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摘要：UV胶（也叫UV胶，无影胶）是20世纪70年代出现的先进技术。它是一种具有“5E”特性的工业技术：（高效）、（经济）、（节能）、（环保）。近年来，UV固化胶粘剂的产量和产值的增长远远高于UV涂料和油墨等类型的胶粘剂，未来几年的发展将非常迅速。
关键词：UV胶；耐水性；原料因素
UV胶粘剂广泛应用于高科技工业领域，如光学产品的制造，UV胶粘剂常用于日常生活用品，如玻璃家具制造、组装、珠宝等饰品。近年来，紫外光固化粘合剂在研究和应用上取得了长足的发展，在原料选择和结构改进上取得了新的突破。
一、UV胶黏剂的制备
将甲基丙烯酸氨基甲酸酯在水浴锅中进行合成，用搅拌器、体温计和冷凝器管进行1000mL的四瓶烧瓶。在四个烧瓶的一侧加入羟丙基甲基丙烯酸酯、催化剂和抑制剂，将搅拌器加入IPDI，在室温下进行反应。温度可自行升高，应注意适当的冷却。当温度不再升高时，水浴锅里的冷水变成热水，水浴锅被电炉加热。反应温度稳定在90度，反应3h，停止反应，浇注粘性液体。将环氧预聚物、聚氨酯预聚物和活性稀释剂搅拌均匀，加入添加剂和添加剂，完全溶解后，在避光条件下加入一种或多种光引发剂，立即将其完全溶解并溶解成黑色低密度聚乙烯包装瓶。选择或合成合适的预聚物和活性稀释剂，配以合适的光引发剂和各种配位剂，可达到快速固化和高强度的效果。我们专注于金属、玻璃和水晶的结合，开发ZUV。根据UV胶的实际应用情况，介绍了其性能测定方法。由于胶粘剂的存在，它不同于一般的胶粘剂试验方法。该试剂主要用于平面粘接，试验采用平面粘接。
二、影响UV胶耐水性的原料因素
1.活性稀释剂用量的影响。胶黏剂配置过程中加入活性稀释剂主要是调节胶液黏度。活性稀释剂的种类和用量对固化胶膜的性能有较大的影响。若稀释剂和预聚体反应活性相差很大，则稀释剂趋向于均聚或与光引发剂发生加成反应，而不参与预聚体的交联。此时，稀释剂起不到交联的作用，仅起到类似于增塑剂的作用。随着稀释剂用量的增加，胶膜的拉伸强度增大，而胶膜的伸长率却呈下降的趋势。添加活性稀释剂可显著缩短固化时间，活性稀释剂还参与形成交联的体型结构，增强胶黏剂粘接性能。当稀释剂添加量过大时，虽然固化时间较短，但会导致粘接强度和耐水性下降。
2.光引发剂用量对粘接性能的影响。光引发剂对紫外光固化胶的性能影响十分明显，一方面，光引发剂的品种要和紫外光源相匹配，另一方面，光引发剂的用量对固化性能和固化深度也有很大的影响。光引发剂1- 羟基环己基苯基甲酮是最通用的光引发剂，其吸收波长与市面上流行的主发射波长365nm 的紫外光源相匹配，同时其具有引发活性高，不易产生黄变，热稳定性好等优点。因此，研制的UV 胶也选择1-羟基环己基苯基甲酮作为光引发剂。光引发剂浓度对体系的反应至关重要，光引发剂浓度过低时，自由基数量过低，导致反应速度太慢，也影响胶体的深度固化；光引发剂的浓度过高时，其产生的自由基会因相互碰撞而结合，造成自由基回归的机会增多，反倒使体系的固化速度减慢。光引发剂浓度与体系中光引发剂的含量有关，体系中光引发剂含量越大，光引发剂浓度也越高。所以，需要研究了光引发剂用量对粘接性能的影响，引发剂用量少，固化不充分，粘接性能不够；引发剂用量大，导致残留引发剂多，耐久性差，同时也降低粘接性能。
3.不同稀释剂对固化程度的影响。分别用不同的稀释剂配比与环氧丙烯酸单酯（EMA）配制固化体系，先加自由基光引发剂，在紫外光辐射下进行自由基型固化，测试固化膜的凝胶率、固化收缩率等性能；在此基础上再加入阳离子型光引发剂，在紫外光辐射下，测试固化膜性能。同时，以丙烯酸环氧双酯（EDA）为低聚物，进行单一的自由基光固化，测试固化膜性能，作对比试验。凝胶率是表征固化程度的重要参数，由测试结果可看出，自由基光固化以后，自由基光固化膜的凝胶率最低；而自由基阳离子混杂光固化以后的凝胶率则相差不多，與丙烯酸环氧双酯的单一自由基光固化膜测试结果相近，其凝胶率都在97% 左右造成这种结果的主要原因是与体系中双键密度有关，此外，在只有自由基光引发剂1173 存在的情况下，紫外光只能引发双键的自由基聚合，不能引发体系中环氧基团开环聚合，双键密度的降低导致固化膜中的交联点减少，即固化膜凝胶率的降低。凝胶率的降低也与稀释剂的官能度有关，BA、MBGA 为单自由基官能团的稀释剂，TPGDA 分子中有2 个丙烯酸酯双键，在紫外光辐射引发的自由基光固化过程中，TPGDA 或T MPTA 分子中只要有任何1 个丙烯酸酯双键参与了固化，其分子就能稳定存在于固化形成的网络中，在测试凝胶率的过程中，就不会从网络中析出。而单官能团的BA、MBGA 只有1 个双键，一旦其没有参与自由基引发的聚合，则很容易从固化网络中析出，这也是单官能团稀释剂含量最多的自由基固化膜凝胶率最低的一个原因。自由基阳离子混杂光固化以后，体系中的丙烯酸酯双键和环氧基团同时参与固化，固化膜交联点更多，网络结构形成更为完善，虽然各个配方中双键和环氧基团密度有一些差别，但由于混杂光固化后，形成一个比较致密的体型网络结构，即使有较多的单官能团稀释剂，其少量没有参与固化的单体也被封在网络结构中，不易析出，所以各个配方混杂光固化膜的凝胶率变化不大。
4.UV固化胶的吸水性。胶粘剂在使用过程中，会吸收空气中的水分，从而影响胶层的物理力学性能，因此要求所使用的光固化材料有较低的吸水性，而体系组成和固化度对吸水性有着直接的影响。研究了不同单体对UV固化胶吸水性的影响，TPGDA分子中含有醚键，其吸水性也比较高，TMPTA体系交联密度较高，故吸水性最低。体系中若需要添加一些含羟基（-OH）或羧基（一COOH）等亲水性基团单体，如可提高附着力的甲基丙烯酸羟乙酯HEMA，则需适当调整添加量，尽量降低其所含的羟基对耐水性造成的影响。
三、发展趋势
光学胶黏剂不但起到粘接光学元件的作用，而且是连接光学元件的光学通道。但是光学胶黏剂的光学性能（透光率和折射率等）对环境的变化非常敏感。所以很有必要进一步深入探讨环境变化对光学胶黏剂的性能的影响。例如，研究发现，水分含量对胶黏剂的折射率有一定影响，可采用回波损耗方法去监控水分含量对光学胶黏剂折射率的影响，测试的波长为1.55μm。当水分含量增加时，胶黏剂的折射率下降，并且当水分含量较少时折射率下降的较快。从发展趋势来看，可见光固化胶黏剂比紫外光固化胶黏剂粘接时间短，可以避免紫外线对某些光学玻璃的腐蚀，从而有效地提高粘接的可靠性，是玻璃光学零件粘接较理想的胶黏剂。此外，对于一些吸收短波的材料及半透明材料（例如紫外线透过性不佳但可见光透过性较好的软质聚氯乙烯、硬质聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等）的粘合，紫外光固化胶黏剂则也无法胜任，可见光固化胶黏剂在光学零件粘合中有着更广阔的应用空间。
紫外固化胶粘剂的研究表明，良好的柔韧性和高的功能性有利于提高粘结强度。结合力明显提高，含有极性基团单体的分子，如醚键和羟基会增加系统的吸水率。
参考文献：
[1]吴健伟，赵玉宇，赵汉青，等. U V -固化胶黏剂收缩率的研究[J] .化学与黏合，2 0 1 5，2 7（2）：9 6 - 1 0 0 .
[2]陈用烈，曾兆华，杨建文.辐射固化材料及应用[M] .北京：化学工业出版社，2 0 16 .
[3]金养智.光固化材料性能及应用手册[ M ] .北京：化学工业出版社，2 0 1 7 .
关键词：UV胶；耐水性；原料因素
UV胶粘剂广泛应用于高科技工业领域，如光学产品的制造，UV胶粘剂常用于日常生活用品，如玻璃家具制造、组装、珠宝等饰品。近年来，紫外光固化粘合剂在研究和应用上取得了长足的发展，在原料选择和结构改进上取得了新的突破。
一、UV胶黏剂的制备
将甲基丙烯酸氨基甲酸酯在水浴锅中进行合成，用搅拌器、体温计和冷凝器管进行1000mL的四瓶烧瓶。在四个烧瓶的一侧加入羟丙基甲基丙烯酸酯、催化剂和抑制剂，将搅拌器加入IPDI，在室温下进行反应。温度可自行升高，应注意适当的冷却。当温度不再升高时，水浴锅里的冷水变成热水，水浴锅被电炉加热。反应温度稳定在90度，反应3h，停止反应，浇注粘性液体。将环氧预聚物、聚氨酯预聚物和活性稀释剂搅拌均匀，加入添加剂和添加剂，完全溶解后，在避光条件下加入一种或多种光引发剂，立即将其完全溶解并溶解成黑色低密度聚乙烯包装瓶。选择或合成合适的预聚物和活性稀释剂，配以合适的光引发剂和各种配位剂，可达到快速固化和高强度的效果。我们专注于金属、玻璃和水晶的结合，开发ZUV。根据UV胶的实际应用情况，介绍了其性能测定方法。由于胶粘剂的存在，它不同于一般的胶粘剂试验方法。该试剂主要用于平面粘接，试验采用平面粘接。
二、影响UV胶耐水性的原料因素
1.活性稀释剂用量的影响。胶黏剂配置过程中加入活性稀释剂主要是调节胶液黏度。活性稀释剂的种类和用量对固化胶膜的性能有较大的影响。若稀释剂和预聚体反应活性相差很大，则稀释剂趋向于均聚或与光引发剂发生加成反应，而不参与预聚体的交联。此时，稀释剂起不到交联的作用，仅起到类似于增塑剂的作用。随着稀释剂用量的增加，胶膜的拉伸强度增大，而胶膜的伸长率却呈下降的趋势。添加活性稀释剂可显著缩短固化时间，活性稀释剂还参与形成交联的体型结构，增强胶黏剂粘接性能。当稀释剂添加量过大时，虽然固化时间较短，但会导致粘接强度和耐水性下降。
2.光引发剂用量对粘接性能的影响。光引发剂对紫外光固化胶的性能影响十分明显，一方面，光引发剂的品种要和紫外光源相匹配，另一方面，光引发剂的用量对固化性能和固化深度也有很大的影响。光引发剂1- 羟基环己基苯基甲酮是最通用的光引发剂，其吸收波长与市面上流行的主发射波长365nm 的紫外光源相匹配，同时其具有引发活性高，不易产生黄变，热稳定性好等优点。因此，研制的UV 胶也选择1-羟基环己基苯基甲酮作为光引发剂。光引发剂浓度对体系的反应至关重要，光引发剂浓度过低时，自由基数量过低，导致反应速度太慢，也影响胶体的深度固化；光引发剂的浓度过高时，其产生的自由基会因相互碰撞而结合，造成自由基回归的机会增多，反倒使体系的固化速度减慢。光引发剂浓度与体系中光引发剂的含量有关，体系中光引发剂含量越大，光引发剂浓度也越高。所以，需要研究了光引发剂用量对粘接性能的影响，引发剂用量少，固化不充分，粘接性能不够；引发剂用量大，导致残留引发剂多，耐久性差，同时也降低粘接性能。
3.不同稀释剂对固化程度的影响。分别用不同的稀释剂配比与环氧丙烯酸单酯（EMA）配制固化体系，先加自由基光引发剂，在紫外光辐射下进行自由基型固化，测试固化膜的凝胶率、固化收缩率等性能；在此基础上再加入阳离子型光引发剂，在紫外光辐射下，测试固化膜性能。同时，以丙烯酸环氧双酯（EDA）为低聚物，进行单一的自由基光固化，测试固化膜性能，作对比试验。凝胶率是表征固化程度的重要参数，由测试结果可看出，自由基光固化以后，自由基光固化膜的凝胶率最低；而自由基阳离子混杂光固化以后的凝胶率则相差不多，與丙烯酸环氧双酯的单一自由基光固化膜测试结果相近，其凝胶率都在97% 左右造成这种结果的主要原因是与体系中双键密度有关，此外，在只有自由基光引发剂1173 存在的情况下，紫外光只能引发双键的自由基聚合，不能引发体系中环氧基团开环聚合，双键密度的降低导致固化膜中的交联点减少，即固化膜凝胶率的降低。凝胶率的降低也与稀释剂的官能度有关，BA、MBGA 为单自由基官能团的稀释剂，TPGDA 分子中有2 个丙烯酸酯双键，在紫外光辐射引发的自由基光固化过程中，TPGDA 或T MPTA 分子中只要有任何1 个丙烯酸酯双键参与了固化，其分子就能稳定存在于固化形成的网络中，在测试凝胶率的过程中，就不会从网络中析出。而单官能团的BA、MBGA 只有1 个双键，一旦其没有参与自由基引发的聚合，则很容易从固化网络中析出，这也是单官能团稀释剂含量最多的自由基固化膜凝胶率最低的一个原因。自由基阳离子混杂光固化以后，体系中的丙烯酸酯双键和环氧基团同时参与固化，固化膜交联点更多，网络结构形成更为完善，虽然各个配方中双键和环氧基团密度有一些差别，但由于混杂光固化后，形成一个比较致密的体型网络结构，即使有较多的单官能团稀释剂，其少量没有参与固化的单体也被封在网络结构中，不易析出，所以各个配方混杂光固化膜的凝胶率变化不大。
4.UV固化胶的吸水性。胶粘剂在使用过程中，会吸收空气中的水分，从而影响胶层的物理力学性能，因此要求所使用的光固化材料有较低的吸水性，而体系组成和固化度对吸水性有着直接的影响。研究了不同单体对UV固化胶吸水性的影响，TPGDA分子中含有醚键，其吸水性也比较高，TMPTA体系交联密度较高，故吸水性最低。体系中若需要添加一些含羟基（-OH）或羧基（一COOH）等亲水性基团单体，如可提高附着力的甲基丙烯酸羟乙酯HEMA，则需适当调整添加量，尽量降低其所含的羟基对耐水性造成的影响。
三、发展趋势
光学胶黏剂不但起到粘接光学元件的作用，而且是连接光学元件的光学通道。但是光学胶黏剂的光学性能（透光率和折射率等）对环境的变化非常敏感。所以很有必要进一步深入探讨环境变化对光学胶黏剂的性能的影响。例如，研究发现，水分含量对胶黏剂的折射率有一定影响，可采用回波损耗方法去监控水分含量对光学胶黏剂折射率的影响，测试的波长为1.55μm。当水分含量增加时，胶黏剂的折射率下降，并且当水分含量较少时折射率下降的较快。从发展趋势来看，可见光固化胶黏剂比紫外光固化胶黏剂粘接时间短，可以避免紫外线对某些光学玻璃的腐蚀，从而有效地提高粘接的可靠性，是玻璃光学零件粘接较理想的胶黏剂。此外，对于一些吸收短波的材料及半透明材料（例如紫外线透过性不佳但可见光透过性较好的软质聚氯乙烯、硬质聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等）的粘合，紫外光固化胶黏剂则也无法胜任，可见光固化胶黏剂在光学零件粘合中有着更广阔的应用空间。
紫外固化胶粘剂的研究表明，良好的柔韧性和高的功能性有利于提高粘结强度。结合力明显提高，含有极性基团单体的分子，如醚键和羟基会增加系统的吸水率。
参考文献：
[1]吴健伟，赵玉宇，赵汉青，等. U V -固化胶黏剂收缩率的研究[J] .化学与黏合，2 0 1 5，2 7（2）：9 6 - 1 0 0 .
[2]陈用烈，曾兆华，杨建文.辐射固化材料及应用[M] .北京：化学工业出版社，2 0 16 .
[3]金养智.光固化材料性能及应用手册[ M ] .北京：化学工业出版社，2 0 1 7 .