辐射固化胶粘剂是利用光引发剂在紫外光(ＵＶ)或电子束(ＥＢ)照射下,引发具有化学活性的有机单体进行聚合、接枝、交联等化学反应,在基体表面实现快速反应的一类胶粘剂。由于辐射固化特有的技术优势满足“3Ｅ原则[1]”的要求(即能源、经济、生态),因此相对传统固化市场具有极强的竞争力。

    紫外光固化胶粘剂(ＵＶ胶)除具有辐射固化所有的普遍性能外,还具有无需混合的单组分体系、固化速度快、可控制、抗冲击粘接、适合高度自动化加工、高抗震性、耐化学药品、耐湿度、耐高温性等优点,在医疗、包装、电器、电子、光学等领域得到了广泛的应用。

    电子束固化胶粘剂(ＥＢ胶)结合了丙烯酸酯胶粘剂中树脂的丙烯酰基ＥＢ固化性能和聚氨酯固化机理,不含溶剂,固化速度快,可达到较高的粘接强度。因此,自20世纪60年代以来一直呈高速增长势头。目前发达国家(如美国、欧洲以及日本)年均增长率约为10%,发展中国家的增长速度更快,中国的平均年增长率可达25%。

    由于 UV 光固化技术应用较为广泛，占全球辐射固化市场的 90%以上，因此UV 光固化也被作为辐射固化的简称。

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辐射固化的化学体系

射固化体系是由聚合齐聚物、活性单体、光引发剂(光敏剂)和添加剂等成分组成。

齐聚物在辐射固化配方中起着极其重要的作用,它决定了粘合剂或其他基料在辐射固化后的整体性能。齐聚物是一类具有不饱和双键结构的低聚物,可进一步发生反应,扩展成为交联固化体。大多数齐聚物都是不同类型的丙烯酸树脂,根据结构可分为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯基丙烯酸酯、氨基聚醚丙烯酸酯、混合丙烯酸酯齐聚物和有机硅丙烯酸酯等
　　单体主要是用作稀释剂以降低整个体系的粘度。ＵＶ/ＥＢ固化单体通常为丙烯酸酯类,其中包括单官能团活性单体和多官能团活性单体,所用的特种丙烯酸酯从第一代产品(单官能团的环己基、异冰片基,双官能团的乙二醇二丙烯酸酯、三官能团的季戊四醇三丙烯酸酯等)发展到如乙氧基、丙氧基丙烯酸酯等第二代丙烯酸酯,现在又开发出了综合性能更好的第三代产品,如乙氧基新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯等。
　　光引发剂的作用是在紫外光的作用下产生自由基和阳离子,这两种粒子在化学体系中都是高能活性基团,有利于引发单体、齐聚物和聚合物的不饱和双键的交联固化。主要的光敏引发剂有苯偶姻类(安息香醚)、苯乙酮、二苯甲酮、硫杂蒽酮类(异丙基硫杂恩酮)以及高性能的磷氧化物(酰基磷氧化合物)等。值得指出的是,ＥＢ固化不需要光引发剂,因为电子本身就能引发化学体系的交联反应。

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辐射固化胶粘剂应用领域

1、牙科领域:辐射固化胶粘剂取代汞齐填充剂,目前发达国家如美国的应用大约在1 25亿美元左右,产品主要包括复合性康复品、胶粘剂、胶泥结合剂、密封剂等,产品已由早期的紫外固化发展为可见光固化。

2、包装行业:包装行业是一门类众多的领域,其中包括医疗、汽车、电子和光学设备等,辐射固化胶粘剂主要用于塑料之间或者其他不同材料之间的粘接。层压方面的应用包括ＤＶＤ粘合,标签的薄膜-纸板以及薄膜-薄膜的叠层和其他柔性包装等,还可用于家具纸板-复合板的层压。压敏型产品大部分用在高性能胶带方面,小部分用于标签。
　　3、医疗领域:一次性用品成为紫外光固化胶粘剂用量增长的推动力之一。该项技术扩展到将皮下注射针头与注射器和静脉注射管粘接,以及在导尿管和医用过滤器的使用。

4、电器和电子:该领域应用的发展速度最快,主要用途包括智能卡和导电聚合物显示器的密封;微电机转子涂层;接线柱、继电器、电容器和微开关的涂装和密封;印刷电路板(ＰＣＢ)粘贴表面元件;印刷电路板上集成电路块粘接;线圈导线端子的固定和零部件的粘接。
   5、光电子行业:主要包括三个消费领域,即ＤＶＤ制造业、光学纤维粘合和导电聚合物显示器。导电聚合物显示器是ＬＣＤ技术的延续,主要用于液晶玻璃板密封、灌注孔密封、偏光/偏振器粘接。

6、玻璃和珠宝业:零售商店厨窗和装修,包括彩色玻璃在内的建筑物应用,更重要的是安全玻璃的应用,彩碟罩光用的滴塑水晶装饰材料,玻璃家具也是未来的应用领域。

7、汽车工业:零部件的粘接通常属于这一领域,其应用于覆盖汽车灯装配、倒车镜和气袋部件的粘接和燃油喷射系统。