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紫外光固化胶粘剂粘接强度的研究结果
来源: | 作者:unitedmart | 发布时间: 2012-07-04 | 157 次浏览 | 分享到:
UV(紫外光)固化胶具有固化速率快、可大面积施工和生产效率高等优点,已在电子电器、医疗器械等领域中得到广泛应用。UV固化胶的粘接强度主要与配方、被粘接材料及其表面处理技术等有关,并且UV固化胶中低聚物的选择及配方设计极其重要。其粘接强度的影

UV(紫外光)固化胶具有固化速率快、可大面积施工和生产效率高等优点,已在电子电器、医疗器械等领域中得到广泛应用。UV固化胶的粘接强度主要与配方、被粘接材料及其表面处理技术等有关,并且UV固化胶中低聚物的选择及配方设计极其重要。其粘接强度的影响因素如下:

  1稀释单体种类对胶粘剂粘接强度的影响

  通过实验得知,当稀释单体为四氢呋喃丙烯酸酯和丙烯酸异冰片酯时,相应胶粘剂的粘接强度相对较高,体积收缩率相对较低。这是由于这两种稀释单体均属于单官能团单体,并且两者侧基体积均较大,故相应胶粘剂的体积收缩率均相对较低;另外,四氢呋喃丙烯酸酯对大多数塑料(包括PC)的溶胀能力均较强,从而有利于改善相应胶粘剂与塑料间的粘接强度。综合考虑,本研究选择四氢呋喃丙烯酸酯作为UV固化胶的稀释单体。

  2偶联剂种类及用量对胶粘剂粘接强度的影响

  KH-560KH-570对胶粘剂附着力的贡献相对较大(这是由于前者分子中环氧基与PC的亲和力较好,后者分子中双键可在UV辐照下参与固化反应,故相应胶接件的剥离强度明显提高)。综合考虑,选择KH-560为偶联剂时较适宜。

  通过实验可知,胶粘剂剥离强度随KH-560用量增加基本上呈先快速上升后趋于稳定态势;当w(KH-560)=1.50%时,胶粘剂的剥离强度相对最高。这是由于过少的KH-560不能完全润湿、覆盖被粘物表面,致使胶接件的剥离强度相对较低;过多的KH-560会与水在胶接界面处发生缩合反应,致使胶粘剂的剥离强度不升反降。综合考虑成本与性能因素,选择w(KH-560)=1.00%时较适宜。

  3填料种类及用量对胶粘剂粘接强度的影响

  填料既可以调节体系黏度,又具有补强作用,因此填料种类对胶粘剂性能影响较大。在其他条件保持不变的前提下[w(二官能团PUA)=64%w(四氢呋喃丙烯酸酯)=30%w(KH-560)=1.00%w(填料)=2.0%w(HCPK)=3.0%],通过改变填料类型来考察胶粘剂剥离强度的变化情况。

  由实验可知,胶粘剂的剥离强度随填料种类不同而异;当填料为TiO2时,相应胶粘剂的剥离强度相对最低;当填料为nano-SiO2时,相应胶粘剂的剥离强度相对最高。这是由于TiO2能吸收大量UV辐射能,致使相应胶粘剂固化不完全,表现为胶粘剂的粘接强度极低;硅灰粉粒径较大,会阻止UV深层固化,致使相应胶粘剂的粘接强度相对较低;nano-CaCO3易吸湿,因而会严重影响UV固化胶的长期稳定性;nano-SiO2既具有增黏作用,又赋予胶粘剂良好的粘接强度,因此本研究选择其作为UV固化胶的填料。

  4光引发剂用量对胶粘剂粘接强度的影响

  UV固化胶的性能与光引发剂种类及用量有关:一方面光引发剂种类必须与UV辐射源相匹配;另一方面光引发剂用量会直接影响临界曝光量和透射深度,因而对胶粘剂的固化性能及固化深度影响较大。HCPK是常用的光引发剂,其最大吸收波长为333nm,与市售的主发射波长为365nmUV辐射源相接近;同时其具有引发活性高、不易黄变和热稳定性好等优点。因此,本研究选择HCPK作为UV固化胶的光引发剂。

  实验得知,胶粘剂剥离强度随HCPK用量增加呈先快速上升后缓慢下降态势;当w(HCPK)=3.0%时,剥离强度相对最大。这是由于光引发剂用量过少时,胶粘剂固化不充分,表现为剥离强度相对较低;光引发剂用量过多时,体系中会残留较多的引发剂,致使胶粘剂的粘接强度和耐久性呈下降态势。综合考虑,选择w(HCPK)=3.0%时较适宜。

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