改性丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑的研制

孔憲志，王 勃,孫東洲,孫 禹

（黑龍江省科學(xué)院 石油化學(xué)研究院,黑龍江 哈爾濱 150040）

改性丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑的研制

孔憲志，王 勃,孫東洲,孫 禹

（黑龍江省科學(xué)院 石油化學(xué)研究院,黑龍江 哈爾濱 150040）

研制了一種對(duì)粘接表面處理要求不嚴(yán)格的丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑。膠黏劑體系中加入粘接促進(jìn)劑含磷丙烯酸酯，使鋁合金表面在除油的情況下，丁腈橡膠含量在16%時(shí)，剝離強(qiáng)度可達(dá)到4.5N/mm,剪切強(qiáng)度達(dá)到28.3MPa。膠黏劑在耐水1000h后，20℃剪切強(qiáng)度為27.6MPa，100℃剪切強(qiáng)度為11.9MPa。膠黏劑在100℃老化500h后，20℃剪切強(qiáng)度為26.1MPa。

丙烯酸酯;結(jié)構(gòu)膠黏劑;表面處理;含磷丙烯酸酯

前 言

雙組分丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑是由丙烯酸酯類單體或預(yù)聚物、高分子彈性體、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、增稠劑、觸變劑等組成的。丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑室溫快速固化，且固化速度可調(diào)，兩組分不需要嚴(yán)格計(jì)量，粘接表面不需要嚴(yán)格處理，使用方便，強(qiáng)度高，因此廣泛用于宇航、航空、汽車、機(jī)械、艦船、電子、建筑等多領(lǐng)域。使用溫度一般在-55℃～120℃范圍內(nèi)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)膠黏劑的性能要求也越來越高。盡管丙烯酸酯膠黏劑對(duì)粘接表面處理要求不嚴(yán)格，對(duì)多種材質(zhì)都有較高的粘接強(qiáng)度，但為了達(dá)到理想的粘接強(qiáng)度，就需要對(duì)像鋁合金這樣的粘接材料表面進(jìn)行砂紙打磨或化學(xué)氧化等辦法，才能有高的粘接強(qiáng)度，而現(xiàn)在生產(chǎn)要求，盡量減少表面處理環(huán)節(jié)。本文就是要研究一種對(duì)粘接表面無需嚴(yán)格處理的丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠黏劑。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

甲基丙烯酸甲酯,工業(yè)品,中盟集團(tuán)龍新化工有限公司;丁腈橡膠,工業(yè)品,進(jìn)口;甲基丙烯酸多酯,工業(yè)品,進(jìn)口;甲基丙烯酸,工業(yè)品,進(jìn)口;ABS,工業(yè)品,進(jìn)口;2,6-二特丁基-對(duì)甲酚,試劑,國(guó)產(chǎn);異丙苯過氧化氫,工業(yè)品;含磷丙烯酸酯,自制。

1.2 制備方法

A組分的制備

①將丁腈橡膠在開煉機(jī)上塑煉,薄通15～20次后出片,備用。

②將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸多酯、丁腈橡膠、阻聚劑、按比例投入反應(yīng)釜中,攪拌至丁腈橡膠完全溶解，再加入ABS樹脂攪拌至完全溶解。

③加入甲基丙烯酸、促進(jìn)劑、攪拌均勻。

B組分的制備

將甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸多酯、引發(fā)劑、阻聚劑、ABS樹脂按配比投入反應(yīng)釜中,攪拌均勻。

1.3 性能測(cè)試

1）拉伸剪切強(qiáng)度

將LYCZ12鋁合金試片在使用前用有機(jī)溶劑清洗表面,晾干。將A、B組分以1∶1質(zhì)量比混合均勻并刮涂在試片表面上,加壓搭接,室溫固化24 h。

拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試參照GB/T7124-1986標(biāo)準(zhǔn)在萬能電子拉力機(jī)上進(jìn)行。

2）剝離強(qiáng)度

GB/T7122-1996高強(qiáng)度膠黏劑剝離強(qiáng)度的測(cè)定

3）定位時(shí)間和貯存期

HG/T3827-2006通用型雙組分丙烯酸酯膠黏劑

2 結(jié)果及討論

2.1 丁腈橡膠對(duì)膠黏劑性能的影響

丙烯酸酯膠黏劑在無增韌劑的情況下，固化物較脆，為了提高膠黏劑的韌性，需要在體系中加入增韌劑。可以用做增韌劑的一類是橡膠如氯磺化聚乙烯、氯丁橡膠和丁腈橡膠、聚氨酯橡膠等，另一類是工程塑料如ABS、MBS樹脂等。在本體系中，選用ABS樹脂和丁腈橡膠配合做增韌劑，不僅使膠黏劑有較高的粘接強(qiáng)度，而且使膠黏劑有較好的韌性。從表1可以看出，丁腈橡膠用量增加。膠黏劑的剝離強(qiáng)度增加。但是橡膠量大，膠黏劑的黏度太大，不利于涂刷，因此丁腈橡膠用量選16%。

表1 丁腈橡膠用量對(duì)膠黏劑性能的影響Table 1 Effect of acrylonitrile-butadiene rubber content on adhesive properties

2.2 不同表面處理方法對(duì)膠黏劑性能的影響

在無粘接促進(jìn)劑的情況下，丙烯酸酯膠黏劑對(duì)鋁合金這種材料，不同的處理方法對(duì)粘接強(qiáng)度影響很大。表2 LYCZ12鋁合金粘接表面不同處理方法對(duì)膠黏劑性能的影響,所用膠黏劑是本單位生產(chǎn)的J－39室溫快速固化丙烯酸酯膠黏劑。從表2可以看出，化學(xué)氧化和磷酸陽極化的處理方法，粘接強(qiáng)度相當(dāng)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，要求粘接表面盡量不采用化學(xué)氧化和磷酸陽極化的處理方法，以減少這兩種方法產(chǎn)生的廢物對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，也要求粘接表面處理盡量簡(jiǎn)單化。因此，自制了一種粘接促進(jìn)劑含磷丙烯酸酯，來達(dá)到上述目的。從表2可以看出，加入粘接促進(jìn)劑的丙烯酸酯膠黏劑，在粘接表面只是除油的情況下，剪切強(qiáng)度就能達(dá)到理想的粘接強(qiáng)度。

表2 表面處理方法對(duì)膠黏劑性能的影響Table 2 Effect of different surface treatment methods on adhesive properties

2.3 膠黏劑的耐水性能

膠黏劑的耐水性能，表3是膠黏劑在室溫的情況下的耐水性能。

表3 膠黏劑耐水性能Table 3 Water resistance of adhesive

2.4 膠黏劑熱老化性能

為了考查膠黏劑的熱老化性能，測(cè)試了100℃不同老化間的強(qiáng)度，見表4。從表4中可以看出，膠黏劑在100℃老化500h膠黏劑強(qiáng)度下降不大。

表4 膠黏劑熱老化性能Table 4 Effect of thermal aging time on adhesive properties

3 結(jié)論

（1）丁腈橡膠在16%時(shí)，膠黏劑有好的剝離強(qiáng)度和工藝性能。

（2）粘接促進(jìn)劑的加入可能有效提高膠黏劑的粘接強(qiáng)度。

（3）所研制的丙烯酸膠酯膠黏劑對(duì)鋁合金表面無需嚴(yán)格處理，剪切強(qiáng)度達(dá)到28.3MPa,剝離強(qiáng)度達(dá)到4.5N/mm。

（4）膠黏劑有良好的耐水和熱老化性能。

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［4］周建文,羅軍.新型第二代丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠［J］.粘接,2000（4）：19～21.

［5］張玲，魏無際.用NBR增韌雙組分丙烯酸酯粘合劑［J］.合成橡膠工業(yè)，2000，23（6）：327～373.

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Study on Modified Acrylate Structural Adhesive

KONG Xian-zhi,WANG Bo,SUN Dong-zhou and SUN Yu
（Institute of Petrochemistry,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150040,China）

A kind of acrylate structural adhesive is prepared which has little requirement for the treatment of bonding surface.When the adhesion promoter of phosphor contained acrylate is added into adhesive and the acrylonitrile-butadiene rubber content is16%,and after the oil removing treatment for the surface of aluminum alloy,the peel and shear strength can reach 4.5N/mm and 28.3MPa respectively.And after immersing in water for 1000h,the shear strength is 27.6MPa at 20℃,and 11.9MPa at 100℃.The shear strength of adhesive is 26.1MPa at 20℃ after aging for 500 at 100℃.

Acrylate;structural adhesive;surface treatment;phosphor contained acrylate

TQ 436.2

B

1001-0017（2011）03-0066-03

2010-09-16

孔憲志（1971-），男，黑龍江省安達(dá)市人，副研究員，主要從事膠黏劑研究工作。