專利名稱：硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種膠粘劑，具體是用于硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑。
背景技術：
硅橡膠由于它良好的機械性能、優(yōu)異的耐候性及高低溫環(huán)境下的穩(wěn)定性，在電子 產(chǎn)品的制造上得到了廣泛的應用，隨著手機及辦公用電子產(chǎn)品在上世紀九十年代末開始的 暴發(fā)性增長，并在全球范圍內(nèi)迅速普及，按鍵產(chǎn)品已形成了一個規(guī)模較大的產(chǎn)業(yè)，尤其是手 機按鍵。隨著技術的發(fā)展，手機的性能功效不斷提升，外觀設計不斷更新，對按鍵的要求也 不斷更新。早期到本世紀初，手機按鍵主要采用純硅橡膠制品；近幾年來，手機按鍵主要采 用硅橡膠底材與塑料鍵帽粘接組合的形式。硅橡膠是一種表面能極低的惰性材料，為解決其與塑料鍵帽的結合問題，須用到 膠粘劑。最早采用的膠粘劑以氰基丙烯酸酯類瞬干膠粘劑為主，其最大的特點在于操作方 便，固化快速，室溫即可固化。但是，由于氰基丙烯酸酯遇潮氣固化發(fā)白，耐濕熱不穩(wěn)定，且 在工藝上只能采用點膠作業(yè)方式，這對手機按鍵的外觀性能及生產(chǎn)效率均存在嚴重的不良 影響。為此，人們開發(fā)出了一種用于硅橡膠與塑料粘接的聚氨酯型膠粘劑。該膠粘劑在操作 工藝上比較靈活，可以采用絲網(wǎng)印刷，也可以采用點膠作業(yè)；另外，其很好的解決了氰基丙 烯酸酯類瞬干膠粘劑固化易發(fā)白、不耐濕熱的不足。但是，其最大的不足在于固化時間長， 需耗時60分鐘以上，能耗大(烘烤溫度90°C )，且為雙組分形式，可操作時間受限(一般4 小時)。為此，需要發(fā)明一種固化快速、性能優(yōu)良且生產(chǎn)效率高的膠粘劑，能夠解決氰基丙烯 酸酯類瞬干膠粘劑與聚氨酯型膠粘劑在硅橡膠與塑料之間的粘接存在的不足。紫外光(ultravioletradiation, UV)固化技術由于具有高效(efficient)、 節(jié)能(energy saving)、環(huán){呆(environmental friendly)、經(jīng)濟(economic)禾口 萬能個生 (enabling)而被人們稱之為“5E”技術。自20世紀60年代末德國Bayer公司成功開發(fā)光 固化木器涂料至今，30多年來UV固化技術得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)廣泛地應用于涂料、油 墨和膠粘劑等國民經(jīng)濟領域。作為紫外光固化材料中最為常用的產(chǎn)品之一，紫外光固化膠粘劑符合“5E”原則。 具體表現(xiàn)在單組分，使用方便(施工粘度可調(diào)節(jié))；固化速度快，一般幾秒到數(shù)十秒即可 完全固化，有利于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高勞動效率；固化溫度低，室溫即可固化，節(jié)約能源； 100%固化成膜，無溶劑揮發(fā)問題。另外，其在性能上，具有高透明性，優(yōu)異的高溫高濕環(huán)境 下的可靠性和防水性。紫外光固化膠粘劑近年來已有很多研究報道，目前已成為近幾年來發(fā)展最快的膠 粘劑品種，作為特種膠粘劑可滿足許多材料的粘接需要。因此，用紫外光固化膠粘劑粘合硅 橡膠與塑料，可解決氰基丙烯酸酯類瞬干膠粘劑與聚氨酯型膠粘劑存在的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，尤其是手機按鍵用的硅橡膠底材與塑料鍵帽之間粘接用的紫外光固化膠粘劑。本發(fā)明提供的紫外光固化膠粘劑具有固化快速、操作方便、生產(chǎn)效率高且在高溫高濕環(huán)境中粘接性能穩(wěn)定可靠 的特點。一種用于硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，包括1.低聚物2.活性單體 3.光引發(fā)劑4.助劑。其各組分含量為(重量百分比)低聚物40 65 %活性單體30 55%光引發(fā)劑3 6%助劑0 2%本發(fā)明的紫外光固化膠粘劑由低聚物、活性單體、光引發(fā)劑和助劑組成。低聚物是 紫外光固化膠粘劑的最關鍵組分，依據(jù)所粘接基材的不同可以選擇不同類型的低聚物，或 不同低聚物的組合，低聚物的種類、官能度和分子量決定者膠粘劑的基本性質(zhì)，如韌性、可 塑性、固化收縮率及粘接性能。本發(fā)明中的低聚物包括環(huán)氧丙稀酸酯、聚氨酯丙稀酸酯、聚 酯丙稀酸酯或聚醚丙稀酸酯。本發(fā)明中選用官能度為2左右且分子量較大的低聚物，這些 低聚物的固化反應過程收縮率較低，與基材的粘附性好。這些低聚物的商品化產(chǎn)品有環(huán) 氧丙稀酸酯如=Sartomer公司的CN151、CN104等；脂肪族聚氨酯丙稀酸酯如長興化學公 司的 6148J-75、615-100、6142H-80、Sartomer 公司的 CN9101、CN966H90、CN9004 等；聚酯 / 聚醚丙稀酸酯如Sartomer 公司的 CN704、CN750、CN736、CN551 等。優(yōu)選 CN104、6148J_75、 CN9004 或 CN704。活性單體在紫外光固化膠粘劑中的作用是調(diào)節(jié)體系粘度、增進膠粘劑與被粘接基 材表明的潤濕性、改進固化速度和改善固化前后材料的各種性能，如柔韌性、硬度等等。本 發(fā)明中，活性單體是單官能團、雙官能團或多官能團的丙稀酸酯。含功能基團的單官能團丙 稀酸酯單體在紫外光固化膠粘劑中可以作為粘合力促進劑；多官能團丙稀酸酯單體可以提 高膠粘劑體系的固化交聯(lián)密度來改善粘接性能。活性單體的分子結構對所粘合基材的侵蝕 有較大影響，活性單體將決定膠粘劑的性能如固化速度、粘度、粘接強度、浸潤性、毒性及其 它膠粘劑自身的物理性能。適用于本發(fā)明的活性單體包括單官能團丙稀酸酯如2_乙基 己丙基稀酸酯(2-EHA)、異冰片基丙稀酸酯(IBOA)、苯氧基乙基丙稀酸酯、乙氧基壬基酚丙 稀酸酯、四氫化糠基丙烯酸酯等；雙官能團丙稀酸酯如乙二醇二丙稀酸酯、丁二醇二丙稀 酸酯(BDDA)、己二醇二丙稀酸酯(HDDA)、三縮四乙二醇二丙稀酸酯(TEGDA)、三丙二醇二丙 稀酸酯(TPGDA)等；多官能丙稀酸酯如三羥甲基丙烷三丙稀酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙 稀酸酯(PETA)、二季戊四醇六丙稀酸酯(DPHA)等。優(yōu)選異冰片基丙稀酸酯(IBOA)、苯氧基 乙基丙稀酸酯、己二醇二丙稀酸酯(HDDA)、三丙二醇二丙稀酸酯(TPGDA)、季戊四醇三丙稀 酸酯(PETA)。本發(fā)明選用的光引發(fā)劑為自由基型光引發(fā)劑，它包括安息香縮甲醚(商品名稱 Irgacure651)、1_羥基環(huán)己基苯基甲酮(CIBA-GEIGY公司商品名稱Irgacure 184)、2-羥 基-2甲基-1-苯基-1-丙酮(商品名稱Darocurel 173)、2_甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-嗎 啉-1-丙酮(CIBA-GEIGY公司商品名稱Irgacure 907)、2，4，6_三甲基苯甲?；?二苯基 氧化膦(CIBA-GEIGY公司商品名稱ΤΡ0)等，優(yōu)選1_羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-羥基-2甲 基-1-苯基-1-丙酮或2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。光引發(fā)劑可以單獨使用，也可以組合使用，主要根據(jù)要求的固化速度、硅橡膠底材厚度及決定。
本發(fā)明使用的助劑是為解決紫外光固化膠粘劑的耐水性，促進粘合力等問題。本 發(fā)明中的助劑包括Y-氨丙基三乙氧基硅烷(ΚΗ-550)、γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基 硅烷(ΚΗ-560)、甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0(!1-570)力-(日-氨乙基)-^-氨 丙基甲基二甲氧基硅烷(1(!1-602)力-(日-氨乙基)-^-氨丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ-792)、乙 烯基三甲氧基硅烷(Α-171)。優(yōu)選甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ-570)。本發(fā)明的有益效果紫外光固化膠粘劑可在室溫下一分鐘之內(nèi)固化干燥，可以大 大降低能源消耗，成品率提高，更適合于連續(xù)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率且在高溫高濕環(huán)境中粘 接性能穩(wěn)定可靠。
具體實施例方式本發(fā)明的紫外光固化膠粘劑的配制過程是在不銹鋼桶中加入光引發(fā)劑和活性單 體，攪拌溶解，加入低聚物和助劑，混合攪拌均勻即可得到紫外光固化膠粘劑。本發(fā)明的紫外光固化膠粘劑的應用實施過程是前準備將制備好的紫外光固化膠粘劑灌裝于點膠機，清除做好前處理的硅橡膠 及塑膠鍵帽粘接面的雜質(zhì)。點膠貼合點膠機點膠于硅橡膠粘接面，硅橡膠已有膠粘劑面與塑膠鍵帽粘接面 貼合并用置具固定。光照固化貼合好的工件通過傳送帶進入UV固化機光照固化即可，拆除置具，取 出粘接工件，進行性能檢測。性能檢測1.拉拔力測試方法先將工件硅橡膠部分固定住，用夾具夾住塑料鍵帽，以與工件垂直的方 向向外施加拉力，當拉力達ION時保持IOS以上。結果判定硅橡膠破裂時鍵帽也不脫落2.環(huán)境測試2. 1低溫存儲試驗試驗方案將粘接好的工件放置在溫箱中，以1°C /min速度降低到_30°C保持6小時；從-30°C以1°C /min速度降低到-40°C保持16小時；從-40°C以1V /min速度升到_30°C，保持15分鐘；從-30°C以1V /min速度升到+25°C，保持2小時；觀察外觀，測試拉拔力。結果判定工件無發(fā)白現(xiàn)象、拉拔力無明顯變化為通過。2. 2高溫存儲試驗試驗方案將粘接好的工件先放置在溫箱中，以1 °C /min升溫到+55 °C，保持6小時；從+55 °C以1V /min升溫到+70 V，保持16小時；從+70°C以1V /min恢復到室溫，保持2小時；
觀察外觀，測試拉拔力。結果判定工件無發(fā)白現(xiàn)象、拉拔力無明顯變化為通過。2. 3交變濕熱試驗試驗方案將粘接好的工件放入溫濕度箱中，
溫箱設置為+25°C,95% RH ；溫度用3小時升溫到+55 °C，濕度95 % 士 2 %，保持9小時然后溫度用3小時降回+25 °C，濕度95 % 士 2 %，保持9小時；以上24小時為一個周期，重復3次；然后在25°C ,75% RH條件下保持2小時；觀察外觀，測試拉拔力。結果判定工件無發(fā)白現(xiàn)象、拉拔力無明顯變化為通過。2. 4溫度沖擊試驗試驗方案將粘接好的工件放入溫度沖擊試驗箱中；先在_40°C 士2°C的低溫環(huán) 境下保持2h，在3min內(nèi)將溫度切換到70°C 士2°C的高溫環(huán)境下并保持2h，共做5個循環(huán) (20h)。試驗完成后，觀察外觀，測試拉拔力。結果判定工件無發(fā)白現(xiàn)象、拉拔力無明顯變化為通過。通過具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，，但本發(fā)明的實施方案不限于此。實施例1 由以下重量百分比的原料組成聚氨酯丙烯酸酯50%苯氧基乙基丙稀酸酯25%己二醇二丙稀酸酯20%1-羥基環(huán)己基苯基甲酮3%2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5%Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 0.5%實施例2 由以下重量百分比的原料組成環(huán)氧丙烯酸酯45%苯氧基乙基丙稀酸酯20%三丙二醇二丙稀酸酯30%1-羥基環(huán)己基苯基甲酮3%2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦1.5%Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 0.5%實施例3 由以下重量百分比的原料組成環(huán)氧丙烯酸酯35%聚酯丙稀酸酯15%苯氧基乙基丙稀酸酯20%三丙二醇二丙稀酸酯20%
異冰片基丙稀酸酯5%1-羥基環(huán)己基苯基甲酮3%2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦1.5%實施例4:由以下重量百分比的原料組成聚氨酯丙烯酸酯25%環(huán)氧丙烯酸酯25%苯氧基乙基丙稀酸酯25%三丙二醇二丙稀酸酯20%季戊四醇三丙稀酸酯5%1-羥基環(huán)己基苯基甲酮3%2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦 1.5%Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 0.5%實施例5:由以下重量百分比的原料組成聚氨酯丙烯酸酯35%聚酯丙稀酸酯15%苯氧基乙基丙稀酸酯25%己二醇二丙稀酸酯20%1-羥基環(huán)己基苯基甲酮3%2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦 1.5%Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷0.5%比較例1 氰基丙烯酸酯膠粘劑比較例2:聚氨酯型膠粘劑測試結果對比
權利要求
一種硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，其特征在于包括以下重量百分比的原料低聚物40～65％活性單體30～55％光引發(fā)劑3～6％助劑0～2％其中，低聚物包括環(huán)氧丙稀酸酯、聚氨酯丙稀酸酯、聚酯丙稀酸酯以及聚醚丙稀酸酯；活性單體包括單官能團、雙官能團或多官能團的丙稀酸酯；光引發(fā)劑為自由基型光引發(fā)劑，包括安息香縮甲醚、1 羥基環(huán)己基苯基甲酮、2 羥基 2甲基 1 苯基 1 丙酮、2 甲基 1 (4 甲硫基苯基) 2 嗎啉 1 丙酮、2，4，6 三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦；助劑包括γ 氨丙基三乙氧基硅烷、γ (2，3 環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ (甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N (β 氨乙基) γ 氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N (β 氨乙基) γ 氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。
2.根據(jù)權利要求1所述的硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，其特征在于所述 的活性單體中的單官能團丙稀酸酯有2-乙基己丙基稀酸酯、異冰片基丙稀酸酯、苯氧基乙 基丙稀酸酯、乙氧基壬基酚丙稀酸酯、四氫化糠基丙烯酸酯；雙官能團丙稀酸酯有乙二醇二 丙稀酸酯、丁二醇二丙稀酸酯、己二醇二丙稀酸酯、三縮四乙二醇二丙稀酸酯、三丙二醇二 丙稀酸酯；多官能丙稀酸酯有三羥甲基丙烷三丙稀酸酯、季戊四醇三丙稀酸酯、二季戊四醇 六丙稀酸酯。
3.根據(jù)權利要求2所述的硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，其特征在于活性 單體為異冰片基丙稀酸酯、苯氧基乙基丙稀酸酯、己二醇二丙稀酸酯、三丙二醇二丙稀酸 酯、季戊四醇三丙稀酸酯。
4.根據(jù)權利要求1所述的硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，其特征在于所述 的自由基型光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-羥基-2甲基-1-苯基-1-丙酮、2，4， 6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦。
5.根據(jù)權利要求1所述的硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，其特征在于所述 的助劑為甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紫外光固化膠粘劑，具體是用于硅橡膠與塑料粘接的紫外光固化膠粘劑，尤其是手機按鍵用的硅橡膠底材與塑料鍵帽之間粘接用的紫外光固化膠粘劑。本發(fā)明提供的紫外光固化膠粘劑包括以下重量百分比的原料1.低聚物2.活性單體3.光引發(fā)劑4.助劑，具有固化快速、操作方便、生產(chǎn)效率高且在高溫高濕環(huán)境中粘接性能穩(wěn)定可靠的特點。
文檔編號C09J4/02GK101962515SQ200910041310
公開日2011年2月2日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權日2009年7月22日
發(fā)明者官灝, 曾建偉, 陶林華 申請人:東莞市貝特利新材料有限公司