室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的制備及性能分析

宋亞窮

摘要：室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的制備與性能分析，對提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實際應用效果有促進作用。丙烯酸酯共聚物具有粘彈性、機械性和化學穩(wěn)定性，因此，以異丙醇為溶劑，利用溶液聚合的方式，合成丙烯酸酯聚合物。結合室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的合成條件，對固化時間、粘結拉伸強度、穩(wěn)定性等相關性能的影響進行分析，實驗結果說明室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的定位時間為10min，在24h后可以達到最大強度，拉伸強度為23.47MPa，具有較好的耐水性以及油面粘結性能。

關鍵詞：室溫固化雙組分;丙烯酸酯膠黏劑;制備;性能

基于室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑在氧化-還原體系的影響，會出現(xiàn)自由基交聯(lián)固化的情況，所以，對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的制備工藝進行分析，對其實際應用領域拓展有促進作用。丙烯酸酯類粘合劑以單體和預聚物為主要成分，通過促進劑的應用，可實現(xiàn)快速固化。因此，結合室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實際應用需求，對制備工藝與性能進行分析，可實現(xiàn)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的應用水平提升[1]。

1室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的特點分析

丙烯酸酯具有雙鍵的反應性，取代基的不同，聚合機理也存在一定的差異性。在過氧化物的影響下，丙烯酸酯會出現(xiàn)游離基聚合的情況。由于丙烯酸酯聚合物本身屬于飽和化合物，所以，在熱、光化學、氧化分解等方面有良好的耐受性，說明丙烯酸酯具有良好的穩(wěn)定性[2]。因此，乙烯基單體容易出現(xiàn)共聚的特性，并改善聚合物的物性，以此為膠黏劑，其應用范圍比較廣泛。丙烯酸酯膠粘劑具有無毒害、無污染的特性，固含量比較高，粘度可以自由調節(jié)，具有一定的流動性，對提高粘合效果方面有積極作用。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑可以在室溫的狀態(tài)下快速固化，定位時間比較快，而且，在雙組分的特點下，可實現(xiàn)疊合粘結。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的表面處理比較簡單，不需要嚴格的表面處理，可應用于油面粘結。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結強度比較高，強度在20MPa以上，韌性好，剝離強度以及沖擊強度比較高。此外，室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的收縮性小，耐溫性比較高，可以在-40℃-150℃的狀態(tài)下使用。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的固化反應包含共聚、接枝、嵌段、交聯(lián)的自由基聚合過程，服從自由基連鎖反應的基本規(guī)律[3]。

2室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的制備

2.1制備流程

室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的制備包含原料的準備、試劑合成與篩選、膠粘劑配置以及性能測試等內容，具體的制備流程如下：

2.2實驗原料、儀器及操作

室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑制備階段，預聚物包含雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯EA、丙烯酸酯聚合物、聚酯型聚氨酯，單體材料包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺以及1，6-乙二醇二丙烯酸酯，選擇異丙醇為溶劑，過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，N，N-二甲基苯胺為促進劑。

儀器選擇中包含JB300-D強力電動攪拌機、HHS電熱恒溫水浴鍋、SHZ-D循環(huán)水式真空泵、501型電熱鼓風干燥箱、WDW電子我萬能試驗機以及紅外光譜儀。

2.3丙烯酸酯聚合物合成

丙烯酸酯聚合物是在帶有冷凝管的四口燒瓶中，添加80%的異丙醇，并加熱到80℃，加入MMA、BA以及BPO。溫度80℃環(huán)境下，反應時間為0.5h，滴加MAA、NMA以及20%的異丙醇混合物。利用油浴、異丙醇的回流共同控制反應溫度，將溫度控制在82℃。在單體達到一定轉化率后，可停止反應，減壓蒸餾抽出溶劑異丙醇。轉化率的測試是稱取1g左右的樣品，加入阻聚劑，并放入到150℃烘箱中，在質量不發(fā)生改變?yōu)橹?，獲得丙烯酸酯聚合物。

2.4膠粘劑的配制

利用雙主劑型室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑體系，兩個組分的主體材料比較類似，一個組分中添加過氧化物引發(fā)劑，另一個組分中加入促進劑。合成丙烯酸酯齊聚物、BPO、阻聚劑溶于丙烯酸類單體中，混合均勻后可獲得組分A。環(huán)氧丙烯酸酯以及促進劑添加到丙烯酸類單體中，可獲得組分B。

3室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的性能分析

3.1預聚物對附著力的影響分析

預聚物是室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑制備中的成膜物質，對膠膜附著力會產生直接的影響。因此，在對預聚物進行分析中，預聚物的含量為70%，稀釋劑是利用甲基丙烯酸甲酯以及過氧化苯甲酰、N-二甲基苯胺為主要融合劑。在對稀釋劑、引發(fā)劑、促進劑的含量進行調整的基礎上，其占比分別為3%、1%、0.3%，提高預聚物的附著力性能。此外，酯基本身的極性對附著力的提升有促進作用，環(huán)氧丙烯酸酯的基團可以形成化學鍵，并與基材表面的氧原子、氫氧基團等發(fā)生化學作用，提高預聚物在基材表面的附著水平[4]。

3.2室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結性能分析

粘結性能與粘結強度有直接的關系，可通過拉伸強度來表示。粘結強度包含膠層內聚強度以及粘附強度，與膠粘劑組成、膠層厚度、被粘物的結構性質、表面狀況等，對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結性能會產生直接的影響。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的體系構成對膠粘劑室溫固化的狀態(tài)會產生直接的影響，在室溫環(huán)境下，活性自由基會引發(fā)聚合反應，而且，引發(fā)劑與促進劑的協(xié)同，可提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結性能。確定選用過氧化苯甲酰、N，N-二甲基苯胺的氧化-還原體系后，對化合反應過程進行分析，可以發(fā)現(xiàn)氨中單原子的電子轉移，可作用于苯甲酰氧基自由基。引發(fā)劑的用量為1%，促進劑的用量為0.06%，可保證室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的定位時間為10min。在配方質量不變的情況下，引發(fā)劑BPO為0.5%、1%、1.5%，膠粘劑的拉伸強度會出現(xiàn)變化，在BPO的用量為1%的狀態(tài)下，室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的最大強度為14.21MPa。

從預聚物與室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結性能的角度進行分析，預聚物為EA，BPO的用量為1%，DMA的用量為0.3%，室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的拉伸強度為最優(yōu)。

活性稀釋劑是膠粘劑制備中的重要組成部分，對膠粘劑的綜合性能會產生著環(huán)節(jié)的影響。單體的官能度與結構對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的相關性能會產生直接的影響。通過丙烯酸、甲基丙烯酸可提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結強度。預聚物的含量對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結性能方面也會產生影響，隨著單體的實際用量增加，拉伸強度在達到極限值后會逐漸減小，預聚物的用量在70%的狀態(tài)下，拉伸強度為19.47MPa?；钚詥误w可利用環(huán)氧丙烯酸酯交聯(lián)的網狀大分子，提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘合強度。

硅烷偶聯(lián)劑對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結性能會產生直接的影響，分子結構存在兩種官能團，偶聯(lián)劑的應用可以改善高分子材料與填料之間的粘結性能，并提高基材表面的粘合性。

耐水性對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實際應用會產生直接的影響，所以，對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的耐水煮性能進行分析，在浸水狀態(tài)下，常溫浸泡24h下，粘結強度的保持率為85.2%，沸水煮1h后，強度保持率為78%，這說明室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑在熱應力增加的狀態(tài)下，拉伸強度會相對下降。油面粘結對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結性能會產生直接的影響，所以，在丙酮處理金屬表面后，膠粘劑的粘結強度比較大，會隨著固化時間的增長，拉伸強度也會增加。

結論：

基于附著力是室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的關鍵性能指標，對膠粘劑的附著力進行分析，有助于提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實際應用效果。通過實驗分析可以發(fā)現(xiàn)，室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的制備中，預聚物、單體以及促進劑對室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的附著力、穩(wěn)定性以及粘結性等會產生直接的影響，所以，合理選擇促進劑，并對制備工藝的規(guī)范性進行管理與控制，可實現(xiàn)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的綜合性能提升。

參考文獻：

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[2]宋彩雨，孫明明，張斌，張緒剛，李堅輝，王磊，薛剛，趙明.聚氨酯丙烯酸酯的軟/硬段比對紫外光固化膠粘劑性能的影響[J].中國膠粘劑，2020，29（04）：1-7+19.

[3]羅娟.納米TiO_2改性環(huán)氧丙烯酸樹脂光固化膠粘劑的制備與性能研究[J].中國膠粘劑，2019，28（09）：15-18.DOI：10.13416/j.ca.2019.09.005.

[4]孫東洲，呂虎，于國良，李岳，張智，孔憲志.室溫固化丙烯酸酯膠粘劑粘結性能的研究[J].化學與粘合，2019，41（04）：273-274+307.