不同添加方式對改性丙烯酸膠性能的影響

楊育其，陳炳耀，彭小琴，全文高，楊永強

（廣東三和控股有限公司，廣東 中山 528429）

引 言

雙組分改性丙烯酸膠，因其固化速度快、粘接強度高、耐腐蝕性好等被廣泛運用于金屬、塑料面板、玩具、電器殼體等的粘接，但其韌性和抗沖擊性能較差，一般都需添加增韌劑來克服上述缺點[1～2]。本研究通過采用不同添加方式對改性丙烯酸膠性能進行改良，考察了ABS 樹脂的添加量對改性丙烯酸膠性能的影響，并進行其相關(guān)綜合性能的比較。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

甲基丙烯酸甲酯，工業(yè)級，濟南世紀(jì)通達(dá)化工有限公司；甲基丙烯酸，工業(yè)級，山東裕康化工有限公司；丙烯腈- 苯乙烯- 丁二烯共聚物(ABS)，工業(yè)級，東莞市金世祥塑膠原料有限公司；異丙苯過氧化氫，工業(yè)級，康迪斯化工（湖北）有限公司；氯丁橡膠，工業(yè)級，湖北實順生物科技有限公司；硫脲，工業(yè)級，湖北擺渡化學(xué)有限公司；阻聚劑，常州中集化工有限公司；絡(luò)合劑，市售。

1.2 實驗儀器及設(shè)備

數(shù)顯型懸臂式恒速強力電動攪拌機，GZ-120S，常州市金壇友聯(lián)儀器研究所；旋轉(zhuǎn)黏度計，上海坤輿實業(yè)有限公司：擺錘沖擊試驗機，東莞市默盾電子科技有限公司；拉力試驗機，HT-L-200A，東莞市匯泰機械有限公司。

1.3 實驗步驟

A 組分配方(質(zhì)量份，下同)：甲基丙烯酸甲酯45、甲基丙烯酸35、ABS 變量、氯丁橡膠變量、阻聚劑和絡(luò)合劑各0.05。B 組分配方：甲基丙烯酸甲酯75、阻聚劑和絡(luò)合劑各0.5、氯丁橡膠變量、ABS 變量、硫脲衍生物6、少量助劑。m A∶m B=1∶1。

1.4 性能表征

（1）黏度：參考GB/T2794—2013，采用旋轉(zhuǎn)黏度計進行，測定測試溫度為25℃。

（2 拉伸剪切強度：參考GB/T7124-2008，采用拉力試驗機進行測定 (鋼一鋼，拉伸速度為5mm/min，測試溫度為25℃)。（3）沖擊強度：參考GB/T6328—1999。

（4）穩(wěn)定性：將膠液盛于10mL 玻璃試劑瓶中，置于80℃的數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱中規(guī)定時間，取出恢復(fù)至室溫觀察其外觀和流動性變化。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同添加方式對改性丙烯酸膠性能的影響

第一種添加方式，在A 組分中加ABS 樹脂和氯丁橡膠，B 組分加ABS 樹脂時，編號為1 號樣；第二種添加方式，在A 組分中加ABS 樹脂和橡膠，B 組分加ABS 樹脂和橡膠，編號為2 號樣。第三種添加方式，在A 組分中只加橡膠，B 組分只加ABS 樹脂，編號為3 號樣。橡膠總量和ABS 樹脂總量不變。

從表1 中可以看出來，不同添加方式的橡膠和ABS 樹脂，變化很大，3 號樣A 膠只加橡膠，其黏度偏小，B 膠只加ABS 樹脂，黏度偏大。從表1 中還可以看出3 種添加方式，其80℃穩(wěn)定性A 膠變化不大，B 膠除3 號樣變化大，其余兩個樣品變化不大。

表1 不同添加方式對改性丙烯酸膠性能的影響Table 1 The effect of different addition methods on the properties of modified acrylic adhesive

從圖1 可以看出，2 號樣的剪切強度和沖擊強度最佳，第二種添加方式，在A 組分中加ABS 樹脂和橡膠，B 組分加ABS 樹脂和橡膠，性能最好，這是因為橡膠的添加有利改性丙烯酸膠拉伸剪切強度和沖擊強度的提升，主要是因為若基體未經(jīng)橡膠改性，受到作用力時，產(chǎn)生很多裂紋，基體無法有效吸收作用力產(chǎn)生的能量，裂紋迅速擴散并變大，最終導(dǎo)致基體斷裂。當(dāng)采用適量的橡膠改性后，橡膠分子成為作用力的集中中心點，并誘發(fā)產(chǎn)生大量的銀紋或剪切帶，有效吸收了大量的作用力能量，阻止了裂紋的擴展[1，4]，直觀表現(xiàn)為剪切強度和沖擊強度提高[7]。當(dāng)橡膠含量增加到一定程度后，橡膠分子聚集過多甚至出現(xiàn)團聚，導(dǎo)致整個基體體系被破壞，強度下降[5]。

圖1 不同添加方式對改性丙烯酸膠剪切強度和沖擊強度的影響Fig. 1 The influence of different addition methods on the shear strength and impact strength of modified acrylic adhesive

2.2 ABS 樹脂添加量對改性丙烯酸膠性能的影響

在第二種添加方式下，A 膠中只改變ABS 樹脂的添加量，B 膠不變，考慮ABS 樹脂的添加量對改性丙烯酸膠性能的影響。

從表2 可以看出，隨著ABS 樹脂含量的增加其A 膠的黏度呈現(xiàn)逐漸遞增的趨勢，剪切強度也是隨著遞增，只有沖擊強度先升高后下降，在ABS 樹脂添加量為17%時，沖擊強度最大，這是ABS 樹脂對橡膠起到一個增韌作用，ABS 樹脂中由于存在橡膠分子，引起銀紋的產(chǎn)生，同時誘發(fā)銀紋發(fā)生強烈支化。支化的結(jié)果，一方面增加了銀紋的數(shù)目從而增加了能量的吸收，另一方面會降低每條銀紋的前沿應(yīng)力而導(dǎo)致銀紋的終止。該過程被稱為銀紋支化或多重銀紋，銀紋在形成、生長過程中消耗了大量能量，約束了裂紋的擴展，使材料的韌性提高[3]，當(dāng)過量時，橡膠粒子的銀紋支化和剪切帶作用達(dá)到飽和，增韌效果就會降低，且黏度太高，不便膠液的擠出及施工[8]。

表2 ABS 樹脂添加量對改性丙烯酸膠性能的影響Table 2 The effect of ABS resin addition amount on the properties of modified acrylic adhesive

3 結(jié) 論

綜上所述，采用第二種添加方式，在雙組分膠中同時加橡膠和ABS 樹脂，其黏度和80℃熱貯穩(wěn)定性性能更好，且其剪切強度和沖擊強度性能更佳。采用第二種添加方式，改變A 膠中ABS 樹脂的含量，其含量不是越高越好，在17%時，其力學(xué)性能沖擊強度會更優(yōu)。所以制備雙組分膠時，采用第二種方式更好，且A 膠中的ABS 樹脂添加量為17%最好。