有机硅改性环氧丙烯酸预聚物的合成

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1、地坪网http://www.dpwang.com有机硅改性环氧丙烯酸预聚物的合成姜福强，罗世永，许文才(1.天津科技大学，天津300222；2.北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室，北京102600)摘要：以四丁基溴化铵为催化剂，对苯二酚为阻聚剂，环氧树脂和甲基丙烯酸以及乙烯基三乙氧基硅氧烷为原料，合成有机硅改性的环氧丙烯酸光敏预聚物。分析了合成反应机理，讨论了反应时间、反应温度、阻聚剂用量对反应的影响。用红外光谱表征了合成产物的结构。将合成的光敏预聚物配制成光固化胶粘剂固化，测定了固化膜的硬度和柔韧性。结果表明：在环氧丙烯酸聚合物中含有CC双键和Si—O—Si键；反应温度为9

2、0~100℃，对苯二酚阻聚剂的加入量为0.3%(质量分数)，合成反应时间4.5h；光固化膜的铅笔硬度为5H，柔韧性良好，膜层光洁。关键词：有机硅改性环氧丙烯酸光敏预聚物；合成参数；胶粘剂中图分类号：TB34；TB383文献标识码：A文章编号：1001-3563(2008)12-0047-03胶粘剂在包装行业中占有重要的地位，但目前包装用胶粘剂正受到严格的环保法规、人类身体健康和生产安全的制约。另一方面，包装行业生产中，产品的制造速度是制约成本的瓶颈。UV光固化胶粘剂可以用于有机玻璃、无机玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等对UV光透明的材料的粘接以及包装印刷品的上光。其可以满足高速低成本、不

3、加热、相对环保等要求，正逐渐应用于包装工业的各个方面。UV光固化封装胶黏剂主要由光引发剂、光聚合预聚物、活性稀释剂、流平剂、偶联剂、消泡剂、颜料、填料以及分散剂组成。其中光聚合预聚物和活性稀释剂是感光组分，对UV光固化封装胶黏剂的性能起决定作用。双酚A型环氧丙烯酸酯体系的主要特点有：成本低，可靠性好，光固化反应速率很快，固化后硬度和抗拉伸强度大，膜层光泽度高，耐溶剂性好，缺点是固化膜柔性不足，脆性高，膜层中残留的丙烯酸酯基团较多，聚合反应在较低转化率下就被刚硬的交联网状结构“冻结”，残留的未反应基团对耐老化、抗黄变等性能不利[1-4]。有机硅聚合物中Si—O键能(450kJ/mol)远大

4、于C—C键能(345kJ/mol)和C—O键能(351kJ/mol)，具有热稳定好、耐氧化、耐候及低温特性好等优点，用它来改性环氧树脂可以降低内应力，又可增加韧性和耐高温性能[5]。丙烯酸树脂具有优异的成膜性、耐候性和装饰性[6]。本研究在环氧丙烯酸树脂中引入有机硅来提高UV固化膜的柔韧性，获得了合成有机硅改性的环氧丙烯酸光敏预聚物的工艺条件，并对固化膜硬度和柔韧性进行了分析。1实验1.1原料α-甲基丙烯酸，化学纯；乙烯基三乙氧基硅烷(国外对应牌号A-151(美国联碳公司))，GEToshibaSilicones生产的SILQUEST有机硅烷；双酚A型环氧树脂E-44，江苏三木化工地坪企

5、业黄页http://123.dpwang.com地坪网http://www.dpwang.com股份有限公司；四丁基溴化铵，化学纯；对苯二酚，化学纯；光引发剂Darocur1173；活性稀释剂TMPTMA；088添加剂。1.2合成将环氧树脂、甲基丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷和催化剂四丁基溴化铵按一定比例放入装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中，加热升温搅拌，加热至反应温度，保温一定的时间，回流冷凝不断分离出反应产生的醇和水等小分子化合物。直到酸值达到后，加入一定量的阻聚剂对苯二酚，出料，过滤，减压蒸馏除去残余小分子物，得到亮黄色半透明粘稠状有机硅改性的环氧丙烯酸酯。反应过程

6、中的酸值测定按照GB2895-82[7]进行，环氧值测定按照GB/T1677-1981盐酸-丙酮法[8]进行；用日本岛津公司型号为FTIR-8400的傅立叶变换红外光谱仪对样品进行红外光谱分析。1.3胶粘剂的制备和性能检测1.3.1制备将各组分按表1中胶粘剂配方混合均匀即为实验用的胶粘剂。用旋转粘度计测定粘度约为0.5Pa·s，有机硅改性环氧丙烯酸预聚物的合成1.3.2胶粘剂的紫外固化用玻璃棒蘸取少量配合好的胶粘剂，均匀涂在实验用的塑料薄板上，放于功率为400W的紫外光固化机内，辐照距离为30cm，辐照时间90s，待固化完成后取出进行性能测试。1.3.3固化膜硬度和柔韧性固化膜硬度按GB

7、/T6739-1996规定的铅笔硬度测定法进行[9]；柔韧性按GB/T1731-93[10]制定的漆膜柔韧性测定器测定，以不引起膜破裂最小轴棒直径来表示柔韧性。把涂有漆膜的地坪企业黄页http://123.dpwang.com地坪网http://www.dpwang.com马口铁剪成小条，漆膜朝上，在产品标准规定的轴棒上弯曲180°，弯曲时间为2~3s，然后用4倍放大镜观察有否网纹、裂纹及剥落等现象。用直径为3mm，长度10mm，编