硅溶胶改性紫外光固化环氧丙烯酸酯胶黏剂的研究

Vol ．34，No ．6，2012

收稿日期：２０１２－０５－２９

＊基金项目：中物院双百人才基金资助课题项目（编号：２００８８０７４）

作者简介：李镇江（１９８８－），男，四川巴中人，在读硕士研究生，主要从事特种胶黏剂的研究。＊＊通讯联系人：张林（１９６４－），四川绵阳人，研究员，主要从事特种功能材料的开发与应用研究。

前言

紫外光（ＵＶ）固化技术是一种“绿色”技术。相对

于传统的热固化，ＵＶ固化具有许多优点，例如环境友好、高效、经济以及节约能源等，因此被广泛地应用在涂料、油墨、胶黏剂等领域，在过去几十年得到了广泛研究［１￣２］。目前，ＵＶ固化胶黏剂中使用的多为自由基引发聚合的光固化胶黏剂，此类胶黏剂在固化过程中很难与基材形成化学键，且由于固化时产生较大的体积收缩，使胶层内产生较大的收缩应力，从而使胶黏剂与基材的粘接力降低，限制了它在某些高端技术领域的发展和应用。因此对其进行改性，提高其黏附力很有必要［３￣４］。

本文首先以正硅酸乙酯为无机前驱体，γ－甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷为偶联剂，通过溶胶

－凝胶法，制得了硅溶胶。然后以此硅溶胶对自己合

成出的环氧丙烯酸酯胶黏剂进行改性，提高了其粘接强度，制得了高低温性能优良、热稳定性好的杂化胶黏剂。

1实验部分

1.1实验原料

正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ），分析纯，西亚试剂；γ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（ＫＨ－５７０），分析纯，华昌应用技术研究所；丙烯酸（ＡＡ），２－羟基－２－甲基－１－苯基－１－丙酮，四乙基溴化铵，对羟基苯甲醚，分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司；四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，分析纯，上海岚克医药科技发展有限公司。1.2实验仪器

硅溶胶改性紫外光固化环氧丙烯酸酯胶黏剂的研究*

刘天时１，２，３，李镇江１，２，３

，梁

玮１，２，３，张林１，

３＊

（１．中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳６２１９００；２．西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳６２１０１０；

３．西南科技大学－中国工程物理研究院激光聚变研究中心极端条件物质特性联合实验室，四川绵阳６２１０１０）

摘要：以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为无机前驱体，γ－甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（ＫＨ－５７０）为偶联剂，ＨＣｌ为催化剂，采用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制得了硅溶胶，并以此硅溶胶对自制的紫外光固化环氧丙烯酸酯（ＥＡ）胶黏剂进行改性。通过傅立叶红外光谱（ＦＴ－ＩＲ）表征了ＥＡ的结构，通过热分析以及力学性能测试表征了此复合胶黏剂的热性能以及力学性能。结果表明：硅溶胶的加入显著地提高了环氧丙烯酸酯胶黏剂的耐高低温性能以及热稳定性，当硅溶胶的固体质量为体系总质量的４０％时，复合胶黏剂在－１９６℃、室温、１００℃的拉伸剪切强度分别提高了６００％、３２０％、４００％；热分解温度提高了５０℃。

关键词：紫外光固化胶黏剂；硅溶胶；环氧丙烯酸酯中图分类号：ＴＱ４３３．４３６

文献标识码：Ａ

文章编号：１００１－００１７（２０１２）０６－０００４－０３

Study on the Modification of UV-curable Epoxy Acrylate Adhesive by Silica Sol

LIU Tian-shi 1,2,3,LI Zhen-jiang 1,2,3,LIANG Wei 1,2,3and ZHANG Lin 1,3

（1.Research Center of Laser Fusion,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,China;2.College of Material Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China ；3.Joint Laboratory for Extreme Condition Matter properties,

Southwest University of Science and Technology and Research Center of Laser Fusion,CAEP,Mianyang 621010,China ）

Abstract:The silica sol was prepared by the sol-gel process with using tetraethoxysilane （TEOS ）as inorganic precursor,3-methacryloxypropy －ltrimethoxysilane （KH-570）as coupling agent,hydrochloric acid （HCl ）as catalyst.The UV-curable epoxy acrylate adhesive was modified by the prepared silica sol.The structures of EA were characterized by FT-IR.The thermal and mechanical property of the composite adhesive were studied by TG and tensile shear strength test,the result showed that its ’heat resistance and bonding strength at high and low temperature were improved re －markably.When the mass of solid content of silica sol reached 40%,the composite adhesive ’s tensile shear strength at -196℃,room temperature and 100℃was improved by 600%,320%and 400%respectively,and the thermal decomposition temperature was improved by 50℃

Key words:UV-curing adhesive;silica sol;epoxy acrylate

刘天时等，硅溶胶改性紫外光固化环氧丙烯酸酯胶黏剂的研究４··