光固化胶粘剂的研究进展
摘要：本文从光引发剂、预聚物和活性稀释剂3方面介绍了UV光固化胶粘
剂的最新研究进展。
展望了UV固化胶粘剂的研究与发展方向。
关键词：紫外光固化；胶粘剂；应用
光固化胶粘剂（以下简称光固胶）可分为紫外光（UV）固化胶粘剂（波
长200~400 nm）和可见光固化胶粘剂（波长400~500 nm）。
UV光固化就是
用适当波长和光强的紫外光照射，使光引发剂迅速分解成自由基或阳离子，进而
引发不饱和有机化合物发生聚合反应，最终生成交联结构的固化产物。
自1960 年国外报道UV光固胶以来，该胶已在许多工业领域应用i，尤其是
需要快速装配的高技术产业领域，例如LCD（液晶显示器）制造业；照相机等光
学产品制造业。
UV 光固胶的优点是：（1）固化时间短，一般1~几十秒即可固化；（2）粘接范围广，可粘接金属、玻璃、塑料等各可固化；（2）粘接范围广，可粘接金属、玻璃、塑料等各种材料，也可进行结构材料的粘接；（3）环保、
安全，适用于高速自动化生产。
UV光固胶主要由光引发剂、光敏树脂（预聚体）和活性稀释剂组成。
本文主
要介绍近几年来紫外光固化胶粘剂的研究现状与发展。
1、 UV光引发剂
光引发剂是光固胶组成中最重要的成分。
选用光引发剂时应注意其吸收光谱
与光源的发射光谱相匹配，在UV光源的光谱范围内光活性要高，具有较高的活
性体（自由基或阳离子）量子效率，在齐聚体和单体中有良好的溶解性和反应活性。
另外，为了提高光固化速度可使用复合光敏引发剂。
光引发剂主要是影响固化速度和固化程度。
C. Decker等和
Zbigniew Czech等都对光引发剂的影响进行了探讨。
Xinyan Xiao等以双酚A
环氧树脂为基体，丙烯酸和马来酸酐为改性剂合成了一种新型的水性环氧丙烯酸
酯，外加纳米硅溶胶（溶胶凝胶法），制备了UV光固化水性环氧丙烯酸/硅溶胶
杂化材料。
进行了光引发剂含量对固化体系固化时间的影响程度试验，结果表明，固化程度最高可达88％，光引发剂的最佳用量为3.5％，固化时间为40 s，而且
纳米硅溶胶的加入改善了水性环氧丙烯酸酯热稳定性。
芝麻素是包含2个环状缩
醛结构的物质，Kemin Wang等用其作为UV光的引发剂，发现随着芝麻素浓度
的增加，双键的转化率提高。
W. D. Wan Rosli等研究了以芳茂铁盐和三锍盐
作为阳离子引发剂，引发环氧棕榈油-脂环族双环氧体系表面涂料在UV光照射下
的固化，固化胶膜具有良好的拉伸强度和硬度。
引发剂的添加量越大，固化速度越快，但也导致交联密度降低，影响粘接性能。
一般单一的引发剂引发能力有限，而利用混合型的引发剂体系可以达到更好
的效果。
唐铭等将安息香乙醚和二苯甲酮混合为光引发剂，制备了环氧丙烯酸酯
体系的UV光固化涂料。
实验发现单独使用安息香乙醚和二苯甲酮中的任何一种
光引发剂，其固化速度都不能令人满意，而利用二者的混合体系效果较好。
2预聚体
2.1丙烯酸酯体系
UV胶粘剂目前大部分仍然是丙烯酸酯型，其固化机理是自由基聚合。
Shi等
以季戊四醇和偏苯三酸酐为原料制备了功能端基超支化聚合物，然后用甲基丙烯
酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸酐改性得到的超支化不饱和树脂，可用于UV光固化
涂料。
丙烯酸酯光固胶在固化过程中收缩率较大，会使构件中产生内应力，影响
粘接强度。
J.H. Moon等研究了交联聚氨酯-丙烯酸酯和填料组成的UV光固胶，
能很好地控制固化速度，可以用于高湿、高温环境。
2.2环氧体系
C. Esposito Corcione等通过阳离子聚合制备了勃姆石脂环族环氧树脂复
合材料，并对其反应动力学进行了研究。
所得到的产物随着勃姆石纳米填料的增加，Tg略有下降，表明交联密度有所降低。
环氧预聚物有易变黄、黏度高等缺点；聚氨酯树脂化学稳定性好、柔韧性好、黏度较低。
王云等将环氧型和聚氨酯型预
聚物、活性稀释剂搅拌均匀，加入增稠剂、填料等助剂，待完全溶解后，加入一
种或多种光引发剂，制成的光固胶，固化快、强度高。
2.3混合型
混合型UV胶粘剂是自由基型和阳离子型的混合体系，通常是丙烯酸酯和环
氧化合物混合物，兼具二者的优点。
这种UV固化体系引发效率高，还可减少体
积收缩，同时在其他性能方面也具有很好的协同效应。
Biwu Huang利用己二醇二缩水甘油醚和丙烯酸为原料，制备了1种新型UV
光固化预聚物，黏度低，固化材料的弹性也较好，弹性模量为871.88 MPa，断
裂伸长率为6.77％。
Atilla研究用环氧树脂和3-异硫氰基丙基三乙氧基硅烷合
成丙烯酸脂双功能化树脂，固化程度达到95%～98%，是1种新型的光固胶预聚体。
王云等实验发现，单一的光引发剂，无论是羟基酮、安息香类，还是酰基磷酮类，均可以UV光将其引发聚合，但是定位时间和最终强度有所差异。
2.4聚氧酯型
聚氨酯丙烯酸酯( PUA )分子结构中含有氨基甲酸酯键和丙烯酸官能团,
固化后的材料兼具聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性和优良的低温性能以及聚
丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性能,综合性能优异。
溶剂型PU虽然具有性能优势，但有机溶剂不但会造成空气污染，还有一定
的毒性。
水性聚氨酯引发剂不含有机溶剂，是环境友好产品，已广泛应用在许多
领域。
但PU胶膜的机械强度和刚度较差。
改善水性聚氨酯性能的有效方法之一
是加入无机纳米填料，如纳米二氧化硅、粘土碳纳米管、纤维素纳米晶等等。
文献介绍，在UV光固化聚碳酸酯型聚氨酯研究中，加入端羟基聚二甲基硅
氧烷（PDMS为软段，固化后的涂膜具有低表面能和较高的热降解温度，提高了热
性能，并可对胶膜的表面性能进行控制；加入端羟基全氟聚醚（PFPE），表面自
由能随着氟浓度增加明显下降。
3活性稀释剂
辐射固化胶中的单体又叫活性稀释剂，其主要作用是调节黏度但能参加聚合
反应。
一般应选用气味、刺激性、挥发性低的活性稀释剂。
郑嘉咏以聚酯多元醇、二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯为原料，合成了聚氨酯丙烯酸预聚体并配制UV光固胶。
4结语
为了使光固化的光谱响应范围更大，开发新型高感低能的、对长波敏感的光
敏引发体系已成为研究的新热点。
另外，光固化胶粘剂固化过程中普遍存在固化
深度有限、有色以及不透明材料难以应用等缺点，对此，新型引发剂和新型固化
方式的研究就显得特别重要。
同时光固化胶粘剂也应向着高性能、环保型方面发展。
i。