КОМПОЗИЦИЯ УФ-ОТВЕРЖДЕНИЯ Советский патент 1996 года по МПК C09D175/04 C08F2/48 

Изобретение относится к полимерам, а именно к полиуретановым композициям УФ-отверждения, которые могут быть использованы для склеивания как силикатных, так и органических стекол и эластомеров.

Известна полиуретановая композиция УФ-отверждения для склеивания стеклопластика, содержащая продукт реакции 100 ч. гидроксилсодержащего (мет)акрилата, 10-4500 ч. олигоэфира на основе алкиленгликоля и поликарбоната диола с мол. м. 500-2000, 0,005-50 ч. аминосодержащего алкоксисилана и полиизоцианата, количество которого составляет 70-100% от теоретического, и 5-100% активного растворителя. Полученный клей обладает хорошей теплостойкостью и стойкостью к гидролизу, однако адгезия к стеклопластику не превышает 70 кг/см², а к силикатному стеклу значительно меньше. Кроме того, указанная композиция имеет невысокую оптическую прозрачность и низкую морозостойкость.

Известна композиция УФ-отверждения для крепления оптических элементов из кварцевого стекла, состоящая из продукта взаимодействия моно(мет)акрилового эфира глицерина и фторсодержащих диолов OH-R-OH, где
R-(C₆H₄)(CF₃)₂-CH₂(CF₂)₆-CH₂-
(CF₃)₂--C₆H₄--(CF₃)₂
Клей имеет хорошие оптические свойства (показатель преломления 1,454-1,532), но недостаточно высокую адгезию к стеклу 43-73 кг/см².

Наиболее близкой к заявляемой является композиция для склеивания прозрачных органичеких стекол, содержащая 100 ч. олигоуретан(мет)акрилата с двумя или больше (мет)акрилоильными группами в молекуле, 10-150 ч. ароматического винилового мономера и 1-10 ч. фотоинициатора. Олигоуретан(мет)акрилат получают реакцией взаимодействия соединений с двумя или больше изоцианатными группами в молекуле (гексаметилен-, триметилгексаметилен-, изофорон-, ксилилен-, толуилендиизоцианат и тримеры- пентамеры указанных диизоцианатов) с гидрокси(мет)акрилатами [2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксип- пропил(мет)акрилат, 2(или 4)-гидроксибутил(мет)акрилат, аддукты акриловой кислоты и моноэпоксидов] Из ароматических виниловых мономеров используют стирол, винилтолуол, хлорстирол или их смеси. Фотоинициаторами могут быть этиловый, метиловый, изобутиловый и другие эфиры бензоина, бензофенон, ацетофенон, диэтоксиацетофенон и др. Композиция имеет хорошую адгезию к органическим стеклам и придает изделиям из них механическую прочность. Недостатком композиции является плохая морозостойкость, невысокие оптические свойства и низкая адгезия к силикатным стеклам, невысокая влагостойкость.

Целью изобретения является повышение адгезии к силикатному стеклу, оптических свойств, стойкости к перепаду температур и повышенной влажности.

Поставленная цель достигается тем, что композиция УФ-отверждения, включающая олигоуретан(мет)акрилат на основе моногидрокси(мет)акрилата, мономер-растворитель и фотоинициатор, содержит в качестве олигоуретан(мет)акрилата продукт взаимодействия оксиалкилированного ди- или триола или пропилен- или полибутиленгликоля с алифатическим диизоцианатом и моногидрокси(мет)акрилатом, имеющий мол. м. 1400-4500, 2-3 (мет)акриловые группы и (мет)акриловый эквивалент 700-1800, а в качестве мономера-растворителя-алифатический, циклический или циклоалифатический метакрилат с температурой стеклования атактического гомополимера 65-115^оC при следующем соотношении компонентов, мас.

Продукт взаимодействия
оксиалкилированного ди-
или триола или пропилен- или
полибутиленгликоля с али-
фатическим диизоцианатом и
моногидрокси(мет)акрилатом 25-70
Мономер-растворитель,
указанный выше 25-70
Фотоинициатор 1-5
В качестве мономера-растворителя применяют алифатические (метил-, этил-изопропил-, третбутилметакрилаты), циклические (циклогексилметакрилат) или циклоалифатические (бициклогептанметиленметакрилат) метакрилаты, температура стеклования атактического гомополимера которых 65-115^оС.

В качестве фотоинициаторов применяют эфиры бензоина (метиловый, этиловый, изопропиловый, изобутиловый, бутиловый и т. д.), бензофенон, ацетофенон, диэтоксиацетофенон, диметоксифенилацетофенон, гидроксициклогексилфенилкетон, фенилгидроксиметилпропанон и т. д.

Композицию готовят растворением олигоуретан(мет)акрилата в мономере-растворителе и добавлением фотоинициатора.

П р и м е р 1. В реакционную колбу загружают 5,47 г 1,6-гексаметилендиизоцианата, 0,02 г гидрохинона, 0,01 г дибутилдилаурината олова и нагревают до 60^оС. При 60-80^оС в колбу в течение 3-4 ч добавляют 38,8 г оксипропилированного глицерина (мол. м. 3600 и f_OH=3) и выдерживают до достижения массовой доли изоцианатных групп 3,1 Затем в реакционную массу добавляют 4,2 г 2-гидроксиэтилметакрилата и выдерживают при 50-80^оС до исчезновения изоцианатных групп.

Затем к полученному олигомеру добавляют 48,5 г метилметакрилата и перемешивают до однородности. Перед нанесением на изделие в раствор олигоуретанакрилата в метилметакрилате добавляют 3 г изобутилового эфира бензоина.

Композицию наносят на поверхность стекла, прижимают другим стеклом и отверждают с помощью ртутных ламп с интенсивностью излучения 40-150 Вт/см на расстоянии 10-50 см от источника излучения в течение 10-600 с. Толщина отвержденного склеивающего слоя 0,01-1,0 мм.

Композиции изобретению могут быть использованы для склеивания силикатных стекол с силикатными, органических (полиакрилатных, поликарбонатных, полистирольных и т. д.) с органическими, силикатных с органическими, а также и полиуретановых эластомеров. Толщина стекол 1-10 мм.

В табл. 1 представлены характеристики олигоуретан(мет)акрилатов, в табл. 2 мономеров-растворителей. Примеры композиций и их свойства представлены в табл. 3 и 4.

Использование: склеивание силикатных и органических стекол, полиуретановых эластомеров. Сущность изобретения: композиция УФ-отверждения содержит продукт взаимодействия оксиалкилированного ди- или триола или полипропилен- или полибутиленгликоля с алифатическим диизоцианатом и моногидрокси(мет)акрилатом, имеющий мол.м. 1400 - 4500, 2 - 3 (мет)акриловые группы и (мет)акриловый эквивалент 700 - 1800, 25 - 70 мас.%; мономер-растворитель - алифатический, циклический или циклоалифатический (мет)акрилат с температурой стеклования атактического гомополимера 65 - 115^oС 25 - 70 мас.%; фотоинициатор 1 - 5 мас.%. Указанный продукт взаимодействия растворяют в мономере-растворителе и добавляют фотоинициатор. 4 табл.

КОМПОЗИЦИЯ УФ-ОТВЕРЖДЕНИЯ, включающая олигоуретан (мет)акрилат на основе моногидрокси(мет)акрилата, мономер-растворитель и фотоинициатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения адгезии к силикатному стеклу, оптических свойств, стойкости к перепаду температур и повышенной влажности, в качестве олигоуретан(мет)акрилата она содержит продукт взаимодействия оксиалкилированного ди- или триола или полипропилен- или полибутиленгликоля с алифатическим диизоцианатом и моногидрокси(мет)акрилатом, имеющий мол. м. 1400 - 4500, 2 - 3 (мет)акриловые группы и (мет)акриловый эквивалент 700 - 1800, в качестве мономера-растворителя - алифатический, циклический или циклоалифатический (мет)акрилат с температурой стеклования атактического гомополимера 65 - 155^oС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия оксиалкилированного ди- или триола или полипропилен- или полибутиленгликоля с алифатическим диизоцианатом и моногидрокси(мет)акрилатом - 25 - 70
Мономер-растворитель, указанный выше - 25 - 70
Фотоинициатор - 1 - 5