一种UV固化导光柱胶及其制备方法与应用与流程

本发明涉及电子电气材料领域，具体涉及一种uv固化导光柱胶及其制备方法与应用。

背景技术：

1、电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，有着与卷烟一样的外观，烟雾、味道和使用体验。它的原理是通过将烟草成分雾化成蒸汽后，让用户吸食的一种电子产品。随着电子烟市场的扩大和消费者对产品质量的追求，光柱胶的材料选择和制造工艺也在不断改性，光柱胶的质量直接影响到电子烟的稳定性和使用寿命。

2、目前市场上现有的电子烟导光柱主要是利用uv胶的快速固化胶条做成导光柱。但普通透明的uv胶固化后，led灯投射出的光线太强，且无法达到均匀透光；无法解决光线集中刺眼的问题。目前的解决方法是向导光柱胶中添加无机填料，无机填料的增加会对led灯光形成一定的遮蔽效果，因而会造成导光柱阴暗不均的阴影。

3、此外，目前市场上使用的导光柱不耐磨，在使用过程中容易造成胶体表面划伤，客户使用体验不佳的问题。电子烟在使用过程中会产生热量，致使在使用过程中产生形变进而影响使用寿命；在低温环境下脆性大，容易损坏等缺点。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种uv固化导光柱胶，该导光柱胶在固化后在表面会产生均匀的表面磨砂效果；进而透过柔和且均匀的led光。通过使用聚碳酸酯多元醇引入到聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸树脂中，制备出既有耐高温高湿，又有聚丁二烯的柔韧性和低固化体积收缩率的功能。

2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面是提供一种uv固化导光柱胶，其特征在于，按重量份计，由以下组分组成：

3、

4、进一步地，所述聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

5、s1、向反应釜中加入端羟基液体聚丁二烯、直链二异氰酸酯、催化剂加热反应得到混合物；

6、s2、向s1中混合物加入聚碳酸酯多元醇在60-80℃下加热反应100-140min，加入含有羟基的丙烯酸单体和抗氧剂，再次加热反应得到所述聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸树脂。

7、进一步地，步骤s1中，所述直链二异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)和二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(hmdi)中的一种或多种；优选为ipdi；直链二异氰酸酯与聚碳酸酯多元醇的反应使得合成的聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸树脂具有合适的粘度。

8、进一步地，步骤s1中，所述直链二异氰酸酯中异氰酸根的官能团与端羟基液体聚丁二烯中羟基官能团的摩尔比大于1：1；直链二异氰酸酯过量可以在步骤s2中与聚碳酸酯多元醇发生扩链反应。

9、进一步地，所述聚碳酸酯多元醇为聚碳酸酯二元醇，更优选为pc50。聚碳酸酯二元醇的羟基数与直链二异氰酸酯中的异氰酸根相匹配，更容易形成稳定的聚氨酯网络结构。

10、进一步地，步骤s1中，催化剂为辛酸亚锡；加热的温度为60-80℃，加热的时间为30-90min,时间优选为60min。

11、进一步地，步骤s2中，再次加热反应的温度为60-70℃，再次加热反应的时间为50-70min,优选为60min。

12、进一步地，所述含有羟基的丙烯酸单体选自丙烯酸羟基乙酯(hea)、甲基丙烯酸羟乙酯(hema)和丙烯酸羟丙酯(hpa)中的一种或多种。

13、进一步地，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲苯酚(bht)。

14、进一步地，所述聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸树脂的数均分子量为1800-2800g/mol。例如，1800g/mol、2000g/mol、2200g/mol、2300g/mol、2400g/mol、2600g/mol和2800g/mol等，包括但不限于上述所列举的分子量；优选为2000-2400g/mol。

15、进一步地，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的分子量为2000-3000g/mol，优选为2500g/mol。

16、进一步地，所述丙烯酸硬单体选自(甲基)丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(ctfa)、4-丙烯酰吗啉(acmo)和n’n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)中的一种或多种。

17、优选地，所述(甲基)丙烯酸异冰片酯选自iboa和/或iboma。

18、进一步地，所述丙烯酸软单体选自四氢呋喃丙烯酸酯(thfa)、丙烯酸羟乙酯(hea)、丙烯酸羟丙酯(hpa)、二苯氧乙基丙烯酸酯(phea)、丙烯酸丁酯(ba)、丙烯酸异辛酯(2-eha)和丙烯酸月桂酸酯(la)中的一种或多种；优选为thfa、hea、phea和la中的一种或多种。

19、进一步地，所述光引发剂a选自α-羟基酮衍生物、α-氨基酮衍生物和苯甲酸酯中的一种或多种；所述光引发剂b选自酰基膦氧化物及其衍生物中的一种或多种。

20、优选地，所述光引发剂a选自1-羟环己基苯酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(光引发剂1173)、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮(光引发剂2959)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮(光引发剂369)、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮；2-(二甲基氨基-)-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉苯基)丁-1-酮(光引发剂379)、2-甲基-2-(4-吗啉基)-4'-(甲硫基)苯丙酮(光引发剂907)和苯甲酸酯(mbf)中的一种或多种；更优选为光引发剂184和/或mbf；目的是用于uv胶表面的快速固化。

21、优选地，所述光引发剂b选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)和/或(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二(对甲苯基)氧化磷(tmo)；目的是用于uv胶深层的快速固化。

22、进一步地，所述光扩散剂的粒径范围为5-10μm，例如，5μm、6μm、7μm、8μm、9μm和10μm等，包括但不限于上述所列举粒径范围。

23、进一步地，所述光扩散剂选自pmma类消光粉和/或有机硅微粉；优选为mr-7gc4和/或g21。

24、进一步地，所述二氧化硅为气相二氧化硅，优选为ts720和/或r202。

25、优选地，所述湿润分散剂为含有碱性的聚氨酯共聚物，优选为tego-disper710；湿润分散剂对颜料和填料具有优异的解絮凝效果，其一端与光扩散剂的表面基团结合，增加对光扩散剂的表面润湿性，另一端与配方体系中的其他组分形成分子间作用力，增加消光粉在混合物中的分散性和稳定性，同时改善体系的流动性，对体系的整体粘度无明显影响。

26、进一步地，消泡剂选自byk-088、byk-354、byk-a555、byk-1790和byk-054中的一种或多种；优选为byk-054。

27、本发明第二方面是提供第一方面所述导光柱胶的制备方法，包括以下步骤：

28、将所述聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸单体、丙烯酸单体、光引发剂a、光引发剂b、光扩散剂、二氧化硅、湿润分散剂和消泡剂加入到容器中，搅拌均匀得到所述导光柱胶。

29、进一步地，所述导光柱胶在25℃的粘度范围为950--1400mpa.s；例如，950mpa.s、1000mpa.s、1100mpa.s、1200mpa.s、1300mpa.s和1400mpa.s等，包括但不限于上述所列举的粘度。

30、本发明第三方面是提供第一方面所述导光柱胶在led导光柱中的应用。

31、进一步地，所述导光柱胶固化的光强为200-400mw/cm2，优选为300mw/cm2。

32、进一步地，所述导光柱胶固化的时间为5-20s，优选为10s。

33、进一步地，所述导光柱胶固化总能量为2500-3500mj/cm2，优选为3000mj/cm2。

34、本发明的有益效果：

35、1.本发明利用聚碳酸酯多元醇作为扩链剂引入到聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸树脂分子中，使其既具备柔韧性又具有耐高低温和优异抗跌落性能。本发明制备的导光柱胶固化速度快，粘度低，流平性好，低触变适用于电子烟导光柱小间隙填充。通过调控光扩散剂的粒径大小和范围控制固化后导光柱胶的雾度，同时又具有较好的光扩散性。光引发剂的搭配使用保证了导光柱胶的表面和深固效果。

36、2.本发明导光柱胶的制备工艺简单，耐高低温和抗冲击特性，使其能够适应各种严苛环境的挑战。这些优异的性能不仅大幅提升了产品的耐用性，还显著优化了用户的使用体验。