丙烯酸酯光敏树脂的制备与性能研究
万 凯，冯 波，张 禹，袁 静，朱 超，艾照全
【摘 要】摘要：以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）为主单体，丙烯酸羟乙酯（HEA）为功能单体，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，丁酮为有机溶剂，采用自由基溶液聚合法合成了含羟基官能团的丙烯酸酯光敏低聚物。当m（MMA）∶m（BA）=30∶10、HEA用量占单体10%～15%、AIBN用量占单体1.0%时，得到的丙烯酸酯预聚体黏度适中，并以此预聚物为基体树脂，探讨了活性稀释剂种类、光引发剂种类及用量对光敏树脂固化时间的影响，同时研究了其耐水、耐酸碱性和热稳定性。结果显示以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）为活性稀释剂，D1173为光引发剂，且D1173用量占8%时，光敏树脂固化时间较短，产物可用作光敏涂料或光固化胶粘剂。 【期刊名称】粘接
【年(卷),期】2017(000)004 【总页数】5
【关键词】丙烯酸酯；光敏树脂；光引发剂 【
文
献
来
源
】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-
cn_adhesion_thesis/0201243179089.html
紫外光固化技术与传统热固化技术相比，具备高效、节能、环保、物理性能好等诸多优点[1～3]。自20世纪60年代德国拜耳公司将光固化木器涂料成功商品化后，紫外光固化材料的应用迅速扩大到涂料、粘合剂、印刷、电子、建筑、汽车等诸多领域[4～6]。其中，丙烯酸酯类光固化树脂带不饱和双键感光基团，且原料来源广、价格便宜、感光速度快、力学性能优异，是常用的光敏树脂之
一，但也存在黏度大、耐候性差、对基材的附着力不好等缺点，因此需引入相关功能基团对其进行改性。目前研究应用较多的丙烯酸类紫外光固化树脂主要包括聚酯丙烯酸酯[7]、环氧丙烯酸酯[8]、聚氨酯丙烯酸酯[9]和有机硅丙烯酸酯[1 0]等。
本文以常用的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯为主单体，以丙烯酸羟乙基为功能单体，以低毒性、链转移常数小的丁酮作溶剂，使得聚合反应分子质量可控，预聚物分散性好，采用自由基溶液聚合法合成了线性丙烯酸酯光敏低聚物。并以二官能团化合物TPGDA和三官能团化合物TMPTA分别作为活性稀释剂，二苯甲酮、安息香乙醚、D1173分别为自由基光引发剂。在1 000 W紫外灯照射下，线性丙烯酸酯光敏低聚物固化成含羟基、对基材有较好附着力的光敏树脂,并对其耐水、耐酸碱性和热稳定性进行了研究，并用于光敏涂料或光固化胶粘剂中。
1 实验部分
1.1 实验原料
甲基丙烯酸甲酯（MMA）、三缩丙二醇丙烯酸酯（TPGDA），分析纯，天津博迪化工有限公司；丙烯酸丁酯（BA），化学纯，北京东方化工厂；丙烯酸羟乙酯（HEA），化学纯，上海国药集团化学试剂有限公司；硫酸，氢氧化钠，分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司；偶氮二异丁腈（ABIN），分析纯，天津市光复精细化工研究所；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA），分析纯，上海方锐达化学品有限公司；丁酮，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；二苯甲酮，化学纯，天津市远航化学品有限公司；安息香乙醚，分析纯，上海化学试剂三厂；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（D1173），分析纯，南京米兰化工有限公
司。
1.2 丙烯酸酯光敏树脂的制备
称取MMA、BA与HEA混合单体和部分引发剂于500 mL磨口锥形瓶中，磁力搅拌，待引发剂全部溶解后，继续搅拌0.5 h，得透明的单体引发剂溶液。在250 mL四口烧瓶中，加入定量的溶剂丁酮，升温至80 ℃，加入1/3的单体引发剂混合溶液，氮气保护，控制搅拌转速400 r/min左右，反应保持回流0.5 h。
在2～4 h内，将剩余的单体引发剂溶液定量分批加入预聚合反应体系，恒温冷凝回流。继续恒温反应2～5 h，每隔1 h检测单体的转化率，当转化率接近80%时，即得丙烯酸酯光敏树脂预聚体。 1.3 丙烯酸酯光敏树脂的固化
在干净干燥的三口反应瓶中，加入一定量的上述合成预聚体、活性稀释剂、光引发剂等，于暗室中搅拌混合均匀制成紫外光敏树脂，待各组分充分溶解后过滤到洁净干燥的棕色瓶中，瓶外用锡箔纸包住，低温保存。取少量树脂样品均匀涂覆在成膜基材上，水平放入1 000 W便携式紫外固化箱体内，在紫外灯下曝光一定时间后，用手指轻压涂膜，若涂膜表面无粘连，则视其为完全固化，用秒表记录树脂表干时间。 1.4 性能测试及结构表征
转化率：取1～2 g乳液于称量瓶中，滴入2～3滴5%对苯二酚水溶液，称量，于105～110℃下烘干至恒量，按式（1）计算转化率： 转化率/%=（A-C）/（B-C）×100 （1）
其中：A为所取试样质量；B为干燥后试样质量；C为试样中不挥发组分的质
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