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一种阻燃型UV固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法与流程

时间:2022-01-17 阅读: 作者:专利查询

一种阻燃型UV固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法与流程
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法
技术领域
1.本发明涉及胶黏剂技术领域,具体涉及一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法。


背景技术:

2.uv固化胶黏剂由于具备能耗低、固化速率快、环保的特点,广泛应用于电子元器件的固定、各种光学棱镜模组的定位粘接、新能源汽车电池与支架的固定粘接。
3.uv固化胶黏剂的预聚物为高分子材料,具有易燃的属性,例如专利cn110684503a公布了一种uv固化聚氨酯改性丙烯酸酯类胶黏剂的制备方法,所得到的聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的固化速度、粘接强度高、透明度高。但是其在阻燃方面有显著的缺陷,在某一些对阻燃有特殊要求的场合受到限制,因此,开发一种具有阻燃特性的uv固化胶黏剂具有重要意义。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种阻燃效果好、固化速率快的阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法。
5.为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
6.提供一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
7.步骤一、将聚酯二醇与1,6-己二醇二丙烯酸酯混合后,在真空或氮气保护下,搅拌升温至40℃,然后在1h内缓慢添加二异氰酸酯,升温至50-60℃后保温1h,在此过程中对-nco的含量检测,当-nco的含量降到一半时,加入对羟基苯甲醚,然后在1h内缓慢添加羟基化丙烯酸酯和二月桂酸二丁基锡的混合溶液,再升温至65-75℃保温反应0.5h,当检测到-nco含量<0.3%时,反应结束,得到如式i所示的pua预聚体;
8.步骤二、将聚酯二醇与1,6-己二醇二丙烯酸酯混合后,在真空或氮气保护下,搅拌升温至40℃,然后在1h内缓慢添加二异氰酸酯,升温至50-60℃后保温1h,在此过程中对-nco的含量检测,当-nco的含量降到一半时,加入对羟基苯甲醚,然后在1h内缓慢添加frc-2和二月桂酸二丁基锡的混合溶液,再升温至65-75℃保温反应0.5h,当检测到-nco含量降至1/4且延时反应含量不变,在0.5h内缓慢添加羟基化丙烯酸酯,再升温至70-85℃保温反应0.25h并检测反应程度,当检测到-nco含量<0.3%时,反应结束,制备得到如式ii所示的p-pua1预聚体;
9.步骤三、将聚酯二醇与1,6-己二醇二丙烯酸酯混合后,在真空或氮气保护下,搅拌升温至30℃,然后在1h内缓慢添加二异氰酸酯,升温至40-60℃后保温1h,在此过程中对-nco的含量检测,当-nco的含量降到一半时,加入对羟基苯甲醚,然后在1h内缓慢添加羟基化丙烯酸酯和二月桂酸二丁基锡的混合溶液,再升温至65-85℃保温反应0.5h,当检测到-nco含量<0.3%时,反应结束,得到如式iii所示的p-pua2预聚体;
10.步骤四、将pua预聚体、p-pua1预聚体、p-pua2预聚体与活性稀释剂、光引发剂和促
进剂混合均匀,即得所述阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂;
[0011][0012]
其中,r1和r2独立的选自c1-c10的直链烷基、支链烷基、景区带的芳基或未经取代的芳基。
[0013]
上述技术方案中,所述二异氰酸酯为4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种。
[0014]
上述技术方案中,所述羟基化丙烯酸酯为丙烯酸-2-羟乙酯。
[0015]
上述技术方案中,所述步骤一和步骤二中,所述聚酯二醇为聚己二酸二甘醇酯;
[0016]
所述步骤三中,所述聚酯二醇为n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯。
[0017]
上述技术方案中,所述活性稀释剂为1,6-己二酸二丙烯酸酯,所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,所述促进剂为n,n-二甲基苯胺。
[0018]
上述技术方案中,所述步骤一中,所述二月桂酸二丁基锡的添加量为总质量的0.1~0.3%,所述对羟基苯甲醚的添加量为总质量的0.1~0.5%;
[0019]
所述步骤二中,所述二月桂酸二丁基锡的添加量为总质量的0.1~0.3%,所述对羟基苯甲醚的添加量为总质量的0.1~0.3%;
[0020]
所述步骤三中,所述二月桂酸二丁基锡的添加量为总质量的0.15~0.45%,所述对羟基苯甲醚的添加量为总质量的0.15~0.45%。
[0021]
上述技术方案中,所述步骤一中,二异氰酸酯、聚酯二醇和羟基化丙烯酸酯的摩尔比为(2.0~2.5):1:2;
[0022]
所述步骤二中,二异氰酸酯、聚酯二醇、阻燃剂和羟基化丙烯酸酯的摩尔比为(2.0~2.5):1:1:1;
[0023]
所述步骤三中,二异氰酸酯、聚酯二醇和羟基化丙烯酸酯的摩尔比为(1.95~2.15):1:2。
[0024]
上述技术方案中,所述pua预聚体、所述p-pua1预聚体和所述p-pua2预聚体的摩尔比为(1~3):(1~3):(1~3)。
[0025]
本发明的有益效果:
[0026]
本发明的一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,添加的阻燃剂frc-2中含有仲胺基,可与聚合物链中极性基团产生氢键,赋予固化后的胶层较高的机械强度,使得到的胶黏剂具有良好的力学性能;并且通过引入阻燃元素p、n,使得制备得到的胶黏剂具有优异的热稳定性和阻燃型。
具体实施方式
[0027]
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0028]
实施例1
[0029]
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
[0030]
步骤一、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温50℃,保温3h,加入0.1%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.1%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温65℃,保温3h,反应结束,得到pua预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.2:1:2;
[0031]
步骤二、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温1h,升温60℃,保温2h,加入0.1%对羟基苯甲醚,之后分次加入阻燃剂frc-2与0.1%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温65℃,保温2h,再加入丙烯酸-2-羟乙酯,加入时长0.5h,升温75℃反应,保温1h,反应结束,得到p-pua1预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(frc-2):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.3:1:1:1;
[0032]
步骤三、将n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温30℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温40℃,保温3h,加入0.15%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.15%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温65℃,保温3h,反应结束,得到p-pua2预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.05:1:2;
[0033]
步骤四、按照pua:p-pua1:p-pua2=1:1:1的比例将三种预聚体与25%1,6-己二醇二丙烯酸酯、3%2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2%n’n-二甲基苯胺混合均匀,最终得到
阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂。
[0034]
实施例2
[0035]
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
[0036]
步骤一、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温3h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.2%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温3h,反应结束,得到pua预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.2:1:2;
[0037]
步骤二、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温1h,升温60℃,保温2h,加入0.2%对羟基苯甲醚,之后分次加入阻燃剂frc-2与0.2%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温2h,再加入丙烯酸-2-羟乙酯,加入时长0.5h,升温80℃反应,保温1h,反应结束,得到p-pua1预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(frc-2):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.3:1:1:1;
[0038]
步骤三、将n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温30℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温50℃,保温3h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温75℃,保温3h,反应结束,得到p-pua2预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.05:1:2;
[0039]
步骤四、按照pua:p-pua1:p-pua2=1:1:1的比例将三种预聚体与25%1,6-己二醇二丙烯酸酯、3%2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2%n’n-二甲基苯胺混合均匀,最终得到阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂。
[0040]
实施例3
[0041]
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
[0042]
步骤一、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温60℃,保温3h,加入0.5%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温75℃,保温3h,反应结束,得到pua预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.2:1:2;
[0043]
步骤二、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温1h,升温60℃,保温2h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入阻燃剂frc-2与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温75℃,保温2h,再加入丙烯酸-2-羟乙酯,加入时长0.5h,升温85℃反应,保温1h,反应结束,得到p-pua1预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(frc-2):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.3:1:1:1;
[0044]
步骤三、将n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温30℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温60℃,保温3h,加入0.45%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与
0.45%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温85℃,保温3h,反应结束,得到p-pua2预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.05:1:2;
[0045]
步骤四、按照pua:p-pua1:p-pua2=1:1:1的比例将三种预聚体与25%1,6-己二醇二丙烯酸酯、3%2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2%n’n-二甲基苯胺混合均匀,最终得到阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂。
[0046]
实施例1~3制得的预聚体的性能参数如表1所示,其中附着力测试:根据国家标准gb/t 9286-1998测试,采用划格法,测定固化膜的附着力;-nco含量的测定:预聚物合成的反应程度可用-nco含量表征,可通过丙酮-二正丁胺法测定。
[0047]
表1
[0048][0049]
由表1可知,反应温度和时间可以影响预聚体的-nco含量变化情况即反应的速率,随着反应温度和时间以及催化剂量的增加导致预聚体-nco含量变化加快,在扩链反应发生后体系内部分子链增长、粘度变大、分子运动速率缓慢、促使反应的有效碰撞减少,此时加入合适的催化剂,降低反应活化能,缩减反应时间,抑制副反应的发生,可大大提高酯化反应的反应速率。预聚体的颜色由无色变深色是由于加入阻聚剂高温下会氧化,致使预聚物变色,其附着能力随着阻聚剂用量增加而降低,储存的稳定性会增强,是由于在uv固化过程中,阻聚剂对羟基苯甲醚氧化成醌捕捉光引发剂生成的活性自由基,致使同一固化条件下预聚体的固化交联程度不够,从而影响固化膜的附着力,在储存时对羟基苯甲醚首先与活性自由基结合并反应,这增加了体系的储存稳定性。
[0050]
实施例4
[0051]
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
[0052]
步骤一、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温1h,升温60℃,保温2h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温2h,升温75℃,保温1h时,反应结
束,得到pua预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.2:1:2;
[0053]
步骤二、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.2%对羟基苯甲醚,之后分次加入阻燃剂frc-2与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温1h,升温75℃,保温1h,再加入丙烯酸-2-羟乙酯,加入时长0.5h,升温80℃,保温1h,反应结束,得到p-pua1预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(frc-2):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.3:1:1:1;
[0054]
步骤三、将n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温30℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温50℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.45%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温75℃,保温2h,升温85℃,保温1h,反应结束,得到p-pua2预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.05:1:2;
[0055]
步骤四、按照pua=1的比例将预聚体与10%1,6-己二醇二丙烯酸酯、3%2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2%n’n-二甲基苯胺混合均匀,最终得到阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂。
[0056]
实施例5
[0057]
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
[0058]
步骤一、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温1h,升温60℃,保温2h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温2h,升温75℃,保温1h时,反应结束,得到pua预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.2:1:2;
[0059]
步骤二、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.2%对羟基苯甲醚,之后分次加入阻燃剂frc-2与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温1h,升温75℃,保温1h,再加入丙烯酸-2-羟乙酯,加入时长0.5h,升温80℃,保温1h,反应结束,得到p-pua1预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(frc-2):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.3:1:1:1;
[0060]
步骤三、将n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温30℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温50℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.45%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温75℃,保温2h,升温85℃,保温1h,反应结束,得到p-pua2预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.05:1:2;
[0061]
步骤四、按照pua:p-pua1:p-pua2=2:1:1的比例将三种预聚体与15%1,6-己二醇二丙烯酸酯、3%2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2%n’n-二甲基苯胺混合均匀,最终得到
阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂。
[0062]
实施例6
[0063]
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
[0064]
步骤一、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温1h,升温60℃,保温2h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温2h,升温75℃,保温1h时,反应结束,得到pua预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.2:1:2;
[0065]
步骤二、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.2%对羟基苯甲醚,之后分次加入阻燃剂frc-2与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温1h,升温75℃,保温1h,再加入丙烯酸-2-羟乙酯,加入时长0.5h,升温80℃,保温1h,反应结束,得到p-pua1预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(frc-2):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.3:1:1:1;
[0066]
步骤三、将n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温30℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温50℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.45%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温75℃,保温2h,升温85℃,保温1h,反应结束,得到p-pua2预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.05:1:2;
[0067]
步骤四、按照pua:p-pua1:p-pua2=1:1:2的比例将三种预聚体与20%1,6-己二醇二丙烯酸酯、3%2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2%n’n-二甲基苯胺混合均匀,最终得到阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂。
[0068]
实施例7
[0069]
一种阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
[0070]
步骤一、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温1h,升温60℃,保温2h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温2h,升温75℃,保温1h时,反应结束,得到pua预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.2:1:2;
[0071]
步骤二、将聚己二酸二甘醇酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温40℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温55℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.2%对羟基苯甲醚,之后分次加入阻燃剂frc-2与0.3%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温70℃,保温1h,升温75℃,保温1h,再加入丙烯酸-2-羟乙酯,加入时长0.5h,升温80℃,保温1h,反应结束,得到p-pua1预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(聚己二酸二甘醇酯):n(frc-2):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.3:1:1:1;
[0072]
步骤三、将n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯进
行混合,真空、氮气保护条件下,搅拌升温30℃,再投入4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯,投料时长1h,升温50℃,保温2h,升温60℃,保温1h,加入0.3%对羟基苯甲醚,之后分次加入丙烯酸-2-羟乙酯与0.45%二月桂酸二丁基锡的混合溶液,加入时长1h,升温75℃,保温2h,升温85℃,保温1h,反应结束,得到p-pua2预聚体,n(4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯):n(n,n-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯):n(丙烯酸-2-羟乙酯)=2.05:1:2,
[0073]
步骤四、按照pua:p-pua1:p-pua2=1:1:1的比例将三种预聚体与25%1,6-己二醇二丙烯酸酯、3%2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2%n’n-二甲基苯胺混合均匀,最终得到阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂。
[0074]
实施例4~7制得的阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂的性能如表2所示,其中剪切强度根据国家标准gb/t7124-2008,采用wsm-20kn型电子万能试验机测试;硬度根据国家标准gb/t531-1999,采用lx-d型邵氏硬度计测试;粘度根据国家标准gb/2794-1995测试,常温下测量胶液的粘度;热稳定性采用tga2950型热失重分析仪测试;阻燃性根据国家标准gb2048-1996测试,采用czf-3型垂直燃烧测定仪。
[0075]
表2
[0076][0077]
由表2可以看出,通过对几种预聚体不同配比的混合得到的阻燃型uv固化聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂,具有不同效果的力学性能、阻燃性和热稳定性。随着活性稀释剂1,6-己二醇二丙烯酸酯的用量增加,胶黏剂的粘度逐渐减小,剪切强度和硬度逐渐升高,粘度的变化与预聚体的粘度有关,预聚物粘度较大,起始1,6-己二醇二丙烯酸酯的稀释效果不明显,胶液粘度较大,因而流平性差、可操作性差;随1,6-己二醇二丙烯酸酯用量增加,体系粘度减小,可操作性增强,但成膜性降低,就剪切强度与硬度而言,随1,6-己二醇二丙烯酸酯用量增加,体系中双键含量增加,固化后交联密度增大,交联点增多,因而剪切强度和硬度增大。从化学组成来看,阻燃剂frc-2分子结构中含有仲胺基,可与硬段、软段中的极性基团结合为氢键,较多的氢键含量使得各聚合物链间的作用力增强,致使胶层内聚力增大,使得固化膜的剪切强度降低、硬度增大;磷氮系化合物热解燃烧后会发挥气相阻燃和凝聚相阻燃,使得tg-dtg曲线图中的550℃残炭量增加,uv胶黏剂固化膜的热稳定性提高;p、n元素在聚合物热解过程中发挥着阻燃效用,在样条发生燃烧时,分子结构中的c-p键的键能较小,在受热分解需要断裂的能量较少,因而先发生断裂,含磷链段经一系列反应最终使聚合物脱水炭化为难燃致密炭层,隔氧、隔热,产生n2、no、no2等不燃气体,起降温和稀释可燃气体作用,释放出p
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和po
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等可淬灭燃烧活性h
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和ho
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的自由基,通过以上行为使燃烧延缓甚至中断;而p、n含量较少时,燃烧生成的炭层较薄、不燃性气体较少、可猝灭活性自由基的自由基较少,因而不能有效的抑制燃烧的进行。通过接枝共聚在pua分子结构中引入p、n阻燃元素
制得阻燃型uv固化胶黏剂具有良好的力学性能、热稳定性和阻燃性。
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最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。