本发明属于结构粘接技术领域，具体涉及一种无表面处理PET基材粘接用 UV光固化胶黏剂及制备方法。
背景技术：
我国自20世纪80年代开始研制UV光固化胶黏剂以来，由于其制备容易、固化速度快、粘接性能好、耐光耐候性能好，并且具有优良的抗氧性，不含溶剂、无污染等优点，得到了较快的发展。UV光固化胶黏剂不采用溶剂或采用少量溶剂，可避免或减少因溶剂的使用所造成的环境污染和浪费。由于紫外光固化胶黏剂具有强度高、韧性好、适应性能强等显著优异性能，广泛用于宇航、航空、汽车、机械、舰船、电子、电器、仪表、建筑、家具、玩具、铁路、车辆、土木工程、工艺美术等行业的结构粘接、小件装配、大件组装、应急修复、防渗堵漏、铭牌粘贴等。
PET由于其透明性好等优点，越来越广泛应用于光学领域，但是由于其低表面能、高结晶度、低极性的特点，是一类难粘接材料；针对PET的粘接，通常需要对其进行化学处理，像电晕、等离子处理等方式，以提高其表面能，这样处理虽然会使粘接变的简单，但是会浪费时间和加大成本投入。
申请号CN2010102102656的中国专利申请公开了一种UV光固化胶印油墨及其制备方法，适应于油墨方向，与PET基材的性质差异很大，不具备通用性。
技术实现要素：
针对现有问题的不足，本发明的目的是提供一种无表面处理PET基材粘接用 UV光固化胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂能对未进行表面处理的PET材料进行有效粘接，具有强度高、优异的柔韧性、抗湿热和耐高温等性能；同时由于不需要对PET进行表面处理，从而简化了工艺，节约了成本。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂，其组分及其质量份如下：有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物40-70份，丙烯酸酯单体10-30份，增粘剂20-40份，光引发剂1-5份，填料1-5份，功能性助剂0.1-3份，其中有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯由羟丙基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯合成，所述羟丙基硅油：异佛尔酮二异氰酸酯：甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为6-12： 2-6：1-4。有机硅具有低表面能的特点，可以显著提升胶黏剂的润湿能力，且耐温性能好；将有机硅物质引入到聚氨酯丙烯酸酯的合成上来，制备出有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物，融合了二者的有益性能。
作为本申请的优选技术方案，所述丙烯酸酯单体为四氢呋喃丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠醛酯中的一种或两种的混合。
作为本申请的优选技术方案，所述增粘剂为N,N-二甲基丙烯酰胺。N,N-二甲基丙烯酰胺能一定程度侵蚀PET基材，有利于胶黏剂固化后的交联结构与PET 分子结构形成互穿聚合物网络结构(IPN)，从而有利于粘接。
作为本申请的优选技术方案，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷、1-羟基环己基苯甲基酮中的一种或两种的混合。
作为本申请的优选技术方案，所述填料为TS-720。TS-720为憎水气相二氧化硅，与胶黏剂体系相容性好，气硅均匀分散在体系内，具有补强作用。
作为本申请的优选技术方案，所述功能性助剂为IRGACUR2022、EFKA3777 中的一种或两种的混合。
一种无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备：
在氮气保护下，先加入羟丙基硅油，待温度上升到70±5℃时，加入溶有催化剂的异佛尔酮二异氰酸酯溶液，升温至80±5℃反应3-5h；关闭热源，待温度下降至55±5℃；加入溶有催化剂和阻聚剂的甲基丙烯酸羟乙酯溶液，继续反应 1-2h；
(2)终产物制备：
按照配比将丙烯酸酯单体，增粘剂加入反应釜中，避光搅拌均匀；接着加入步骤(1)所得的有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物低聚物、光引发剂、填料和功能性助剂继续搅拌，即得。
作为本申请的优选技术方案，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯制备过程中的催化剂为二丁基二月桂酸酯，阻聚剂为对苯二酚，所述二丁基二月桂酸酯占羟丙基硅油质量的0.1-1‰，所述对苯二酚占羟丙基硅油质量的0.1-0.5‰。
本发明提供的无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂，与现有技术相比，具有以下有益效果：
该UV光固化胶黏剂能对未进行表面预处理的PET材料进行有效粘接，具有强度高、优异的柔韧性、抗湿热和耐高温等性能；同时由于不需要对PET进行表面处理，从而简化了工艺，节约了成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。所用试剂或者仪器设备未注明生产厂商的，均视为可以通过市场购买的常规产品。
本发明所采用的有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物为自制低聚物，利用羟丙基硅油代替多元醇与异佛尔酮二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯反应形成低聚物。
实施例1：
一种无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂，其组分及其质量百分比如下：有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物40份，四氢呋喃丙烯酸酯10份，增粘剂N,N-二甲基丙烯酰胺20份，光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷 1份，填料TS-7201份，功能性助剂IRGACUR2022 0.1份，其中有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯由羟丙基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯合成，所述羟丙基硅油：异佛尔酮二异氰酸酯：甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为6：2：1，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯合成过程中的催化剂为二丁基二月桂酸酯，占羟丙基硅油质量的0.1‰，阻聚剂为对苯二酚，占羟丙基硅油质量的0.1‰。
上述无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备：
在氮气保护下，先加入羟丙基硅油，待温度上升到70±5℃时，加入溶有催化剂的异佛尔酮二异氰酸酯溶液，升温至80±5℃反应3h；关闭热源，待温度下降至55±5℃；加入溶有催化剂和阻聚剂的甲基丙烯酸羟乙酯溶液，继续反应 1-2h。
(2)终产物制备：
按照权利要求1所述的各原料的配比将丙烯酸酯单体，增粘剂加入反应釜中，避光搅拌均匀；接着加入步骤(1)所得的有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物低聚物、光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷、填料TS-720和 IRGACUR2022继续搅拌，即得。
用1KW手提固化机进行光固化，固化机光源与样品距离约为20cm，当厚度0.5-0.6毫米左右的样品完全从液态变成固态，则称为固化所需时间。硬度用邵氏D硬度仪测试。拉伸剪切测试按照ASTM D1002标准进行。
实验结果表明，样品固化所需时间小于40s，固化能约为800mJ/cm2，硬度为60-70，拉伸剪切强度超过6Mpa，破坏方式为基材断裂。
实施例2
一种无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂，其组分及其质量百分比如下：有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物70份，四氢呋喃丙烯酸酯单体30 份，增粘剂40份，光引发剂1-羟基环己基苯甲基酮5份，填料TS-7205份，功能性助剂EFKA3777 3份，其中有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯由羟丙基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯合成，所述羟丙基硅油：异佛尔酮二异氰酸酯：甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为12：6：4，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯合成过程中的催化剂为二丁基二月桂酸酯，占羟丙基硅油质量的1‰，阻聚剂为对苯二酚，占羟丙基硅油质量的0.5‰。
上述无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备：
在氮气保护下，先加入羟丙基硅油，待温度上升到70±5℃时，加入溶有催化剂的异佛尔酮二异氰酸酯溶液，升温至80±5℃反应5h；关闭热源，待温度下降至55±5℃；加入溶有催化剂和阻聚剂的甲基丙烯酸羟乙酯溶液，继续反应 1-2h。
(2)终产物制备：
按照权利要求1所述的各原料的配比将丙烯酸酯单体，增粘剂加入反应釜中，避光搅拌均匀；接着加入步骤(1)所得的有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物低聚物、光引发剂1-羟基环己基苯甲基酮、填料TS-720和功能性助剂 EFKA3777继续搅拌，即得。
用1KW手提固化机进行光固化，固化机光源与样品距离约为20cm，当厚度0.5-0.6毫米左右的样品完全从液态变成固态，则称为固化所需时间。硬度用邵氏D硬度仪测试。拉伸剪切测试按照ASTM D1002标准进行。
实验结果表明，样品固化所需时间小于40s，固化能约为800mJ/cm2，硬度为55-65，拉伸剪切强度超过6Mpa，破坏方式为基材断裂。
实施例3
一种无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂，其组分及其质量百分比如下：有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物50份，(甲基)丙烯酸四氢糠醛酯单体16份，增粘剂N,N-二甲基丙烯酰胺30份，光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化磷和1-羟基环己基苯甲基酮共计2份，填料TS-720 2份，功能性助剂IRGACUR2022和EFKA3777共0.4份，其中有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯由羟丙基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯合成，所述羟丙基硅油：异佛尔酮二异氰酸酯：甲基丙烯酸羟乙酯的质量比为1000：222.26：133.4，所述有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯合成过程中的催化剂为二丁基二月桂酸酯，占羟丙基硅油质量的0.8‰，阻聚剂为对苯二酚，占羟丙基硅油质量的0.22‰。
上述无表面处理PET基材粘接用UV光固化胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物的制备：
在氮气保护下，先加入羟丙基硅油，待温度上升到70±5℃时，加入溶有催化剂的异佛尔酮二异氰酸酯溶液，升温至80±5℃反应4h；关闭热源，待温度下降至55±5℃；加入溶有催化剂和阻聚剂的甲基丙烯酸羟乙酯溶液，继续反应 1-2h。
(2)终产物制备：
按照权利要求1所述的各原料的配比将丙烯酸酯单体，增粘剂加入反应釜中，避光搅拌均匀；接着加入步骤(1)所得的有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯低聚物低聚物、光引发剂、填料和功能性助剂继续搅拌，即得。
用1KW手提固化机进行光固化，固化机光源与样品距离约为20cm，当厚度0.5-0.6毫米左右的样品完全从液态变成固态，则称为固化所需时间。硬度用邵氏D硬度仪测试。拉伸剪切测试按照ASTM D1002标准进行。
实验结果表明，样品固化所需时间小于40s，固化能约为800mJ/cm2，硬度为65-75，拉伸剪切强度超过6Mpa，破坏方式为基材断裂。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求为保护范围。