[发明专利]一种光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用。该光固化聚氨酯胶粘剂，按重量份数计，包括以下原料：聚氨酯丙烯酸酯50‑70份、丙烯酸酯共聚齐聚物8‑20份、丙烯酸异冰片酯10‑30份、光引发剂0.5‑2份、偶联剂1‑3份。本发明提供的光固化聚氨酯胶粘剂可实现在UVLED 385nm波长条件下固化，充分避免固化过程中臭氧的产生，紫外光LED灯管寿命可以达到传统UV汞灯的10倍以上，耗电只有以往的20％，更加绿色环保；胶粘剂固化之后的成膜物可在‑30‑100℃对玻璃与玻璃、以及玻璃与铁器之间有良好的粘接性能；胶粘剂的制备过程整体密闭性良好，生产过程无任何有机挥发物VOCs污染排放问题，新产品解决了溶剂污染问题，光固化前后气味极低，减少了对环境的破坏力。

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，特别涉及一种光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用。

背景技术

紫外光(简称：UV)固化胶粘剂是指在紫外光照射后，胶粘剂小分子物料发生光化学反应，经过交联聚合而形成有一定硬度固化产物的过程。与传统自然干燥或热固化技术相比，由于其固化速度快，环境友好，能源消耗量少，且无溶剂挥发等众多突出优点而得到广泛研究。

市场上成熟的UV汞灯固化设备的紫外线波长在200-400nm之间。在这个范围内的紫外线又被划分为A射线、B射线和C射线(简称UVA、UVB和UVC)，波长对应范围分别为400-315nm、315-280nm、280-190nm。其中280nm以下的短波紫外线照射时，会与空气中的氧气接触，易产生臭氧，成为气味的一大来源。这是由于短波长UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。

使用传统的汞灯来固化UV胶粘剂，在使用过程中产生的臭氧浓度较高，其刺激性气味让人讨厌。医学上认为：一般臭氧吸入体内后，能迅速转化为活性很强的自由基-超氧基(O^2-)，使不饱和脂肪酸氧化，造成细胞损伤。医学研究表明，摄入大量臭氧，会严重刺激人的呼吸道，造成胸闷咳嗽、咽喉肿痛、甚至是引发支气管炎和肺气肿。还会引起视力下降、头晕头痛、记忆力衰退的神经性中毒的症状。况且传统UV胶粘剂固化时的耗电量较大，且使用寿命只有2000h左右，需要每间隔三个月左右更换一次新灯管。且灯管一旦报废，由于其内含有汞、卤素类等重金属，也存在环境污染的风险。

传统的UV胶粘剂往往采用含有溶剂的丙烯酸酯类齐聚物制备，刺激性气味大，所用的光引发剂也往往固化前后气味臭，对施工环境影响大，严重影响了工人的身体健康。故此，UV胶粘剂迫切需要新技术、新工艺解决自身存在的环保缺陷问题。

UV LED紫外灯的出现，尤其是波长在385nm的LED固化装置，给传统UV胶粘剂市场带来了一场绿色环保变革。本发明，从固化设备入手，优先选择波长为385nm的UV LED紫外灯固化，使用“无溶剂法”合成的聚氨酯丙烯酸树脂，以及其他对玻璃附着牢度良好的丙烯酸酯类物料复配，制备出可以在UV LED条件下实现光固化的胶粘剂新品。解决了臭氧污染问题及溶剂挥发造成的气味臭的问题，确保整个生产过程及固化之后均没有机挥发物VOCs生成。实现了绿色可持续发展。

发明内容

本发明旨在提供一种光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用，以解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种光固化聚氨酯胶粘剂，按重量份数计，包括以下原料：聚氨酯丙烯酸酯40-80份、丙烯酸酯共聚齐聚物8-20份、丙烯酸异冰片酯10-30份、光引发剂0.5-2份、偶联剂1-3份。

优选的，所述聚氨酯丙烯酸酯为采用下述方法制得：将异氰酸酯单体升温至50-70℃，再加入聚酯多元醇，反应0.5-1.5h，升温至70-90℃，加入阻聚剂和催化剂，缓慢滴加季戊四醇三丙烯酸酯，反应1.5-2.5h，得到聚氨酯丙烯酸酯。