(1).天然冷杉树脂粘结剂
天然冷杉树脂是由松柏冷杉类植物分泌的树汁经过提纯精制而成,属于热熔胶,是光学行业中的古老胶种。作为室内室温下使用仪器粘接用胶,它还是可以满足各种技术要求的。但是这种胶机械性能差,线型膨胀系数比玻璃大两个数量级以上,在40℃以上胶层便软,粘接的光学零件中心容易偏离;在-40℃以下胶层变脆,易发生龟裂而脱胶,耐溶剂和老化也差。因此限制了它的使用,呈逐渐被淘汰的趋势。
(2).甲醇粘接剂 甲醇胶又称风仙胶或卡丙诺胶,它的单体是二甲基乙烯代乙炔基甲醇,分子结构为:
光学粘接时利用她的不饱和烯烃和炔烃在过氧化苯甲酰的引发下聚合。
甲醇胶的缺点:精制分馏除去粗甲醇胶的工艺复杂;胶层脆性大,不耐振动;甲醇胶单体聚合通过自由基聚合完成,因此固化时体积收缩率非常大(12~15%),致使胶接接头内应力很大,有时会造成光学零件变形,质量变坏;对紫外光敏感,甲醇胶聚合温度超过80℃,胶液就会呈黄绿色,吸收紫外光后颜色由浅逐渐变成棕红色。
(3).有机硅类胶拈剂。特点是无色透明、耐温性好、耐水、耐油;但通常粘接强度不高,往往要在较高温度下固化。有人用聚氨酯改性有机硅而获得可在室温下固化的光学胶。国内的改性光学胶GN—585可室温固化、抗拉强度不低于4.0MPa;最近还有专利报道了一种光学透明有机硅氧烷的胶粘剂组成物,是在有机硅氧烷主体中加入光学透明的填料伸长率达25.2%。
(4).不饱和聚酯胶拈剂。为改善其粘接强度,在不饱和聚酯树脂中加入带不饱和端基的低聚物,例如用丙烯酸进行改性可使粘接强度有很大提高。硅烷偶联剂的使用也有明显效果。 最近的专利中还有人在不饱和聚酯树脂中加入经过处理的微粉以达到降低收缩性和提高粘接力的效果。微粉粒径为5—30nm,对光学透明性没有影响。
(5).光固化胶拈剂。光固化光学胶的光敏树脂通常用环氧—丙烯酸酸树脂,它有较好的综合性能。配入部分六氢邻苯二甲酸缩水甘油醚使耐老化性更优良。用聚氨酯改性的丙烯酸酪酯韧并具有良好的柔韧性。用聚丁二烯丙烯酸改性物作光敏树脂,具有优异的射线固化性能
(6).环氧型光学胶的优点
环氧树脂通过基团的开环聚合实现固化,是合成树脂中固化体积收缩最小的一种。
环氧树脂型光学胶配制时采用了增韧剂或增塑剂及长碳链柔性固化剂,胶层弹性模量小,这样就使得环氧型光学胶内应力小,被粘结光学零件不会变形质量不会损坏。若采用膨胀单体和环氧树脂一起固化,可以使固化过程中的体积收缩率趋近零
环氧树脂光学胶能在-65~80℃范围内使用
固化后的环氧树脂有优异的耐水性、防潮性和耐介质性,可以在严酷的条件下保持光学零件的稳定性。但是环氧树脂型光学胶固化后拆胶比较困难。
环氧型光学胶的组成:
其组成必须满足以下光学性能要求
粘接剂的折光率与光学玻璃折光率相近。 ① 1.50~1.60,有些场合要求在1.5505~1.5520,折光率范围小。透明度好,清洁度高,对可见光和其他要求透过的特定光谱区域(紫外、红外)少吸收或无吸收,固化后的胶层是无色或接近无色。
环氧树脂的选择:选用无色或接近无色的精品环氧树脂。为了便于胶接时排出气泡选用粘度低的树脂,因此被选用的双酚A型环氧树脂为5-53(#616)和CGY-330等。
稀释剂、增塑剂选择:由于双酚A树脂的折光率。 为 1.6200~1.6500,高于光学玻璃的折光率,因此必须选用脂环族型环氧稀释剂或长链的邻苯二甲酸酯这些低折光率的化合物。被选用的化合物必须和环氧树脂完全互溶成透明液体。
固化剂的选择:能室温固化、无色或浅色透明和光学胶甲组分完全溶解,无固体析出。长链胺类改性体最为适合。
膨胀聚合单体的选择在大直径光学零件胶接,需要固化时粘结剂体积收缩趋近零,无内应力作用。
根据螺环单体聚合时体积膨胀的现象,可选择与环氧树脂容易起反应的螺环醚作为膨胀单体使用。典型的几种螺环醚剂膨胀率见表;
① 降低毒性。化工部成都有机硅研究中心研制出低毒刺激性双官能度环氧型活性稀释剂ZH—16,改进后的胶粘剂以G闭一01(z)的牌号在国内光学仪器厂中得到广泛应用。
② 提高耐寒、耐热性。有人在环氧/胺类体系中加入环氧化菜籽油或大豆油,也有人改胺类固化剂为酸酐类固化剂而达此目的
③ 提高粘接强度。以含氟的环氧树脂取代双酚A环氧树脂可使粘接强度增高。
④ 辐射固化环氧型光学胶。是在环氧树脂、液态脂肪系环氧化合物中加入阳离子型光聚合引发剂而得。