光固化粘合剂也称光敏粘合剂,是经光照射而聚合固化的一种胶粘剂。光固化型胶粘剂作为一种生产率高、无环境污染、生产性优良、具有高功能和高可靠性的单组份无溶剂型胶粘剂,广泛用于电、电子、医疗、汽车、建筑等领域。光固化胶粘剂可分为紫外光固化胶粘剂(波长200～400ｎｍ)和可见光固化胶粘剂(波长400～500ｎｍ)。此外,随着工业应用范围的扩大和被粘材料的变化,对粘合剂的光固化性、粘合性、粘合耐久性和固化物性能等的要求也在发生变化。对吸收短波的材料及半透明材料(即紫外线透过性不佳但可见光透过性较好的软质聚氯乙烯、硬质聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂)的粘合,紫外光固化胶粘剂无法胜任。可见光具有较紫外光透过能力强的特点,为可见光固化胶粘剂在制造工业提供了广阔的应用空间。本文以市场需求为背景,对可见光固化粘合剂的开发进行概要介绍。
1 可见光固化型胶粘剂的特征
　　光固化胶粘剂最初的开发仅仅针对玻璃之类透明材料粘合的紫外光固化胶粘合剂。光固化胶粘剂可分为紫外光固化胶粘剂(波长200～400ｎｍ)和可见光固化胶粘剂(波长400～500ｎｍ)。这两种光固化胶粘剂的共同特征是:短时间固化性(生产率高)、单组分固化(不需计量混合)、低温固化性(节能)和不含溶剂(对环境污染小)。可见光固化与紫外线固化本质上的差别在于光聚合引发所需光波的波长不同,因此,两者显现出如表1所示的一系列差别。



1.1 紫外线固化胶粘剂存在的问题
　　(1)紫外线透过性不良的材料不能短时间粘接。例如聚碳酸酯、透明聚氯乙烯、丙烯酸树脂、氧化铝等的紫外线透过性极低。
　　(2)容易受被粘材料厚度的影响,即使是紫外线透过性较好的钠玻璃,如果其厚度增加,紫外线透射的能量衰减随之增大,故较厚的材料粘接时紫外线光固化性和粘接可靠性降低。
　　(3)配合填料的紫外线固化胶粘剂固化不良。
　　(4)紫外线对人体的影响,皮肤和眼球长时间被紫外线照射有患皮肤癌和电气眼炎的危险。
　　(5)紫外线对被粘材料的损伤,例如液晶显示板组装中的液晶会被紫外线损伤。(6)紫外线照射装置价格高昂。
1.2　可见光固化型胶粘剂的优点
　　(1)作为光源的可见光线在透过性方面优良,因此,适合光粘接材料的种类比紫外线固化型胶粘剂多。胶粘剂本身固化深度大。
　　(2)填料配合的自由度比紫外线固化性大,固化物的光学特征、电气特征、机械特征和化学特征可在很宽的范围调整。
　　(3)可见光与紫外线相比对人体、被粘材料及被粘材料周围的材料(例如液晶、涂料)的损伤较小。
　　(4)光源价格低,可以利用太阳光,在工业生产中可使用卤素灯。可见光固化材料被公认始于1979年作为牙科修补复合材料而出现。在安装制造业方面,日本的东亚合成公司1985年在市场上推出紫外线固化型胶粘剂,其在电器、电子、通讯、医疗等领域得到应用,为使紫外线透过性不良材料实现短时间光固化粘接,进一步扩大应用范围,于1990年在市场上推出了可见光固化型胶粘剂“ＡｌｏｎｔｉｇｈｔＶＬ”,并开发出光传感器、光纤、液晶方面的市场。
2　可见光固化胶粘剂的组成
2.1 丙烯酸酯预聚物
　　可见光固化型胶粘剂的基本组成除光引发剂不同外,其它与紫外线固化型胶粘剂相同,由自由基聚合反应性稀释剂和预聚物组成。通常以(甲基)丙烯酸酯为可见光固化胶粘剂的自由基聚合反应性稀释剂,可选用Ｎ-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、〔甲基〕丙烯酸-2-羟丙酯等(甲基)丙烯酸酯类。作为预聚物,通常由(甲基)丙烯酸单体与聚酯系、聚氨酯系、聚醚系等合成的(甲基)丙烯酸酯类预聚物组成,根据所需获得的性能(固化速度、粘附性、柔软性、耐久性等)决定配方。表2列出各类丙烯酸酯预聚物的特性。

　　

2.2 光聚合引发剂
　　作为一种可见光引发剂———樟脑醌在470ｎｍ处有最大吸收,在紫外光和可见光下均具有光活性。樟脑醌类化合物对人体无害,可用于紫外光、可见光固化的齿科材料。合理的选择和使用可以吸收波长400ｎｍ以上可见光的光聚合引发剂是可见光固化胶粘剂的关键所在。具有商业价值、可以吸收波长400ｎｍ以上的可见光光聚合引发剂,主要有樟脑醌、苯偶酰、4,4′-二甲氧基苯偶酰等α-二酮及三甲基苯甲酰二苯基氧化磷、2,4-二甲基噻酮等。

　　　　

2.3　光敏增效剂
　　光敏增效剂是一种单独使用时,基本不具有光聚合、光引发的作用,而与光引发一起使用,可以有效的提高光引发剂的引发效果和引发能力。光敏增效剂具有捕获和消耗自由基的氧能力,以减少或避免自由基的氧对光聚合、光引发的钝化作用。通常胺类化合物具有光敏的增效作用,常用的光敏增效剂有:甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、4-二甲氨基安息香异戊酯、正丁胺、三乙胺等。日本的东亚合成公司还发现氢化硅烷、磺酸肼衍生物也是很有效的新型光敏增效剂。
3　应用领域
　　(1)光纤连接器及光传感器　可见光固化胶粘剂可用于由丙烯酸树脂制成的光纤和连接器材料的粘接,光通信中最重要的一点就是希望光损失尽可能的少,可见光固化胶粘剂可见光透过性良好,对光纤无溶剂致破裂的危险,可提供高可靠性的粘接。光传感器包含有透镜、反射镜、棱镜、光敏二极管基板等许多部分,要求精密粘接。精密粘接要求应力低,收缩率低,线膨胀系数小,引起光学系统的变形小。可见光固化胶粘剂对丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯、聚烯烃等光学材料和ＰＰＳ、聚酰胺材料的零件具有良好的粘接性能,可以保证高精密度的粘接。
　　(2)光通信领域　光通信用耦合器、光分路和光速接器、发光元件、受光元件等的组装要求比光传感器更精密的粘接和更高的可靠性,可见光固化胶粘剂除固化深度高外,还有收缩率低、线膨胀系数小、吸水性小的特点,适用于光纤与石英台座的粘接及不锈钢制耦合器端部的密封。
　　(3)光学透镜的粘接　单组分可见光固化胶粘剂可以实现短时间粘接,是照相机镜筒(聚碳酸配制)与透镜的粘接理想胶粘剂。可见光固化胶粘剂可以避免紫外线固化型胶粘剂固化时的紫外线对光学透镜的腐蚀,可有效的提高粘接的可靠性
　　(4)液晶显示板　可见光对液晶无损伤,液晶显示板的粘接采用可见光固化型胶粘剂较ＵＶ光固化型胶粘剂有明显的优势。
　　(5)一次性注射针的粘接　可用于聚碳酸酯或透明聚氯乙烯的针座与不锈钢针的粘接,对采用环氧乙烷气体处理或蒸汽杀菌处理的注射器,具有很好的粘接耐久性。