【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光固化膠，具體涉及一種光固化膠組合物及其制備方法和應用。
技術介紹
1、由于日常生活和工業領域對強濕粘合力的高要求，水下粘合劑引起了人們廣泛關注。然而，在水環境中使用傳統粘合劑存在一些問題，因為水與基材之間會形成水合層，限制了粘接界面上的相互作用，從而影響了粘附效果，并且在水溶液中不穩定。膠型粘合劑被廣泛應用于水下環境，其在固化前呈液態，需進一步固化以實現內聚和相互粘結。膠型粘合劑中光固化膠采用紫外光或可見光固化制成，光固化膠組合物在受到紫外線或可見光照射后，能迅速發生固化反應，通常在幾秒鐘至幾分鐘內完成固化過程形成光固化膠，固化效率高。然而，紫外光或可見光固化前，光固化膠組合物的組分中通常包括水溶性物質，在接觸水后會迅速溶解并無法在水下進行固化粘結。為了解決這個問題并抑制光固化膠組合物被水溶解的情況出現，在光固化膠組合物中需要添加疏水性組分或單體來消除與水的作用。
2、文獻(chemical?engineering?journal,460(2023):141691)報道了一種水下粘合劑，該水下粘合劑是由丙烯酸、甲基丙烯酸芐酯單體和聚乙烯吡咯烷酮混合后通過原位紫外光固化而成。內部氫鍵位點通過聚丙烯酸和聚乙烯吡咯烷酮之間的原位凝聚保護免受外部水分子侵入，從而獲得強大而穩定的內聚力。甲基丙烯酸芐酯的高度疏水性賦予了該體系相當大的耐水性，并能夠在穩定粘附形成過程中去除水化層。因此，實現了超強的水下粘附效果。然而，該技術方案提供的水下粘合劑的最佳光固化時間為30分鐘，光固化時間長，這對使用效率產生了極大的影響。
3、因此，需要開發一種固化速度快，能在水環境中使用的光固化膠組合物。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種光固化膠組合物及其制備方法和應用，所述光固化膠組合物具有紫外光固化速度快，固化后粘接強度高，能在水、人工海水、堿性溶液或酸性溶液中使用的特點。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種光固化膠組合物，所述光固化膠組合物由聚醚、丙烯酸和光引發劑組成；
4、所述聚醚的制備原料包括不飽和羧酸鏈轉移劑和環氧烷烴；
5、所述含雙鍵聚醚具有烷基側鏈。
6、本專利技術中，所述光固化膠組合物由聚醚、丙烯酸和光引發劑組成。所述丙烯酸和聚醚紫外光固化反應的速度快。所述聚醚的烷基側鏈具有疏水性，能去除光固化膠組合物和基底的粘合界面的水合層，實現水下粘附。所述聚醚的制備原料包括不飽和羧酸鏈轉移劑和環氧烷烴，不飽和羧酸鏈轉移劑制得的聚醚包含較多的氫鍵位點，聚醚內部氫鍵位點吸附丙烯酸形成屏障保護免受外部水分子的入侵，以防止丙烯酸被水溶解，從而解決了丙烯酸在水中溶解的問題，實現了在水下的粘附。所述光固化膠組合物經原位光固化，丙烯酸和聚醚間的相互作用，獲得了強而穩定的內聚強度，有助于提高水下粘附性能；丙烯酸和聚醚可以與被粘基底形成強相互作用，包括氫鍵、金屬配位鍵、疏水相互作用等，從而實現超強的粘附。
7、優選地，所述不飽和羧酸鏈轉移劑包括丙烯酸羥乙酯。
8、優選地，所述環氧烷烴包括環氧丙烷、環氧丁烷、環氧戊烷或環氧己烷中的任意一種或至少兩種的組合。
9、優選地，所述環氧丁烷包括1,2-環氧丁烷。
10、優選地，所述環氧戊烷包括1,2-環氧戊烷。
11、優選地，所述環氧己烷包括1,2-環氧己烷。
12、優選地，所述聚醚的制備原料還包括催化劑。
13、優選地，所述催化劑包括路易斯酸催化劑。
14、優選地，所述路易斯酸催化劑包括雙金屬氰化物催化劑。
15、優選地，所述環氧烷烴和不飽和羧酸鏈轉移劑的摩爾量比為5-26:1，例如8:1、11:1、14:1、17:1、20:1或23:1等。
16、優選地，所述催化劑的質量為環氧烷烴和不飽和羧酸鏈轉移劑總質量的0.10％-0.13％，例如0.103％、0.106％、0.109％、0.112％、0.115％、0.118％、0.121％、0.124％或0.127％等。
17、優選地，所述光引發劑包括1-羥基環己基苯甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二苯甲酮或2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的任意一種或至少兩種的組合。
18、優選地，所述聚醚和丙烯酸的質量比為1.5:0.1-1，例如1.5:0.2、1.5:0.3、1.5:0.4、1.5:0.5、1.5:0.6、1.5:0.7、1.5:0.8或1.5:0.9等。
19、本專利技術中，所述聚醚和丙烯酸的質量比為1.5:0.1-1，若聚醚和丙烯酸的質量比過小，則聚醚占比過低，無法為丙烯酸提供足夠的水下保護屏障導致水下光固化失效。
20、優選地，所述光引發劑的質量為聚醚和丙烯酸總質量的1％-5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等。
21、第二方面，本專利技術提供一種如第一方面所述的光固化膠組合物的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
22、(1)將不飽和羧酸鏈轉移劑和環氧烷烴混合，反應，得到聚醚；
23、(2)將光引發劑、丙烯酸和步驟(1)制得的聚醚混合，得到所述光固化膠組合物。
24、優選地，步驟(1)所述混合還包括與催化劑混合。
25、優選地，步驟(1)所述反應的溫度為60-80℃(例如62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃或78℃等)，反應的時間為4-8h(例如4.5h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h或7.5h等)。
26、第三方面，本專利技術提供一種如第一方面所述的光固化膠組合物的使用方法，所述使用方法包括如下步驟：在空氣、水、人工海水、堿性溶液或酸性溶液中的任意一種環境下，將所述光固化膠組合物涂覆在被粘物上，紫外光固化，完成所述光固化膠組合物的使用。
27、優選地，所述紫外光固化的紫外光的波長為254-405nm(例如260nm、280nm、300nm、320nm、340nm、360nm、380nm或400nm等)，能量為100-1000w/cm2(例如200w/cm2、300w/cm2、400w/cm2、500w/cm2、600w/cm2、700w/cm2、800w/cm2或900w/cm2等)。
28、優選地，所述紫外光固化的時間為3-30s(例如5s、8s、11s、14s、17s、20s、23s、26s或29s等)。
29、相對于現有技術，本專利技術具有以下有益效果：
30、本專利技術中，所述光固化膠組合物由聚醚、丙烯酸和光引發劑組成。所述丙烯酸和聚醚的光固化速度快，所述聚醚的烷基側鏈具有疏水性，能去除光固化膠組合物和基底的粘合界面的水合層，實現水下粘附。所述光固化膠組合物具有固化速度快，粘接強度高，能在水、人工海水、堿性溶液本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種光固化膠組合物，其特征在于，所述光固化膠組合物由聚醚、丙烯酸和光引發劑組成；
2.根據權利要求1所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述不飽和羧酸鏈轉移劑包括丙烯酸羥乙酯；
3.根據權利要求1或2所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述聚醚的制備原料還包括催化劑；
4.根據權利要求3所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述環氧烷烴和不飽和羧酸鏈轉移劑的摩爾量比為5-26:1；
5.根據權利要求1-4任一項所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述光引發劑包括1-羥基環己基苯甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二苯甲酮或2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的任意一種或至少兩種的組合。
6.根據權利要求1-5任一項所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述聚醚和丙烯酸的質量比為1.5:0.1-1；
7.一種如權利要求1-6任一項所述的光固化膠組合物的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述混合還包
9.一種如權利要求1-6任一項所述的光固化膠組合物的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步驟：在空氣、水、人工海水、堿性溶液或酸性溶液中的任意一種環境下，將所述光固化膠組合物涂覆在被粘物上，紫外光固化，完成所述光固化膠組合物的使用。
10.根據權利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述紫外光固化的紫外光的波長為254-405nm，能量為100-1000W/cm2；
...【技術特征摘要】
1.一種光固化膠組合物，其特征在于，所述光固化膠組合物由聚醚、丙烯酸和光引發劑組成；
2.根據權利要求1所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述不飽和羧酸鏈轉移劑包括丙烯酸羥乙酯；
3.根據權利要求1或2所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述聚醚的制備原料還包括催化劑；
4.根據權利要求3所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述環氧烷烴和不飽和羧酸鏈轉移劑的摩爾量比為5-26:1；
5.根據權利要求1-4任一項所述的光固化膠組合物，其特征在于，所述光引發劑包括1-羥基環己基苯甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二苯甲酮或2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮中的任意一種或至少兩種的組合。
6.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王利國，曾憲強，李會泉，曹妍，賀鵬，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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