測試預(yù)涂厭氧膠微膠囊抗?jié)B透性的研究

劉 潔，張 昊

（北京天山新材料技術(shù)有限公司，北京 100041）

測試預(yù)涂厭氧膠微膠囊抗?jié)B透性的研究

劉 潔，張 昊

（北京天山新材料技術(shù)有限公司，北京 100041）

針對目前市場上雙組分水基預(yù)涂厭氧膠使用中，由于B組分的滲透導(dǎo)致兩組分混合后出現(xiàn)凝膠的現(xiàn)象，提出了快速測試B組分即微膠囊抗?jié)B透性的方法。選擇對芯材有良好溶解能力的溶劑作為浸泡液，利用氣質(zhì)聯(lián)用儀測試滲透出的芯材含量，最終得到微膠囊的滲透曲線。同時(shí)通過貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)驗(yàn)證此方法的有效性，結(jié)果顯示兩種方法得到的結(jié)果一致。

厭氧膠；膠囊；抗?jié)B透性

前言

預(yù)涂厭氧膠由于它的可預(yù)涂性可大大節(jié)省生產(chǎn)裝配線的涂膠設(shè)備，簡化現(xiàn)場操作，提高生產(chǎn)效率，因此越來越受到國內(nèi)外機(jī)械行業(yè)的廣泛重視。目前市場上使用的預(yù)涂厭氧膠主要是水基型雙組分，其中A組分為含厭氧膠的水基型膠乳，B組分為含過氧化固化引發(fā)劑的微膠囊[1～2],使用前需要先將A、B組分混合均勻。然而在實(shí)際使用中由于B組分中含有的脲醛樹脂微膠囊壁材并非是均勻連續(xù)的高聚物結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致囊壁不致密且存在微孔，從微孔滲出的芯材會直接和A組分接觸，出現(xiàn)A/B組分混合后在操作時(shí)間內(nèi)膠液逐漸硬化的現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，客戶要求最好能提前對微膠囊的滲透性進(jìn)行評價(jià)。

本文主要提出了一種快速測試預(yù)涂厭氧膠微膠囊的抗?jié)B透性的方法：選擇對芯材有良好溶解能力的溶劑作為浸泡液，利用氣質(zhì)聯(lián)用儀測試滲透出的芯材含量，最終得到微膠囊的滲透曲線。根據(jù)市場應(yīng)用情況，本文選用的芯材為過氧化苯甲酰，溶劑為丙酮。同時(shí)通過行業(yè)內(nèi)常用的測試貯存穩(wěn)定性的方法來檢驗(yàn)此方法的有效性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料、試劑與儀器

自制過氧化苯甲酰微膠囊、外購過氧化苯甲酰標(biāo)樣、外購C12H26（內(nèi)標(biāo)）、外購色譜純丙酮、氣質(zhì)聯(lián)用儀Agilent 7890/5975、索式提取器。

1.2 制備兩種不同壁材微膠囊

微膠囊樣品1的制備工藝主要是參照文獻(xiàn)[3]，用原位聚合二步法，采用脲醛樹脂為壁材、過氧化苯甲酰為芯材，通過改變反應(yīng)時(shí)間，制備一種壁材不致密的微膠囊。具體反應(yīng)式如下式所示：

第一步在弱堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)，如式1：

（式1）

第二步在酸性條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，得到體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脲甲醛樹脂，如式2：

（式2）

微膠囊樣品2的制備工藝僅在反應(yīng)體系中多引入了三聚氰胺，其余工藝與微膠囊樣品1相同，具體反應(yīng)如式3：

（式3）

1.3 微膠囊樣品熱重分析

根據(jù)熱重分析的特點(diǎn)：樣品在控溫環(huán)境下，質(zhì)量會隨溫度變化，不同物質(zhì)會有不同的分解溫度。為了考察兩個(gè)微膠囊樣品壁材的差異，分別對兩個(gè)微膠囊樣品做了熱重分析，具體結(jié)果如圖1。

圖1 熱重分析Fig.1 The TGA curves

從熱重分析結(jié)果看，添加三聚氰胺的微膠囊樣品2壁材的分解溫度（約330℃）明顯要高于未添加三聚氰胺的樣品1的壁材分解溫度（約230℃）。說明兩個(gè)微膠囊的壁材有差異。

1.4 微膠囊滲透曲線的測定

1.4.1 過氧化苯甲酰GCMS上的標(biāo)準(zhǔn)曲線

由于GC上內(nèi)標(biāo)法是間接或相對的校準(zhǔn)方法，在分析測定樣品中某組分含量時(shí)，加入一種內(nèi)標(biāo)物質(zhì)以校準(zhǔn)和消除出于操作條件的波動而對分析結(jié)果產(chǎn)生的影響，以提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。選擇添加C12H36作為內(nèi)標(biāo)，圖2是添加了內(nèi)標(biāo)的不同濃度過氧化苯甲酰的GCMS譜圖。

圖2 含內(nèi)標(biāo)的過氧化苯甲酰的GCMS譜圖Fig.2 The GCMS spectrum of benzoyl peroxide contains internal standard

從圖2可以看到，譜圖上內(nèi)標(biāo)和苯甲酸的響應(yīng)度都較高。圖3是用過氧化苯甲酰與內(nèi)標(biāo)的濃度比和苯甲酸與內(nèi)標(biāo)的峰面積比做的擬合曲線，兩者之間有很好的線性關(guān)系（相關(guān)系數(shù)0.99981）。

擬合方程：Y=0.024+0.494 X

圖3 過氧化苯甲酰在GCMS的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.3 The standard GCMS curve of benzoyl peroxide

1.4.2 微膠囊樣品的滲透曲線

通過索式提取器對微膠囊樣品進(jìn)行抗?jié)B透試驗(yàn)，且間隔一定時(shí)間取樣用GCMS測試，利用標(biāo)線計(jì)算得到不同時(shí)間的滲透出的BPO含量，具體滲透曲線見圖4。

圖4 微膠囊的滲透曲線Fig.4 The permeation curves of microcapsule

從滲透曲線上可看到，添加有三聚氰胺的微膠囊樣品2的滲透速率明顯比微膠囊樣品1要慢，說明微膠囊樣品1的抗?jié)B透性比樣品2的要差，且在實(shí)際使用中微膠囊樣品2應(yīng)該有更長的操作時(shí)間。

1.5 貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)

預(yù)涂膠的A、B組分按照28∶1混合均勻后，密閉放置在38℃的條件下，觀察出現(xiàn)凝膠的時(shí)間，結(jié)果見表1。

表1 穩(wěn)定性測試結(jié)果Table 1 The results of stability tests

2 結(jié)論

兩種不同壁材包裹過氧化苯甲酰的樣品中，抗?jié)B透性較差的樣品1在穩(wěn)定性試驗(yàn)中出現(xiàn)凝膠的時(shí)間較早，且操作時(shí)間也短。說明本文提出的抗?jié)B透測試方法與貯存穩(wěn)定性測試方法結(jié)果有很好的一致性。

［1］ DECLAN RROFTERY，MALCOLM R SMYTH，RAYMOND G I．Investisations into the cumene hydmpemxide based cure chemist～of anaerobic adhesives［J］．Int．J Adhesion and Adhesives,1997,17（4）：349～352.

［2］ 梁治齊．微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用［M］．北京：中國輕工業(yè)出版社，1999．17～27．

［3］ 龔永峰，傅相鍇.厭氧膠固化引發(fā)劑微膠囊的制備［J］.精細(xì)化工,2006，23（2）：174～178.

Determination of Anti-permeability of Microcapsules for Precoated Anaerobic Adhesive

LIU Jie and ZHANG Hao
（Beijing Tonson Adhesive Co.,Ltd.,Beijing 100041,China）

Because of the permeability of microcapsules,it always gels after mixing A and B component when using two-component waterborne precoated anaerobic adhesive.Therefore a method for determine the anti-permeability of microcapsules for anaerobic adhesive is established.The curve of permeability is obtained by using solvent with good solubility to core material as soak solution and GCMS to determine the core material which has permeated.And the result gained by this method is in accordance with the results of storage stability test,which indicates this test method is available.

Anaerobic adhesive;microcapsules;anti-permeability

TQ433.439

A

101-0017（2015）03-0212-03

2015-01-06

劉潔（1979-），女，山西大同人，碩士，主要從事預(yù)涂厭氧膠、α-氰基丙烯酸酯膠黏劑等方面的研究。E-mail：liujie@ts.com.cn。