.5Pa · S;所述稀释剂选自己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙 烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或 几种;所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮和含硅大分子 光引发剂中的至少一种;所述催化剂为二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛 基锡和钛酸酯螯合物中的至少一种。
[0025]本发明的另一目的是提供上述紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂的制备方 法。
[0026]具体的技术方案如下：
[0027]上述紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：
[0028] (1)改性聚硅氧烷的制备
[0029]将双环氧基封端聚二甲基硅氧烷和阻聚剂置于反应器中，加热至75~85°C，然后 在搅拌下滴加丙烯酸类单体和催化剂组成的混合溶液;滴加完成后，升温至100°c~110°C， 保温反应3~6小时后，减压蒸馏除去未反应的丙烯酸类单体;调节温度至60°C~80°C，在搅 拌的条件下滴加硅烷偶联剂，保温反应2~4小时，冷却即得所述改性聚硅氧烷，以上反应均 在氮气气氛中进行；
[0030] 所述双环氧基封端聚二甲基硅氧烷与丙烯酸类单体的摩尔比为1:1.0~1.2;所述 硅烷偶联剂的添加量为双环氧基封端聚^甲基娃氧添加量的0.5~2wt % ;
[0031] (2)有机硅胶粘剂的制备
[0032] 在室温下，将步骤(1)制备得到的改性聚硅氧烷置于行星搅拌机，然后分别加入α， ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、硅油增塑剂、气相白炭黑、稀释剂、光引发剂、催化剂，于真空度 0.085~0.099MPa，转速200~600rpm下，搅拌90~180分钟，即得紫外光-湿气双固化改性有 机硅胶粘剂。
[0033]在其中一些实施例中，所述双环氧基封端聚二甲基硅氧烷在25°C时的粘度为0.1 ~20Pa · S。
[0034] 在其中一些实施例中，步骤（1)中，将双环氧基封端聚二甲基硅氧烷和阻聚剂置于 反应器中，加热至80°C，然后在搅拌下滴加丙烯酸类单体和催化剂组成的混合溶液;滴加完 成后，升温至l〇〇°C，保温反应4小时后，减压蒸馏除去未反应的丙烯酸类单体;调节温度至 75°C，在搅拌的条件下滴加硅烷偶联剂，保温反应3小时，冷却即得所述改性聚硅氧烷，以上 反应均在氮气气氛中进行。
[0035] 在其中一些实施例中，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸或甲基丙烯酸;所述阻聚剂 为对苯二酚，添加量为双环氧基封端聚二甲基硅氧烷添加量的0.3~0.5wt % ;所述催化剂 为三乙胺，添加量为所述丙烯酸类单体添加量的4~所述硅烷偶联剂偶联剂选自3-异氰酸丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷、甲基-(3-异氰酸丙基)二甲氧基硅 烷、甲基_(3-异氰酸甲基)二甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0036]本发明的原理与有益效果如下：
[0037] 本发明对传统结构的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷进行改性，引入可紫外光固化 的丙烯酸酯结构和可湿气水解的烷氧基基团。在紫外光照射下，光引发剂吸收能量形成自 由基，然后引发稀释剂和改性聚硅氧烷中的不饱和双键形成新的自由基，进行自由基连锁 反应，从而交联固化；同时，在湿气存在下，硅原子上的烷氧基基团水解，引发缩合反应，实 现固化效果。
[0038] (1)本发明的紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂在一定强度的紫外光照射下， 可以实现快速固化定型，高效便捷，利于工厂的流水化作业生产需求；阴影区域可以通过湿 气固化继续深层固化，使固化完全，提高粘结层的物理化学性能。
[0039] (2)绿色环保，高效无污染，节约能源，符合环保要求。
[0040] (3)与市售普通类型的紫外光固化型胶粘剂相比，本发明的紫外光-湿气双固化改 性有机娃I父粘剂具有良好的耐尚低温、耐候性能、电绝缘性能、物理机械性能和粘结性能 等，可广泛应用于多种材料的粘结灌封。
【具体实施方式】
[0041] 以下通过实施例对本申请做进一步阐述。
[0042] 实施例1
[0043 ]本实施例一种紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂的制备方法，包括如下步骤： [0044] (1)改性聚硅氧烷的制备：
[0045] 在80°C下，边搅拌，边向装有1000g粘度为1.5Pa · S的双环氧基封端聚二甲基硅氧 烷和4.0g对苯二酚的反应器中滴加15.0g丙烯酸和0.75g三乙胺组成的混合溶液;滴加完成 后，升温至l〇〇°C，保温反应4小时后，减压蒸馏除去未反应的丙烯酸;重新调节温度至75°C， 边搅拌，边滴加10.〇g 3-异氰酸丙基三甲氧基硅烷，保温反应3小时，冷却得到改性聚硅氧 烷。以上反应均在氮气气氛中进行。
[0046]制备得到改性聚硅氧烷的结构式如下：
[0048] 其中，n = 400~500，n为整数;产物粘度约为1600mPa · S。
[0049] (2)有机硅胶粘剂的制备：
[0050] 在室温下，先将100重量份上述改性聚硅氧烷置于行星搅拌机，然后分别加入18重 量份粘度为20Pa · S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、8重量份粘度为O.lPa · S末端为甲基 的聚二甲基硅氧烷、2重量份比表面积为150m2/g的气相白炭黑、3重量份HDDA、1重量份2-羟 基-2-甲基-1-苯基丙酮、2重量份二月桂酸二丁基锡，于真空度0.095MPa，转速500rpm下，搅 拌120分钟，制得紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂。
[0051 ] 实施例2
[0052 ]本实施例一种紫外光-湿气双固化改性有机硅胶粘剂的制备方法，包括如下步骤： [0053] (1)改性聚硅氧烷的制备：
[0054] 在80°C下，边搅拌，边向装有1000g粘度为5.0Pa · S的双环氧基封端聚二甲基硅氧 烷和4.0g对苯二酚的反应器中滴加15.0g丙烯酸和0.75g三乙胺组成的混合溶液;滴加完成 后，升温至l〇〇°C，保温反应4小时后，减压蒸馏除去未反应的丙烯酸;重新调节温度至75°C， 边搅拌，边滴加10.〇g 3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，保温反应3小时，冷却