UV胶黏剂介绍及其应用


UV胶又称无影胶、光敏胶、紫外光固化胶,UV胶是指必须通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂,它可以作为粘接剂使用,也可作为油漆、涂料、油墨等的胶料使用。UV是英文Ultraviolet Rays的缩写,即紫外光线。 紫外线(UV)是肉眼看不见的,是可见光以外的一段电磁辐射,波长在10-400nm的范围。UV胶固化原理是UV固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子,引发单体聚合、交联和接支化学反应,使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。

一、UV胶黏剂百科

1、定义

(1)定义:又称无影胶、光敏胶、紫外光固化胶。

(2)固化原理:UV固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子,引发单体聚合、交联化学反应,使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。

2、主要成分

(1)UV树脂:环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸树酯等;

(2)单体:40-60%单官能(IBOA、IBOMA、HEMA等)、二官能(TPGDA、HDDA、DEGDA、NPGDA等)、三官能及多官能(TMPTA、PETA等);

(3)光引发剂:1-6%1173、184、907、二苯甲酮等;

(4)助剂0.2-1%,可加可不加。

3、常见应用

(1)塑料与塑料、塑料与玻璃、塑料与金属等材料的粘接;(2)主要针对工艺品行业塑料的自粘和互粘,家具行业,例如茶几玻璃与钢架粘接,玻璃鱼缸粘接;(3)PMMA亚克力(有机玻璃)、PC、ABS、PVC、PS等热塑性塑料。

4、产品特点

(1)适用范围广;(2)粘接强度高;(3)几秒钟定位;(4)一分钟达到最高强度;(5)完全透明;(6)长期不变黄;(7)耐环测;(8)柔韧性好;(9)不发白;(10)操作方便。

5、优点

(1)环境/安全

a.无VOC挥发物,对空气无污染;b.胶粘剂成分在环保法规中限制或禁止的比较少;c.无溶剂,可燃性低。

(2)经济性

a.固化速度快,有利于自动化生产线,提高劳动生产率;b.固化后即可进行检测以及搬运,节约空间;c.室温固化,节省能源;d.固化设备简单,仅需灯具或传送带,节约空间;e.单组分系统,无需混合,使用方便。

(3)相容性

a.对于温度,溶剂和潮湿敏感的材料可以使用;b.控制固化,等待时间可以调整,固化程度可以调整;c.可以重复施胶多次固化;d.紫外灯可以容易地安装在已有的生产线,不需较大改动。

6、缺点

(1)成本高:原料成本高,不含低成本的溶剂和填料,胶粘剂价格高;

(2)固化限制:紫外光对某些塑料或半透明材料穿透力较弱,固化深度有限,可固化产品的几何形状受到限制,不透光的部位及紫外光照射不到的死角不易固化;

(3)素材限制:一般的UV胶只能粘接透光材料,粘接不透光材料需要配合其他技术,例如光延迟(阳离子)固化,光热双固化,光-湿气双固化等。

7、操作指导

(1)将被粘接的两物体有一个是透明的且表面清洗干净、干燥并无油脂;

(2)将UV无影胶涂在其中的一个表面上,合拢两平面进行光固化;

(3)建议光照6s左右初步定位时,去除工件上剩余胶水再重新光照至完全固化;

(4)固化时间应根据不同的备战材料、胶厚、紫外线强度的不同而有所区别;

(5)气温对胶水的活性也有少许影响,气温低时固化时间应适当延长;

(6)操作时不应用力挤压和反复磨操需粘接的材料,并建议使用固定工具;

(7)塑料粘接时,应考虑塑料中的紫外线吸收剂的含量,偏高的含量将严重影响紫外线的透过率,因而也对胶水的固化效率产生明显的影响甚至导致胶水无法固化;

(8)大面积粘接时建议用低粘度产品。条件具备的情况下,最好购置真空设备,在真空环培中贴合,以便去除气泡、提商成品率;

(9)以上指示仅供参考,具体操作需客户根据其体情况作适当调整。

二、应用领域

1、工艺玻璃

(1)玻璃制品,玻璃家具,电子秤粘接;(2)水晶珠宝工艺制品,固定镶嵌;(3)透明塑料工艺制品粘接PMMA/PS。

2、电子电器

(1)接线柱/继电器/电容器和微开关的涂装和密封;(2)印刷电路板(PCB)粘贴表面元件;(3)印刷电路板上集成电路块粘接;(4)线圈导线端子的固定和零部件的粘接;(5)排线披覆固定到接口或电路板上。

3、光学领域

光学纤维粘合,光纤涂敷保护,修补连接。

4、数字光盘

(1)CD/CD-R/CD-RW制造中主要用于反射膜层、保护膜层的涂覆;(2)DVD基板粘接,用于DVD包装的密封罩也使用紫外光固化胶粘剂。

5、医疗用具

(1)皮下注射针头与注射器,静脉注射管粘接,导尿管和医用过滤器的使用;(2)呼吸系统,蝶型装置和面罩,静脉导管装置,氧合器,蓄水器,电子诊断装置等医疗设备。

6、其他用途

(1)微型电机:固定,导线电路板粘接固定;(2)光驱:激光头固定,透镜固定,电路板固定;(3)转印:转印胶,表面保护胶;(4)汽车工业零部件的粘接:汽车灯装配、倒车镜和气袋部件的粘接和燃油喷射系统。

三、常见问题

1、常见问题一:UV胶水固化后为什么会发白?

在玻璃行业中常出现此现象,发白现象其实是胶层本身产生的微小气泡,因为胶水固化过程中会产生收缩,如果胶层厚度不均或硬度过高,收缩所产生的内应力无法释放,时间长了就会出现微小气泡,也就是我们看到的发白现象,直至粘接的材料脱落。解决此问题的办法有:一是选择柔韧性配方的UV胶水;二是粘接的胶层控制均匀;三是初固时使用低功率的UV灯具,使胶水的固化的速度变慢,定位后在使用高功率的UV设备深度固化,因为胶水固化速度过快,会增加胶水的收缩率。

2、常见问题二:为什么胶水照了很久,还是不干,表面粘手?

胶水固化后,胶体表面接触空气,由于空气的抑制作用,胶体表面不能脱粘,也就是粘手的现象。

解决此问题的办法有:(1)用较高之紫外线强度;(2)用较高之光引发剂量;(3)用反应较快之光引发剂;(4)用含365nm波长之紫外光源。

3、常见问题三:UV胶有毒吗?为什么使用UV胶皮肤红肿、骚痒?

UV胶是绿色环保经济化工产品,不含任何有机溶剂,百分之百固含量胶水。对人体不会产生任何致毒致癌致病变性危害。UV胶的主要成分是丙烯酸酯系列的低聚物和部分丙烯酸酯系列的单体,丙烯酸酯单体有一定的挥发性对皮肤有一定的刺激性,在初次接触时,如果保护不当的情况下直接接触或长期暴露高浓度环境下,会导致皮肤过敏,如眼睛红肿,身上起疹子、痒等现象。但当适应一段时间后就不会再引起过敏,皮肤起疹子等现象。

4、常见问题四:无影胶的固化速度与胶水品质的好坏有没有关系?

无影胶的固化速度尤其定位速度一直是消费者比较关心的一个数据。衡量无影胶品质的好坏是多方面的:定位时间、固化深度、强度大小、胶膜的柔韧度等等都是考核无影胶品质的一个方面。我们认为定位速度越快,其胶水固化时所产生的内应力就越大。一般定位速度在6至10秒为宜。所以单凭固化速度来判断无影胶品质好坏是不对的。

5、常见问题五:粘接时施胶量越多越好吗?

无影胶在粘接时不是施胶量越多越好。实验证明胶层越薄,强度越高。一般来讲胶膜厚度不超0.2微米为最好。

6、常见问题六:无影胶粘度?粘度越低其强度就越低吗?

液体受外力作用移动时,其分子之间产生摩擦阻力的量度,叫做粘度。摩擦阻力越大,粘度越大;摩擦阻力越小,粘度越小。在国际单位制中,粘度单位是mPa·s。水的粘度为1.14mPa·s。

无影胶的粘度与强度是没有直接关系的。如果把粘度理解为强度是不对的,是认识的误区。

7、常见问题七:无影胶水与其他胶有什么区别?

无影胶水在紫外线照射下1-5秒初固,20-30秒即可粘接完成,照射后即可达到较高强度,可以满足自动化生产线节奏的需要;丙烯酸酯结构胶1-10秒初固,24小时才能达到最高强度;室温固化环氧结构胶10-120分钟初固,7小时才能达到最高强度。

8、常见问题八:为什么粘接玻璃金属的UV胶在夏季容易发生脱落?

夏季是UV胶事故的多发季节。夏季下雨或天气潮湿时,玻璃表面非常容易吸收水分,而许多客户仅仅用布擦拭不能除去水膜,导致强度衰减直至脱落。可以用电吹风干燥玻璃才能保持长久粘接。

9、常见问题九:为什么冬天感觉有些胶的粘接强度下降?

UV胶在冬天温度下降时,胶膜会变硬变脆,导致感觉度下降。低温地区冬天需要调整胶粘剂配方,使其具有更好的低温韧性。

10、常见问题十:UV胶需要多长时间完全固化?

根据具体的UV胶和客户使用的固化灯不同,不能一概而论,需要实验确定。紫外光强度高的,照射时间短,就可以固化,反之亦然。

四、注意事项

1、注意事项(胶储存)

(1)避光。可见光也能使胶水缓慢固化,因此不可以长时间暴露在空气中;

(2)防潮。吸潮后胶水性能会有所下降,因此不可以长时间打开瓶盖;

(3)常温。当温度高于80度时,可能引发化学反应,因而胶水不宜长时间放于高温的地方。

2、注意事项(施胶前)

(1)被粘工件表面的油脂、水分、杂质和平整度将直接影响粘接质量,务必擦干、擦净,确保粘接表面平整。

(2)阴雨天气作业,务必保证粘接工件清洁干燥,强烈建议使用专用无影胶固化灯进行光照固化,保证粘接质量。

(3)有色或较厚的玻璃会对紫外或可见光产生吸收,使部分波段的光线无法通过或被削弱,而影响UV无影胶的固化,应选用专用胶水或通过实验确认合适的胶水。

(4)UV灯的使用寿命通常在800-1000小时,发射的UV光强度会随着使用时间的延长而变衰弱,应定期更换新的灯管。

3、注意事项(施胶中)

(1)粘接过程中,务必排出可能的气泡;光照固化过程中,确保被粘部位都能被UV灯或日光照射到,务必压紧被粘工件,胶层压得越薄,粘接力越好。

(2)被粘工件定位前,切忌在UV灯或日照下移动,以免产生发白现象而影响美观,推荐使用夹具。

(3)UV辐照量对UV胶的固化非常重要,它由光照强度和照射时间决定。对UV无影胶,使用专用无影胶固化灯情况,定位时间通常在数秒内,完全固化约需30秒左右;利用太阳光照射情况,视日照情况而定,定位时间通常在数十秒内,完全固化则需延长足够时间。

(4)对于余胶影响产品美观的问题,可以从准确控制施胶量来解决,或在光照固化前擦除多余胶液再光照固化。

(5)UV无影胶属于工业化学品,胶液光照固化前,请作好防护,避免直接的皮肤接触;如若不慎滴落皮肤,请用大量清水冲洗干净即可;对皮肤过敏者,请即刻就医,通常不会造成影响。

五、UV树脂的选择

1、选择原则

(1)粘性好;(2)不黄变;(3)低收缩;(4)低气味;(5)柔韧性好。

2、树脂推荐

(1)B-151;(2)B-205;(3)B-210GB;(4)B-268M;(5)B-295A;(6)B-361。

免责申明

以上指标与推荐性能是在固定条件下测得,不对所有使用目的提供保证,对于不同使用目的和条件,用广需自行通过配方验证,以确保符合要求。

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