UV—固化膠粘劑的現(xiàn)狀及發(fā)展

１、UV—固化膠粘劑的國內(nèi)外現(xiàn)狀

紫外光固化膠粘劑在光學(xué)器件，如光導(dǎo)纖維，光學(xué)透鏡等的粘接上的應(yīng)用較多，近年在通訊信息用電子器件的組裝上也有大量應(yīng)用。歐美的Chemence，Hoelne，Holdtite，Sartomer公司，日本的東亞合成公司，Three bond公司，協(xié)立化學(xué)工業(yè)公司都開發(fā)出很多品種的UV固化膠粘劑。剪切強(qiáng)度一般可達(dá)到8Mpa以上。收縮率一般在2％—5％。作為例子，日本生產(chǎn)和開發(fā)的幾種光學(xué)粘接用膠粘劑列在表1中。在我國兵器工業(yè)部53所，化工部晨光化工研究院，煙臺(tái)德邦公司等也開發(fā)出少量品種，但和國外相比在性能和固化工藝上都有一定差距。近年來，國內(nèi)UV固化技術(shù)發(fā)展很快，該產(chǎn)業(yè)的年增長(zhǎng)率高達(dá)25％。目前紫外光固化膠粘劑的專利技術(shù)主要集中在光固化低聚物，光引發(fā)劑及各成分配合上。

２、發(fā) 展

自由基聚合類紫外光固化膠粘劑的缺點(diǎn)一是收縮率比較大，多為2％—5％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于環(huán)氧樹脂類膠粘劑的收縮率，二是耐熱性較低，在較高溫度時(shí)尺寸安定性不夠好。另外，丙烯酸酯系材料遇水易分解，耐濕性也有待提高。設(shè)計(jì)開發(fā)出高性能的光敏樹脂或采用復(fù)合固化技術(shù)，如紫外+室溫?zé)峁袒?，紫?厭氧固化等，降低膠粘劑收縮率，提高耐熱性，耐濕性是未來的發(fā)展方向。

    單組分環(huán)氧樹脂膠粘劑的研究現(xiàn)狀

環(huán)氧樹脂對(duì)各種金屬材料、非金屬材料、熱固性高分子材料等具有優(yōu)良的粘接性,適應(yīng)性強(qiáng),不含揮發(fā)性溶劑,不需加壓即可固化,且固化收縮率低,耐環(huán)境性好,在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通常環(huán)氧樹脂膠粘劑是以主劑(環(huán)氧樹脂組分)和固化劑分開的雙組分包裝形式提供應(yīng)用。在環(huán)氧樹脂中配合固化劑,會(huì)立刻開始反應(yīng),隨時(shí)間推移粘度上升,經(jīng)過適用期達(dá)到不能使用為止。但是雙組分混合給使用帶來不方便,有以下缺點(diǎn):(1)增加了包裝和貯運(yùn)的麻煩;(2)雙組分膠粘劑使用時(shí),混合比例的準(zhǔn)確性和均一性將影響粘接強(qiáng)度;(3)在樹脂和固化劑混合后使用時(shí)間短。膠粘劑中固化劑種類不同其使用期不同,如脂肪胺類為數(shù)十分鐘,叔胺或芳香胺類為幾小時(shí),酸酐類為一天至數(shù)天,不能長(zhǎng)期存放;(4)配置的膠液若不能及時(shí)用完會(huì)造成浪費(fèi)。(5)由于粘度隨時(shí)間上升,改變了操作工藝性,不能用于自動(dòng)粘接。而單組分膠粘劑避免了上述缺點(diǎn),它可以使膠接工藝簡(jiǎn)化,并適于自動(dòng)化操作。將固化劑和環(huán)氧樹脂混合起來配制單組分膠粘劑,主要是依靠固化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)或者是采用某種技術(shù)手段把固化劑對(duì)環(huán)氧樹脂的開環(huán)活化暫時(shí)凍結(jié)起來,然后在熱、光、機(jī)械力或化學(xué)作用(如遇水分解)下使固化劑活性被激發(fā),進(jìn)而使環(huán)氧樹脂迅速固化。目前國內(nèi)外市場(chǎng)出售的單組分環(huán)氧樹脂膠粘劑幾乎都是采用潛伏性固化劑或自固化性環(huán)氧樹脂,產(chǎn)品的形態(tài)有液態(tài)、糊狀、粉末狀和膜狀。具有實(shí)用價(jià)值的單組分環(huán)氧膠粘劑主要有以下幾種:(1)濕氣固化型;(2)微膠囊包覆型:將固化劑封人微膠囊內(nèi),與環(huán)氧樹脂混合后不會(huì)發(fā)生固化反應(yīng)。成膜物質(zhì)有明膠、乙烯基纖維素、聚乙烯醇縮醛等。膠囊靠加熱或加壓而破裂,固化劑和環(huán)氧樹脂便發(fā)生反應(yīng);(3)潛伏性固化劑型:使用在規(guī)定溫度以上才能被活化發(fā)生反應(yīng)的熱反應(yīng)性固化劑,包括中溫固化型及高溫快固化型;(4)陽離子光固化型。

        人造板用異氰酸酯膠粘劑研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

膠粘劑用量的多少,已成為衡量一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)木材工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織報(bào)道,2000年世界人造板的產(chǎn)量達(dá)到1.54億立方米,耗用370萬噸膠粘劑(以固體含量100%計(jì))。據(jù)《中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)資料》和已發(fā)表的有關(guān)數(shù)據(jù)推算,我國1997年木材膠粘劑用量為92萬噸,預(yù)測(cè)2005年和2010年人造板用膠量將分別增至141萬噸(干)和169萬噸。人造板使用膠粘劑主要有脲醛樹脂(ＵＦ)、酚醛樹脂(ＰＦ)、三聚氰胺-甲醛樹脂(ＭＦ),其中尤以ＵＦ用量大。
　　人造板工業(yè)的這三大膠種都使用甲醛作為原料之一。隨著人們對(duì)安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),甲醛的釋放越來越受到關(guān)注,同時(shí)也影響了人造板的銷售。因此,開發(fā)環(huán)保型的膠粘劑,重點(diǎn)開發(fā)無甲醛或低游離甲醛型膠粘劑成為大勢(shì)所趨。
　　由諸多的研究及應(yīng)用可看出,以ＰＭＤＩ及水乳化的ＰＭＤＩ(ＥＭＤＩ)應(yīng)用最多。Ｇａｌｂｒａｉｔｈ報(bào)道ＥＭＤＩ比ＰＭＤＩ更有效,而Ｊｏｎｅｓ[21]報(bào)道ＥＭＤＩ不比ＰＭＤＩ好。

有關(guān)測(cè)試表明,用膠量相同時(shí),ＥＭＤＩ膠合刨花板各項(xiàng)性能均優(yōu)于用ＰＭＤＩ。用2%ＥＭＤＩ膠合的三項(xiàng)力學(xué)性能接近于用4%ＰＭＤＩ。這可能是因?yàn)椋牛?ＤＩ與原料混合比表面積大,反應(yīng)生成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更充分。我國在水乳型異氰酸酯膠粘劑研究上多以異氰酸酯與聚醚多元醇加聚反應(yīng)生成預(yù)聚體,在預(yù)聚體分子鏈中引入親水基團(tuán),再用二元醇或二元胺與鏈端的異氰酸酯基反應(yīng)封端,生成少支鏈的線形聚合物,然后加水乳化。該法制得的膠粘劑顆粒較細(xì)且分布均勻,具有較好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,但在分子鏈中親水基團(tuán)的引入,使得膠層耐水性、耐熱性、粘接強(qiáng)度不理想。因此對(duì)水性異氰酸酯膠粘劑改性的研究十分活躍,但成功用于生產(chǎn)報(bào)道較少,成功用于人造板復(fù)合的報(bào)道則更少。究起原因,主要是因?yàn)楫惽杷狨ツz大分子中不再含有與木質(zhì)或非木質(zhì)大分子中羥基(—ＯＨ)反應(yīng)的活性異氰酸酯基,因此膠合后, 是與原料基材存在著分子間的作用力,難以滿足粘接強(qiáng)度等性能上的要求。所以,應(yīng)采取措施,有效地保留活性異氰酸酯基(—Ｎ=Ｃ=Ｏ),如將異氰酸酯膠、水、乳化劑混合乳化后立即將碎料涂膠,即在線乳化;或通過加入加速交聯(lián)的微膠囊化固化劑,熱壓時(shí)與異氰酸酯基交聯(lián)固化。這可能給研究者和生產(chǎn)者一個(gè)驚喜