高性能UV固化压敏胶的研究

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目前国内市场的加成型有机硅压敏胶仍以溶剂型、加热固化为主,其固化效率不仅低,而且固化过程中还会释放出大量的VOC污染环境。UV固化技术拥有低能耗、快固化、无污染的优点,为了提高加成型有机硅压敏胶的固化效率,降低VOC的排放,将UV固化技术应用到加成型有机硅压敏胶中,制备UV固化有机硅压敏胶。本课题制备了一种含烷氧基、环氧基的硅烷增粘剂,可提高有机硅压敏胶对玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的粘接能力,然后通过配方设计,初步得到加成型UV固化有机硅压敏胶的配方,改进配方后将其应用到电子产品保护膜、标签等领域。主要研究内容和成果如下:第一,以四甲基环四硅氧烷(D4H)、八甲基环四硅氧烷(D4)、六甲基二硅氧烷(MM)为原料,经过开环聚合得到侧链含氢硅油(PHMS)。通过加成反应将烯丙基缩水甘油醚(XY680)和乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)接枝到含氢硅油侧链,得到有机硅增粘剂(PHMS-12)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、和热失重(TG)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对PHMS-12进行表征分析。并且考察了物料摩尔比、物料滴加顺序和速度、反应温度和时间、催化剂用量等因素对PHMS-12收率以及外观的影响。结果表明:当摩尔比为PHMS:A-171:XY680=1.1:1:1,以140滴/min的滴加速度先滴加XY680后滴加A-171,XY680的反应温度和时间为70℃、60min,A-171的反应温度和时间为80℃、90min,卡斯特催化剂添加量为1.35x104ppm时,得到分子量为6793g/mol、产率为85%的无色透明硅烷增粘剂。第二,以粘度为103~105m Pa·s(25℃)、乙烯基含量为2.0%的端乙烯基硅油、M/Q比值为0.8的硅树脂、含氢硅油、乙酸乙酯为主要原料,加入增粘剂和光催化剂后,制备UV固化有机硅压敏胶。考察了硅树脂/端乙烯基硅油的质量比、端乙烯基硅油粘度、硅氢比、光催化剂的用量以及光照次数和增粘剂用量对压敏胶性能的影响。研究发现:当硅树脂/端乙烯基硅油的比例为0.8、粘度为1000、10000 m Pa·s(25℃)的端乙烯基硅油混合使用、硅氢比为1.0、光催化剂用量为35ppm、增粘剂用量为1.2%时,经8次光照制得剥离力为9.0g·25mm-1的压敏胶;当硅树脂/端乙烯基硅油的比例为1.2、粘度为1000、10000、25000 m Pa·s(25℃)的端乙烯基硅油混合使用、硅氢比为1.0、溶剂含量为20~25%、光引发剂用量为35ppm、增粘剂用量为1.2%时,经8次光照制得剥离力为25.5g·25mm-1的压敏胶。第三,将两种不同剥离力的压敏胶配方进行改进,得到适用于保护贴膜、标签等产品的压敏胶配方,并且能够通过7天高温高湿老化、90min水煮老化、3个月贮存性能等使用性能的测试。
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