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摘要：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200400nm）和可见光固化胶粘剂（波长400500nm）。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。
关键词：UV光固化胶；粘剂；研究；应用
1导言
为了普及光固化的这种技术，同时研发出高感知度和低能源消耗的的物质，这种物质能对长波的存在比较敏感，这是一个值得仔细研究的问题。此外，光固化胶粘剂固化过程中也存在着一系列问题，包括固化的深度受到限制和不透明材料的应用比较困难等问题。因此，对新型引发剂和固化方式的研究就显得格外重要，研究要致力于高性能、环保型方面发展。
2UV光固化胶粘剂
2.1UV光引发剂
光固胶中最重要的成分之一就是光引发剂，但引发剂的选取需要注意广元的发射光谱和其吸收光谱要一致。在UV光源的光谱范围内光活性要高一点，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發剂。光引发剂主要是影响固化速度和固化程度。C.Decker等和ZbigniewCzech等都对光引发剂的影响进行了探讨。Xin-yanXiao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40s，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。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。
2.2预聚体
2.2.1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制造了功能端基超支化聚合物，主要的原料就是由偏苯三酸酐和季戊四醇组成，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，在这过程中可以使用UV光固化作为涂料。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，这种方式产生的物质可以控制固化速度，摆脱潮湿和高温环境的制约。
2.2.2环氧体系
C.EspositoCorcione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。
2.2.3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。BiwuHuang利用己二醇二缩水甘油醚和丙烯酸为原料，产生了一种新的UV光固化预聚物，这种新产物虽然黏度比较低，但是弹性却十分好，数据表明：弹性模量为871.88MPa，断裂伸长率为6.77%。王云等人通过实验研究分析，发现只要是单一的光引发剂，不管酰基磷酮类，还是羟基酮、安息香类，UV光都能将其引发聚合，存在区别的就是在最终强度和定位时间方面。
2.2.4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。Zhang用硅溶胶通过原位合成制备了水性UV光固化聚氨酯/SiO2纳米复合材料。纳米二氧化硅在聚氨酯中分散均匀，聚氨酯的软段和硬段混合也十分均匀，在DMA分析中表现出单一的δ峰值。ZhangTong等对一系列的水性聚氨酯-丙烯酸酯（WPUA）UV光固胶进行了研究，并提出了新的合成方法。
2.3活性稀释剂
辐射固化胶中的单体的另一个名称是活性稀释剂，它发挥的主要功能是调节粘度，使其能够参加聚合反应。一般应选用气味、刺激性、挥发性低的活性稀释剂。郑嘉咏以丙烯酸羟乙酯、聚酯多元醇和二异氰酸酯为原料，合成了聚氨酯丙烯酸预聚体并配制UV光固胶。试验结果表明，在活性稀释单体质量分数处于20%～25%之间时，得到的粘结强度质量比较好。罗晔研究了活性稀释剂的添加量对固化速度的影响，实验采用N-乙烯吡咯烷酮（NVP，单官能团）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA，多官能团）为活性稀释剂，研究了稀释剂的用量与固化速度的关系。发现当NVP和TMPTA的用量都为2.0g时固化时间最短。
3光固胶的应用
3.1医字领域
由于光固化时间很短，使得UV光固胶在医学领域的应用也越来越广。如光固胶能高效捕获蛋白质并将其固定在固体表面进行免疫检测。又如将皮下注射针头与注射器和静脉注射器用UV光固胶进行粘接，另外在导尿管和医用过滤嘴上也使用光固胶。在医学领域UV光固胶的用量逐年增大。通用的光固化丙烯酸类胶粘剂适用光源为中高度的UV光和70mW/cm2的可见光，固化物无色透明，适用于聚碳酸酝、丙烯酸酝和聚氯乙烯等热塑性材料的粘接。
3.2电子电器
UV光固胶作为液晶显示器制作的一种重要材料，在LCD产业中起着关键作用。从聚氨酝丙烯酸酝预聚体的合成出发，配制了UV光固胶，分析了不同组分对LCD液晶灌注口及金属管脚粘接性能影响。该胶粘接强度高，耐候性能佳，可满足LCD的性能要求。利用UV光固化树脂可制备嵌入式电极。Shu-MingKuo等在制作质谱仪微流控设备集成过程中，将U硼交夹在2基片中，其固化时间不到10min。在压印光刻技术中，UV光压印光刻技术使得分辨率更高，并且实现了低成本。UV0光固胶在印刷电路板上集成电路块的粘接，线圈导线端子和零部件的固定，以及接线柱、继电器、电容器和微开关的涂装和密封等方面也得到了应用。
3.3汽车领域
在汽车修补漆市场，UV光固化涂料修补速度快，涂层固化仅需几分种，漆膜固化完全且具有耐溶剂性。在汽车灯装配、倒车镜和气袋部件的粘接、燃油喷射系统、器材面板、气缸垫圈、方向盘等生产中也都使用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。
参考文献：
[1]胡孝丽，许琼丽，周娟，谭艳琴，陈士龙.光固化胶粘剂性能的初步研究[J].临床口腔医学杂志，2014，30（01）：12-14.
[2]薛玉田.UV固化胶黏剂的制备及其性能研究[D].福州大学，2011.
关键词：UV光固化胶；粘剂；研究；应用
1导言
为了普及光固化的这种技术，同时研发出高感知度和低能源消耗的的物质，这种物质能对长波的存在比较敏感，这是一个值得仔细研究的问题。此外，光固化胶粘剂固化过程中也存在着一系列问题，包括固化的深度受到限制和不透明材料的应用比较困难等问题。因此，对新型引发剂和固化方式的研究就显得格外重要，研究要致力于高性能、环保型方面发展。
2UV光固化胶粘剂
2.1UV光引发剂
光固胶中最重要的成分之一就是光引发剂，但引发剂的选取需要注意广元的发射光谱和其吸收光谱要一致。在UV光源的光谱范围内光活性要高一点，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發剂。光引发剂主要是影响固化速度和固化程度。C.Decker等和ZbigniewCzech等都对光引发剂的影响进行了探讨。Xin-yanXiao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40s，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。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。
2.2预聚体
2.2.1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制造了功能端基超支化聚合物，主要的原料就是由偏苯三酸酐和季戊四醇组成，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，在这过程中可以使用UV光固化作为涂料。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，这种方式产生的物质可以控制固化速度，摆脱潮湿和高温环境的制约。
2.2.2环氧体系
C.EspositoCorcione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。
2.2.3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。BiwuHuang利用己二醇二缩水甘油醚和丙烯酸为原料，产生了一种新的UV光固化预聚物，这种新产物虽然黏度比较低，但是弹性却十分好，数据表明：弹性模量为871.88MPa，断裂伸长率为6.77%。王云等人通过实验研究分析，发现只要是单一的光引发剂，不管酰基磷酮类，还是羟基酮、安息香类，UV光都能将其引发聚合，存在区别的就是在最终强度和定位时间方面。
2.2.4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。Zhang用硅溶胶通过原位合成制备了水性UV光固化聚氨酯/SiO2纳米复合材料。纳米二氧化硅在聚氨酯中分散均匀，聚氨酯的软段和硬段混合也十分均匀，在DMA分析中表现出单一的δ峰值。ZhangTong等对一系列的水性聚氨酯-丙烯酸酯（WPUA）UV光固胶进行了研究，并提出了新的合成方法。
2.3活性稀释剂
辐射固化胶中的单体的另一个名称是活性稀释剂，它发挥的主要功能是调节粘度，使其能够参加聚合反应。一般应选用气味、刺激性、挥发性低的活性稀释剂。郑嘉咏以丙烯酸羟乙酯、聚酯多元醇和二异氰酸酯为原料，合成了聚氨酯丙烯酸预聚体并配制UV光固胶。试验结果表明，在活性稀释单体质量分数处于20%～25%之间时，得到的粘结强度质量比较好。罗晔研究了活性稀释剂的添加量对固化速度的影响，实验采用N-乙烯吡咯烷酮（NVP，单官能团）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA，多官能团）为活性稀释剂，研究了稀释剂的用量与固化速度的关系。发现当NVP和TMPTA的用量都为2.0g时固化时间最短。
3光固胶的应用
3.1医字领域
由于光固化时间很短，使得UV光固胶在医学领域的应用也越来越广。如光固胶能高效捕获蛋白质并将其固定在固体表面进行免疫检测。又如将皮下注射针头与注射器和静脉注射器用UV光固胶进行粘接，另外在导尿管和医用过滤嘴上也使用光固胶。在医学领域UV光固胶的用量逐年增大。通用的光固化丙烯酸类胶粘剂适用光源为中高度的UV光和70mW/cm2的可见光，固化物无色透明，适用于聚碳酸酝、丙烯酸酝和聚氯乙烯等热塑性材料的粘接。
3.2电子电器
UV光固胶作为液晶显示器制作的一种重要材料，在LCD产业中起着关键作用。从聚氨酝丙烯酸酝预聚体的合成出发，配制了UV光固胶，分析了不同组分对LCD液晶灌注口及金属管脚粘接性能影响。该胶粘接强度高，耐候性能佳，可满足LCD的性能要求。利用UV光固化树脂可制备嵌入式电极。Shu-MingKuo等在制作质谱仪微流控设备集成过程中，将U硼交夹在2基片中，其固化时间不到10min。在压印光刻技术中，UV光压印光刻技术使得分辨率更高，并且实现了低成本。UV0光固胶在印刷电路板上集成电路块的粘接，线圈导线端子和零部件的固定，以及接线柱、继电器、电容器和微开关的涂装和密封等方面也得到了应用。
3.3汽车领域
在汽车修补漆市场，UV光固化涂料修补速度快，涂层固化仅需几分种，漆膜固化完全且具有耐溶剂性。在汽车灯装配、倒车镜和气袋部件的粘接、燃油喷射系统、器材面板、气缸垫圈、方向盘等生产中也都使用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。
参考文献：
[1]胡孝丽，许琼丽，周娟，谭艳琴，陈士龙.光固化胶粘剂性能的初步研究[J].临床口腔医学杂志，2014，30（01）：12-14.
[2]薛玉田.UV固化胶黏剂的制备及其性能研究[D].福州大学，2011.