[发明专利]一种单组分UV延迟固化胶粘剂组合物及其制备和应用方法

说明书

本发明公开了一种单组分UV延迟固化胶粘剂组合物及其制备和应用方法，属于辐射固化胶粘剂技术领域。该胶粘剂组合物包括光固化低聚物树脂、丙烯酸酯类活性稀释剂、环氧树脂、固化剂、光引发剂及自由基抑制剂，且光引发剂由光产碱剂与光敏剂混合而成。本发明的UV固化胶粘剂组合物制备方法简单，可应用于不透光基材间的粘接，涂敷于基材表面的胶粘剂受到紫外光照后不会立刻固化，可提供一定的操作时间窗口以满足不同应用场景下基材间的搭接定型，随后通过后固化则能够实现基材间的充分粘接。且该胶粘剂组合物装配效率高，固化后具有较好的粘接强度，在电子元件、航天航空、汽车机械及建筑材料等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及辐射固化胶粘剂技术领域，具体涉及一种单组分UV延迟固化胶粘剂组合物及其制备和应用方法。

背景技术

UV光固化技术与传统的热固化技术相比，具有高效、节能、环保等优点，已在涂料、油墨、胶粘剂、3D打印等众多领域得到了广泛应用。然而，将光固化技术应用于胶粘剂仍存在一些局限或技术瓶颈。据辐射固化协会统计，2018年我国UV固化胶粘剂产量约为2000吨，产值约为2.5亿元，在整个胶粘剂产业中的市场份额占比较小。其中辐射固化深度有限、体系有色以及基材不透明等因素，明显限制了UV固化胶粘剂的发展及应用领域。对于胶粘剂而言，大多数应用场景下被粘附基材为不透明，UV固化胶粘剂应用时则存在光难以穿透基材、无法激发光引发剂引发胶粘剂树脂发生固化反应的难题。因此，如何解决光固化胶粘剂在不透光基材间的有效光固化具有重要的研究意义及应用价值。

为了解决该问题，一种有效的策略是开发一种“延迟”光固化的胶粘剂体系。当其应用于不透光基材间的粘附时，涂敷于基材表面的胶粘剂受到紫外光照后并不会立刻发生快速光聚合/固化反应，而是具有一定的诱导期延迟固化反应的进行，提供足够的操作时间以满足基材间的搭接定型，随后则能够在较短的时间内实现后固化完成基材间的充分粘接。然而，传统应用于光固化涂料领域的丙烯酸自由基光聚合体系，光聚合速度过快，无法满足不透光基材搭接的操作时间窗口。相比于自由基型光引发剂，光产碱剂或光产酸剂经过紫外光照射之后产生碱性或酸性物质，进一步催化固化反应的进行，具有一定的潜伏期，可实现延迟的目的。关于延迟光固化技术，经对现有的科技文献检索发现，光产酸(阳离子)体系可能会对基材有一定的腐蚀作用；而光产碱体系则不存在这一问题，是一种良好的选择。如中国专利公开号为CN 106753139A的发明专利“一种延迟固化的单组分环氧树脂胶粘剂”和公开号为CN 108018011A的发明专利“一种适用于非透光材质粘接的紫外光固化胶黏剂”就是光产酸(阳离子)体系；而专利公开号为CN 104592923 B所报道的发明专利“一种紫外光引发的可延迟固化的单组分环氧胶黏剂及其制备方法”，利用四苯硼配对的季铵盐作为光产碱剂，经紫外光照之后产生叔胺，进一步引发环氧树脂发生聚合反应，通过对光产碱剂含量与紫外光照时间的控制，可调节胶粘剂固化速度，可以实现固化延迟30～60min，但是该体系的光产碱剂含量较高，分子量较小，固化后容易发生渗透迁移等问题，从而造成一定的污染，同时，经过紫外光照射后，从搭接到定型的时间超过了30min，可能会产生装配效率过低的问题。因此，开发具有“延迟”固化特性的新型光固化胶粘剂体系具有重要研究意义和应用价值。

发明内容

硫醇-丙烯酸酯点击反应具有产率高、无溶剂、反应条件温和等特点，此外由于独特的逐步聚合机理，还具有凝胶点延迟的优点。基于此，为了实现光固化胶粘剂在不透光基材间的延迟固化，提供合适的操作时间窗口以满足基材间的搭接定型，随后则能够通过后固化完成基材间的充分粘接，本发明提供了一种单组分UV延迟固化胶粘剂组合物及其制备和应用方法，通过将硫醇、丙烯酸酯、环氧树脂、光产碱剂引入胶粘剂体系制备胶黏剂组合物，制备过程中无溶剂添加，胶粘剂组合物受到紫外光照射后，光产碱剂受到激发产生碱，能够催化硫醇-丙烯酸酯的迈克尔加成反应以及硫醇与环氧树脂之间的反应，相比于单纯的光产碱剂-环氧树脂体系，在可以实现延迟功能的同时大大提高了胶粘剂的装配效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：