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(duì)提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實(shí)際應(yīng)用效果有促進(jìn)作用。丙烯酸酯共聚物具有粘彈性、機(jī)械性和化學(xué)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(jié)合室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的合成條件，對(duì)固化時(shí)間、粘結(jié)拉伸強(qiáng)度、穩(wěn)定性等相關(guān)性能的影響進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的定位時(shí)間為10min，在24h后可以達(dá)到最大強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度為23.47MPa，具有較好的耐水性以及油面粘結(jié)性能。

關(guān)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(huì)出現(xiàn)自由基交聯(lián)固化的情況，所以，對(duì)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的制備工藝進(jìn)行分析，對(duì)其實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域拓展有促進(jìn)作用。丙烯酸酯類粘合劑以單體和預(yù)聚物為主要成分，通過(guò)促進(jìn)劑的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)快速固化。因此，結(jié)合室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實(shí)際應(yīng)用需求，對(duì)制備工藝與性能進(jìn)行分析，可實(shí)現(xiàn)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的應(yīng)用水平提升[1]。

1室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的特點(diǎn)分析

丙烯酸酯具有雙鍵的反應(yīng)性，取代基的不同，聚合機(jī)理也存在一定的差異性。在過(guò)氧化物的影響下，丙烯酸酯會(huì)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(xué)、氧化分解等方面有良好的耐受性，說(shuō)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(yīng)用范圍比較廣泛。丙烯酸酯膠粘劑具有無(wú)毒害、無(wú)污染的特性，固含量比較高，粘度可以自由調(diào)節(jié)，具有一定的流動(dòng)性，對(duì)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(shí)間比較快，而且，在雙組分的特點(diǎn)下，可實(shí)現(xiàn)疊合粘結(jié)。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的表面處理比較簡(jiǎn)單，不需要嚴(yán)格的表面處理，可應(yīng)用于油面粘結(jié)。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度比較高，強(qiáng)度在20MPa以上，韌性好，剝離強(qiáng)度以及沖擊強(qiáng)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(yīng)包含共聚、接枝、嵌段、交聯(lián)的自由基聚合過(guò)程，服從自由基連鎖反應(yīng)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(zhǔn)備、試劑合成與篩選、膠粘劑配置以及性能測(cè)試等內(nèi)容，具體的制備流程如下：

2.2實(shí)驗(yàn)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(yù)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(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑，N，N-二甲基苯胺為促進(jìn)劑。

儀器選擇中包含JB300-D強(qiáng)力電動(dòng)攪拌機(jī)、HHS電熱恒溫水浴鍋、SHZ-D循環(huán)水式真空泵、501型電熱鼓風(fēng)干燥箱、WDW電子我萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)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(yīng)時(shí)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(yīng)溫度，將溫度控制在82℃。在單體達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率后，可停止反應(yīng)，減壓蒸餾抽出溶劑異丙醇。轉(zhuǎn)化率的測(cè)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(zhì)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(gè)組分的主體材料比較類似，一個(gè)組分中添加過(guò)氧化物引發(fā)劑，另一個(gè)組分中加入促進(jìn)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(jìn)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(yù)聚物對(duì)附著力的影響分析

預(yù)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(zhì)，對(duì)膠膜附著力會(huì)產(chǎn)生直接的影響。因此，在對(duì)預(yù)聚物進(jìn)行分析中，預(yù)聚物的含量為70%，稀釋劑是利用甲基丙烯酸甲酯以及過(guò)氧化苯甲酰、N-二甲基苯胺為主要融合劑。在對(duì)稀釋劑、引發(fā)劑、促進(jìn)劑的含量進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)上，其占比分別為3%、1%、0.3%，提高預(yù)聚物的附著力性能。此外，酯基本身的極性對(duì)附著力的提升有促進(jìn)作用，環(huán)氧丙烯酸酯的基團(tuán)可以形成化學(xué)鍵，并與基材表面的氧原子、氫氧基團(tuán)等發(fā)生化學(xué)作用，提高預(yù)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(jié)性能分析

粘結(jié)性能與粘結(jié)強(qiáng)度有直接的關(guān)系，可通過(guò)拉伸強(qiáng)度來(lái)表示。粘結(jié)強(qiáng)度包含膠層內(nèi)聚強(qiáng)度以及粘附強(qiáng)度，與膠粘劑組成、膠層厚度、被粘物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、表面狀況等，對(duì)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結(jié)性能會(huì)產(chǎn)生直接的影響。室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的體系構(gòu)成對(duì)膠粘劑室溫固化的狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生直接的影響，在室溫環(huán)境下，活性自由基會(huì)引發(fā)聚合反應(yīng)，而且，引發(fā)劑與促進(jìn)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(jié)性能。確定選用過(guò)氧化苯甲酰、N，N-二甲基苯胺的氧化-還原體系后，對(duì)化合反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)氨中單原子的電子轉(zhuǎn)移，可作用于苯甲酰氧基自由基。引發(fā)劑的用量為1%，促進(jìn)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(shí)間為10min。在配方質(zhì)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(qiáng)度會(huì)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(qiáng)度為14.21MPa。

從預(yù)聚物與室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結(jié)性能的角度進(jìn)行分析，預(yù)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(qiáng)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(duì)膠粘劑的綜合性能會(huì)產(chǎn)生著環(huán)節(jié)的影響。單體的官能度與結(jié)構(gòu)對(duì)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的相關(guān)性能會(huì)產(chǎn)生直接的影響。通過(guò)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(jié)強(qiáng)度。預(yù)聚物的含量對(duì)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結(jié)性能方面也會(huì)產(chǎn)生影響，隨著單體的實(shí)際用量增加，拉伸強(qiáng)度在達(dá)到極限值后會(huì)逐漸減小，預(yù)聚物的用量在70%的狀態(tài)下，拉伸強(qiáng)度為19.47MPa。活性單體可利用環(huán)氧丙烯酸酯交聯(lián)的網(wǎng)狀大分子，提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘合強(qiáng)度。

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

耐水性對(duì)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實(shí)際應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生直接的影響，所以，對(duì)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的耐水煮性能進(jìn)行分析，在浸水狀態(tài)下，常溫浸泡24h下，粘結(jié)強(qiáng)度的保持率為85.2%，沸水煮1h后，強(qiáng)度保持率為78%，這說(shuō)明室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑在熱應(yīng)力增加的狀態(tài)下，拉伸強(qiáng)度會(huì)相對(duì)下降。油面粘結(jié)對(duì)室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的粘結(jié)性能會(huì)產(chǎn)生直接的影響，所以，在丙酮處理金屬表面后，膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度比較大，會(huì)隨著固化時(shí)間的增長(zhǎng)，拉伸強(qiáng)度也會(huì)增加。

結(jié)論：

基于附著力是室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的關(guān)鍵性能指標(biāo)，對(duì)膠粘劑的附著力進(jìn)行分析，有助于提高室溫固化雙組分丙烯酸酯膠粘劑的實(shí)際應(yīng)用效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(yù)聚物、單體以及促進(jìn)劑對(duì)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(jié)性等會(huì)產(chǎn)生直接的影響，所以，合理選擇促進(jìn)劑，并對(duì)制備工藝的規(guī)范性進(jìn)行管理與控制，可實(shí)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(xiàn)：

[1]蒙嘉華，陳炳耀，彭小琴，姚榮茂，全文高.絡(luò)合劑和阻聚劑對(duì)雙組分丙烯酸酯膠性能影響的研究[J].化學(xué)與粘合，2021，43（02）：118-120+142.

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