UV压敏胶方案设计和原料特点

 

UV压敏胶方案设计需综合考虑多种因素，以下是一些关键要点和常见配方示例，供参考：
核心原料选择

低聚物
1，聚氨酯丙烯酸酯：提供高粘性和柔韧性，适用于对柔韧性要求高的场景，如包装、电子领域。

2，环氧丙烯酸酯：耐热性和耐化学性较好，常用于电子、汽车等对耐久性要求高的领域。

3，聚酯丙烯酸酯：低粘度，易涂布，适用于对成本敏感的应用。典型的，分子量越高，柔性越高，粘度越高，反应性越低。不利因素是刺激性的味道。

 

 4，聚醚丙烯酸酯

具有很低的粘度。通常用少量的单体和反应性稀释剂。它们具有很好的柔性，但是耐水和耐化学性都比较差。为了克服这些缺点，通常和其他低聚物或者单体混合使用。聚醚丙烯酸酯有个有趣的特点是可以与水兼容，用于一些水性体系。 

 

5，丙烯酸酯

 

就像聚氨酯丙烯酸酯一样，具有多种化学性能，它们的树脂通常可以用于粘接那些低表面能的材料。 

另外还有一些特殊的丙烯酸酯，三聚氰胺丙烯酸酯，有机硅丙烯酸酯等等。其他用于辐射固化的类型的还有苯乙烯或者丙烯酸酯中的不饱和聚酯。

单体

单官能团单体：如乙酸异冰片酯，降低粘度，提高流动性，改善润湿性。
多官能单体：如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），增加交联密度，提高硬度和耐化学性。

单体对Tg的影响作用

光引发剂
常用的光引发剂如2-羟基-2-甲基丙苯（1173）、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦（TPO）等，可提高固化效率。
助剂
增粘树脂：改善初粘性，如松香树脂、C5/C9石油树脂。
除氧剂：减少氧气对固化的抑制作用，如1,4-苯二酚。
流平剂、润湿剂：改善涂布性能，提高表面平整度。

 

助剂

 

1）光稳定剂

光稳剂是最常用的UV固化体系中的助剂。防止UV在存储过程中凝胶化，以及在少量自然光照射下的反应。 

 

2）增粘树脂

增粘树脂是需要添加在UV固化压敏胶中的。它们改善胶的初粘性。通常的，配方里面都会加一些固体松香树脂或者C5，C9石油树脂。然后固体的增粘树脂很难相溶于无溶剂的UV固化单体或者低聚物，如果没有加热或者溶剂溶剂的话。这是一个很耗时又成本高的过程。现在也有一些低聚物被开发出来，提供更好的初粘，这样就不需要固体树脂了。 

 

3）除氧剂

配方中使用除氧剂是因为氧气会限制丙烯酸酯胶的固化。这个作用是限制光引发剂或者捕捉自由基。除氧剂会降低固化率，然后也会在固化的胶中慢慢降解。其他限制氧的方法还有：氮气封闭；使用高强度的UV等；使用不同的引发剂和浓度。 

 

其他还有很多助剂，如色浆，发泡剂，粘结力促进剂，流平剂，润湿剂，滑动助剂，填料，抗氧剂，增塑剂，就像传统的胶粘剂一样，这些助剂也可以提升UV固化压敏胶的性能。 

 

典型配方示例

以下配方为参考，实际应用需根据具体需求调整比例：
配方一（通用型）

聚氨酯丙烯酸酯：33%
乙酸异冰片酯：33%
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：5%
光引发剂（如1173）：4%
增粘树脂、稳定剂等：15%

配方二（高初粘型）

环氧丙烯酸酯：40%
丙烯酸酯单体（如苯乙烯丙烯酸酯共聚物）：30%
光引发剂：3%
增粘树脂（如萜烯树脂）：20%
助剂（流平剂、除氧剂）：7%

配方三（耐高温型）
聚酯丙烯酸酯：50%
双官能单体（如1,6-己二醇二丙烯酸酯）：20%
光引发剂（如TPO）：5%
填料（如纳米二氧化硅）：15%
助剂：10%

 

 

UV固化压敏胶的材料要求

研发人员必须了解普通PSA和UV固化PSA的一些基本性能的差异。这些可以让他们降低试错成本，加快开发速度。最重要的一些性能罗列在了下面：

 

流变

流变通常是研究一个粘弹性材料的流动变化行为。未固化胶水的流变行为对于涂布来说非常重要，对于固化的胶也很重要，因为胶需要流动浸润粘接。并且胶必须有足够的内聚力阻抗胶体变形。

一个成功的胶体必须平衡流变性能。为抵消胶体流动，PSA压敏胶的分子量都是偏高橡胶聚合物，这些聚合物依赖于分子链缠绕而限制流动性。

当需要高强度，耐高温，耐化学性的时候，分子链缠绕就很难抵抗这些因素的冲击，这时候化学交联就提供了三维网络状结构，可以提高这些性能，这也是UV压敏胶固化机理。 

 

分子量

在压敏胶中，交联密度或者说是分子量是平衡粘结强度与流动性的参数。交联密度也可以通过测量玻璃态转化温度Tg来了解。针对一个特定的胶，Tg越高，交联密度越高或者分子量越低。

 

功能单体

功能单体在交联密度中扮演重要的角色。官能团数量就是聚合物中反应的点位。交联就是发生在这些反应点位上。所以官能团越多，交联密度就越高。 

 

典型原料配比参考

压敏胶常见力学和测试

初粘力：T (Tack)又称快粘力 ，是指当 PSA 制品和被粘物以很轻的压力接触后立即快速分离所表现出的抗分离能力；

 粘接力：A (Adhesion)是指用适当的压力和时间进行黏贴后，PSA 制品和被粘表面之间所表现出来的抵抗界面分离的能力；

内聚力：C(cohesion) 是指胶粘剂层 本身的强度 ； 

剥离力 90°和180°两种标准剥离方法测试

持粘力测试方法

剪切强度的测试

初粘力常见的测试方法

滚球

环行法

快速剥离法和探针法

来源：光固化材料