【摘要】：2017-8-16

由于人们对环境和身体健康的日益重视,对环保型胶粘剂的需求量逐渐增加。近年来随着我国经济的发展,人民生活水平普遍提高,对环境质量的要求也逐步提高。改革开放后许多国际大公司进入我国,进一步带动了民众的环保意识。许多境内企业为参与国际竞争,想方设法通过ISO14000环保体系认证,他们迫切需要使用环保型的胶粘剂。许多用户对传统双组分丙烯酸酯胶粘剂的强烈臭味提出了质疑,例如丙烯酸酯胶粘剂用量较大的一些扬声

由于人们对环境和身体健康的日益重视,对环保型胶粘剂的需求量逐渐增加。近年来随着我国经济的发展,人民生活水平普遍提高,对环境质量的要求也逐步提高。改革开放后许多国际大公司进入我国,进一步带动了民众的环保意识。许多境内企业为参与国际竞争,想方设法通过ISO14000环保体系认证,他们迫切需要使用环保型的胶粘剂。许多用户对传统双组分丙烯酸酯胶粘剂的强烈臭味提出了质疑,例如丙烯酸酯胶粘剂用量较大的一些扬声器制造厂家,已明确要求供应商降低胶粘剂的气味。开发低臭环保丙烯酸酯结构胶是必然的选择,大势所趋。

1　实验部分

1.1　原材料

甲基丙烯酸高级酯,工业品,沙多玛化学公司;氯磺化聚乙烯,工业品,吉化公司有机合成厂;甲基丙烯酸羟乙酯,工业品,进口;甲基丙烯酸(MAA),工业品,进口;阻聚剂,试剂,国产;表面活性剂,工业品,进口;硅烷偶联剂,工业品,武大有机硅新材料股份有限公司;异丙苯过氧化氢(CHPO),工业品,进口。

1.2　性能测试

剪切强度　按GB/T7124—1986进行。

180°剥离强度　按GB/T2790—1995进行。

冲击强度　按GB/T6328—1999进行。

贮存稳定性　将胶液放入80℃烘箱不凝胶的时间

1.3　制备方法

(1)将氯磺化聚乙烯用塑炼机打三角包薄通10次,拉片,备用;

(2)将甲基丙烯酸高级酯、氯磺化聚乙烯、阻聚剂按比例投入双行星动力混合机中,高速搅拌并且通冷却水冷却至氯磺化聚乙烯完全溶解;

(3)分别加入甲基丙烯酸、表面活性剂、硅烷偶联剂、过氧化物搅拌均匀;

(4)出料分装。

2　结果及讨论

2.1　固化机理

以甲基丙烯酸高级酯为主要单体,以氯磺化聚乙烯为弹性体组成的非混合型丙烯酸酯胶粘剂,其固化机理是,由有机过氧化物与醛胺缩合物构成氧化还原体系,醛胺缩合物引发有机过氧化物产生自由基。

2.2　丙烯酸酯单体的选择

第2代丙烯酸酯胶粘剂的臭味主要来自低沸点丙烯酸酯单体。甲基丙烯酸甲酯是最常用的活性单体,它具有反应活性高、配制的胶粘剂性能优异等特点,所以市售产品多以其作为主要的活性单体,质量分数往往高达50%～70%,因其沸点仅100℃,挥发性强,成为胶粘剂中臭味的主要来源。选择挥发性低的单体是改善第2代丙烯酸酯胶粘剂臭味的主要方法。表1给出了部分单体的挥发性及臭味对比。

为了改善臭味,不仅可以用(甲基)丙烯酸高级烷基酯代替甲基丙烯酸甲酯,还可以用甲基丙烯　基封端的齐聚物或丙烯酸酯齐聚物作为胶粘剂基料的主体,但必须考虑单体或齐聚物与氯磺化聚乙烯橡胶的相容性。试验结果表明,(甲基)丙烯酸高级烷基酯与氯磺化聚乙烯橡胶有良好的相容性,但齐聚物与氯磺化聚乙烯橡胶的相容性很低,容易分层。所以只能选择如甲基丙烯酸四氢糠醇酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸 2 苯氧基乙酯等丙烯酸高级烷基酯。本文采用了甲基丙烯酸四氢糠醇酯作为主要单体。

2.3　甲基丙烯酸对胶粘剂性能的影响

甲基丙烯酸(MAA)作为丙烯酸酯胶的交联剂和促进剂对胶粘剂的性能有很大影响。MAA作为反应单体在体系中直接参与化学反应,从而提高了胶层的粘接强度和内聚强度,同时MAA也是丙烯酸酯胶粘剂的促进剂,随着MAA的含量的增加,初固时间也随之缩短,但胶液的贮存稳定性也随之下降。如表2所示。

2.4　过氧化物对胶粘剂性能的影响

过氧化物作为引发剂,在促进剂的作用下分解产生活性自由基进而引发交联聚合反应。在体系中,过氧化物的浓度直接影响到产生的自由基浓度,而自由基浓度是影响聚合物分子质量和分子质量分布的关键因素。浓度小,聚合物分子质量大,分子质量分布范围宽;浓度大,分子质量小,分子质量分布范围窄。胶粘剂分子质量过高,分子链的卷曲、缠结趋势增加,会使分子活动受限,不利于湿润和扩散,从而降低了胶粘剂的粘接强度;胶粘剂分子质量过小,胶粘剂的内聚强度减小,同样导致粘接强度下降。从图1可以看出,随着CHPO含量的增加,拉伸剪切强度(不锈钢不锈钢)先增加后降低,在4.7%左右出现峰值。

2.5　性能特点

低臭环保丙烯酸酯结构胶采用橡胶增韧,具有耐剥离、抗冲击、高强度、快速固化以及低臭味的特点,可用于粘接金属、木材、铁氧体、陶瓷和塑料等多种材料。性能测试结果见表3。

3　结论

选择丙烯酸高级烷基酯代替甲基丙烯酸甲酯作为主要单体,用氯磺化聚乙烯为增韧剂,研制了一种性能优异的低臭丙烯酸酯结构胶。胶粘剂中MAA的质量分数为4%、CHPO的质量分数在5%左右时,胶粘剂表现出来的综合性能较好。