本發(fā)明涉及膠粘劑，具體為一種高粘結(jié)性耐高溫uv膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、uv膠又稱光敏膠，是一種通過吸收紫外光引發(fā)聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)快速固化的高分子材料，具有固化速度快、無溶劑揮發(fā)、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，能夠粘接多種材料，在電子封裝、印刷、光學(xué)儀器、醫(yī)療器械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)uv膠以丙烯酸酯類單體為主，通過各種丙烯酸酯單體通過光引發(fā)劑在紫外光照射下聚合而成。但傳統(tǒng)的丙烯酸酯uv光固化膠粘劑存在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低，在高溫環(huán)境下的性能穩(wěn)定性不足，發(fā)生軟化，導(dǎo)致粘接失效，出現(xiàn)裂紋開膠的現(xiàn)象。

2、中國專利申請(qǐng)cn108384507a公開了一種粘接強(qiáng)度高的uv光固化膠及其制備方法，該uv光固化膠的組分及質(zhì)量百分比為：聚氨酯丙烯酸酯30-60％、(甲基)丙烯酸酯類單體10-30％、光引發(fā)劑1-6％、硅烷偶聯(lián)劑0.5-3％、附著力促進(jìn)劑1-10％和填料10-40％，通過在原料中添加無溶劑聚氨酯丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑和附著力促進(jìn)劑，大幅度提高了uv光固化膠的粘接強(qiáng)度，但該uv光固化膠中填料添加量高，分散性能差，容易引發(fā)團(tuán)聚，導(dǎo)致固化不均勻，影響粘結(jié)性能，且該uv光固化膠的耐高溫性能一般，高溫條件下粘接強(qiáng)度差。中國專利申請(qǐng)cn105315954a公開了一種新型uv光固化膠黏劑，以重量份計(jì)，包括以下組分：聚氨酯丙烯酸酯20-40份，聚丙烯酸異辛酯20-50份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10-30份，二甲基丙烯酸二甘醇酯15-30份，丙烯酸酯類單體20-60份，甲基丙烯酸羥乙酯20-30份，納米氧化鈦1-2份，冬青油5-10份，光引發(fā)劑2-5份，附著力促進(jìn)劑2-3份，助劑1-4份，該膠黏劑粘結(jié)能力較高，但用于低表面能材質(zhì)時(shí)，容易存在粘結(jié)力不足、脫膠的問題，且納米材料容易發(fā)生團(tuán)聚，固化后容易存在膠層應(yīng)力集中。

3、因此，研發(fā)一種具有高粘結(jié)性且耐高溫的綜合性能優(yōu)良的uv膠具有廣泛的應(yīng)用市場。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高粘結(jié)性耐高溫uv膠及其制備方法，解決了uv膠粘結(jié)力一般、耐高溫性能差的問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種高粘結(jié)性耐高溫uv膠的制備方法，包括如下步驟：

5、步驟一、將納米二氧化硅超聲分散到二甲苯中，分散均勻后，加入馬來酸酐，攪拌混合，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，使用無水乙醇和去離子水洗滌，在60℃真空干燥24h，得到改性納米二氧化硅；

6、步驟二、將環(huán)氧大豆油和阻聚劑混合均勻，油浴加熱，再加入改性納米二氧化硅、催化劑，攪拌混合，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，旋蒸，在60℃真空干燥6h，得到環(huán)氧大豆油丙烯酸酯改性二氧化硅；

7、步驟三、將酚醛樹脂和二甲基乙酰胺混合均勻，再加入甲基丙烯酰氧乙基異氰酸酯、異氰酸酯封端聚氨酯、催化劑二月桂酸二異丁基錫，攪拌混合，發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，使用丙酮洗滌，在60℃真空干燥12h，得到烯基化酚醛樹脂改性聚氨酯；

8、步驟四、將丙烯酸、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、聚乙二醇雙丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、丙烯酸異冰片酯、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯改性二氧化硅、烯基化酚醛樹脂改性聚氨酯、光引發(fā)劑攪拌混合，混合均勻后，真空脫泡，得到高粘結(jié)性耐高溫uv膠。

9、優(yōu)選地，所述步驟一中納米二氧化硅、二甲苯、馬來酸酐的質(zhì)量比為100:4800-5200:120-150。

10、優(yōu)選地，所述步驟一中反應(yīng)的溫度為110-120℃，反應(yīng)的時(shí)間為24-30h。

11、優(yōu)選地，所述步驟二中環(huán)氧大豆油、阻聚劑、改性納米二氧化硅、催化劑的質(zhì)量比為100:0.1-0.5:30-48:0.15-0.6。

12、優(yōu)選地，所述步驟二中反應(yīng)的溫度為115-120℃，反應(yīng)的時(shí)間為4-6h。

13、優(yōu)選地，所述步驟二中催化劑為二月桂酸二異丁基錫。

14、優(yōu)選地，所述步驟二中阻聚劑為4-叔丁基鄰苯二酚。

15、優(yōu)選地，所述步驟三中酚醛樹脂、二甲基乙酰胺、甲基丙烯酰氧乙基異氰酸酯、異氰酸酯封端聚氨酯、二月桂酸二異丁基錫的質(zhì)量比為100:900-1200:22-35:40-50:0.5-1.5。

16、優(yōu)選地，所述步驟三中反應(yīng)的溫度為60-65℃，反應(yīng)的時(shí)間為3-5h。

17、優(yōu)選地，所述步驟四中制備高粘結(jié)性耐高溫uv膠的具體過程如下：將丙烯酸、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、聚乙二醇雙丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、丙烯酸異冰片酯加入到反應(yīng)器中，攪拌混合30-40min，攪拌的速度為200-300r/min，再加入環(huán)氧大豆油丙烯酸酯改性二氧化硅攪拌30-60min，攪拌速率為400-500r/min，再加入烯基化酚醛樹脂改性聚氨酯，攪拌20-30min，混合均勻后，加入光引發(fā)劑攪拌，攪拌速率為100-150r/min，攪拌的時(shí)間為15-30min，真空脫泡，真空度為-0.08mpa～-0.1mpa，真空脫泡的時(shí)間為15min，脫泡完成后，轉(zhuǎn)移至避光、密封的容器中，得到高粘結(jié)性耐高溫uv膠。

18、優(yōu)選地，所述步驟四中丙烯酸、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、聚乙二醇雙丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、丙烯酸異冰片酯、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯改性二氧化硅、烯基化酚醛樹脂改性聚氨酯、光引發(fā)劑的質(zhì)量比為35-42:40-50:20-28:10-16:6-10:4-7:7-15:100:1-3。

19、優(yōu)選地，所述步驟四中光引發(fā)劑由質(zhì)量比為3:2的1-羥基環(huán)己基苯基酮和2,4,6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦組成。

20、一種采用所述的高粘結(jié)性耐高溫uv膠的制備方法制備得到的高粘結(jié)性耐高溫uv膠。

21、(三)有益的技術(shù)效果

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

23、(1)本發(fā)明中使用馬來酸酐對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行改性，馬來酸酐和納米二氧化硅表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，酸酐開環(huán)，得到改性納米二氧化硅，在二氧化硅表面引入羧基和烯基。改性納米二氧化硅表面的羧基和環(huán)氧大豆油上的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，得到環(huán)氧大豆油丙烯酸酯改性二氧化硅。酚醛樹脂上羥基與甲基丙烯酰氧乙基異氰酸酯、異氰酸酯封端聚氨酯上的異氰酸酯基團(tuán)在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，得到烯基化酚醛樹脂改性聚氨酯。將丙烯酸、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯、聚乙二醇雙丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、丙烯酸異冰片酯、環(huán)氧大豆油丙烯酸酯改性二氧化硅、烯基化酚醛樹脂改性聚氨酯、光引發(fā)劑攪拌混合，混合均勻后，真空脫泡，得到高粘結(jié)性耐高溫uv膠。

24、(2)本發(fā)明中納米二氧化硅具有優(yōu)異的耐熱性和剛性，環(huán)氧大豆油丙烯酸酯能夠提供良好的基材潤濕性和初粘性，減少內(nèi)應(yīng)力，降低基體的脆性。對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行改性后，改善了納米二氧化硅的分散性，有效避免了團(tuán)聚，原料間的相容性好，納米二氧化硅均勻分散在uv膠基體中可形成耐高溫的無機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)，提升膠層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱分解溫度，具有優(yōu)良的耐熱性，同時(shí)避免了內(nèi)應(yīng)力大的缺陷，具有優(yōu)良的粘接性能。酚醛樹脂的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)可以有效抑制分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)，耐高溫性能優(yōu)良，聚氨酯柔性鏈段能夠提高基體的柔性和可移動(dòng)性，在受到外力作用時(shí)，有效吸收和分散能量，使膠層能夠更好地適應(yīng)外界的沖擊和變形，避免因外力作用而發(fā)生脆性斷裂。酚醛樹脂和聚氨酯反應(yīng)后，二者協(xié)同作用，通過交聯(lián)反應(yīng)形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)內(nèi)聚力，避免膠層因過度柔性導(dǎo)致的粘結(jié)失效，烯基化酚醛樹脂改性聚氨酯能夠參與光固化，進(jìn)一步提高了基體的耐熱性和穩(wěn)定性，同時(shí)具有優(yōu)良的機(jī)械性能。

25、(3)本發(fā)明中采用多種單體作為原料，其中丙烯酸單體中的羧基具有一定極性，能增強(qiáng)與極性基材的粘結(jié)力，甲基丙烯酸苯酯中的剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)，能夠提高基體的硬度和耐高溫性能，同時(shí)改善基體的耐化學(xué)性。甲基丙烯酸-2-羥基乙酯中的羥基可與金屬、玻璃等極性基材表面的羥基形成氫鍵或化學(xué)鍵，顯著提升界面粘結(jié)力，不易脫膠，同時(shí)還能夠參與進(jìn)一步的反應(yīng)，提高交聯(lián)密度。聚乙二醇雙丙烯酸酯能夠增加體系的交聯(lián)密度，提高基體的強(qiáng)度和硬度，改善柔韌性。2-羥乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的磷酸酯基團(tuán)具有很強(qiáng)的極性和化學(xué)活性，能與金屬表面形成化學(xué)鍵，有利于提高膠對(duì)金屬等極性基材的粘結(jié)力。丙烯酸異冰片酯能夠降低體系的粘度，改善基體的流動(dòng)性和施工性能，提高耐候性和表面硬度。其中復(fù)合光引發(fā)劑能夠快速產(chǎn)生活性自由基，實(shí)現(xiàn)低溫快速固化，有效提高了生產(chǎn)效率，固化速率高。通過合理的原料配比，制成的uv膠具有三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成了耐高溫骨架結(jié)構(gòu)，具有耐高溫、高粘結(jié)性的特點(diǎn)，uv膠在使用過程中不易脫落，同時(shí)尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良，且韌性好。