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丙烯酸酯胶黏剂介绍

时间:2014-03-05 16:53来源:未知 作者:admin 点击:
反应型丙烯酸胶黏剂主要有聚甲基丙烯酸酯胶、反应型丙烯酸酯结构胶、 -氰基丙烯酸酯胶合厌氧胶。 其中反应型丙烯酸酯结构胶黏剂是以(甲基)丙烯酸酯的自由基接枝共聚合反应为

        反应型丙烯酸胶黏剂主要有聚甲基丙烯酸酯胶、反应型丙烯酸酯结构胶、α-氰基丙烯酸酯胶合厌氧胶。其中反应型丙烯酸酯结构胶黏剂是以(甲基)丙烯酸酯的自由基接枝共聚合反应为基础的双组分室温快速固胶黏剂,有反应性丙烯酸酯胶黏剂、第二代丙烯酸酯胶黏剂、强韧的丙烯酸酯胶黏剂、改性丙烯酸酯胶等叫法。与传统的室温化胶相比,改性丙烯酸酯(结构)胶室温快速固化,且速度可调;双组分而不需严格计量,使用方便;不需严格表面处理,且油面可粘接;可粘接材料广泛,有利于异才组装;综合机械强度好(包括剪切、剥离、耐久),且具有广泛的可调性。单体  丙烯酸酯类单体是反应型丙烯酸酯胶黏剂的黏料,常用的丙烯酸酯类有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯等单酯,丙烯酸缩乙二醇双酯、甲苯二异氰酸酯甲基丙烯酸羟乙酯加成物等双酯,及丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯腈等烯类单体。这些单体的组成结构不同能赋予聚合物不同性能,根据胶黏剂的性能要求可单独或配合使用。改性材料  改性材料一般为可溶于丙烯酸酯中的高分子化合物,有丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等合成橡胶,ABS、SBS、聚甲基丙烯酸甲酯等合成树脂。加入这些改性材料可以改善胶黏剂的操作与使用性能,减少固化收缩等。使用之前预先溶在单体中形成溶液,用时加入形成可溶性悬浮物,用量根据需要设定。有些改性材料本身含有碳碳双键,在聚合过程中还可以与单体进行共聚,形成交联或接枝共聚物,从而发挥更大的改性作用。常用的引发剂有异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化环已酮等,过氧化物引发剂的促进剂时那些能对过氧化物限定性还原的物质即一种特殊的还原剂。常用促进剂有N,N-二甲基苯胺、三乙醇胺等叔胺、十二烷基硫醇、四甲基硫脲等低价硫化合物,萘酸钴、甲基丙稀酸铁等过渡金属盐,以及丁醛苯胺,四氢吡啶、乙酰丙酮铝、二茂铁等。这些促进剂与过氧化物引发剂接触时,能发生部分氧化还原反应。使过氧化物能在较低的温度下分解,产生自由基,引发聚合。另外,在构成氧化-还原引发体系时,有时还要加入一种化合物,以加快氧化-还原引发速度,而这种物质单独与过氧化物配合时不发生促进剂作用,这种物质称助促进剂,如厌氧胶中使用的糖精。有时将一种促进剂当作另一种促进剂的助促进剂使用。稳定剂  烯类单体容易自行聚合,尤其是加入引发剂后更易发生聚合,为此人们在反应型丙烯酸酯类胶中加入一定量的稳定剂。常用的稳定剂有对苯二酚、对苯二醌、氯化亚铜、草酸等阻聚剂,2,6-二叔丁基对甲苯酚等抗氧剂等。但稳定剂的加入往往会使固化变慢,甚至使固化后胶黏剂的各项性能变坏。其它原材料  除以上各物质外,有时还需加入增塑剂以降低胶层脆性,常用的有邻苯二甲酸二辛酯和癸二酸二辛酯及磷酸酯等;加入触变剂以避免胶在垂直面上发生流淌,如气相二氧化硅,适当加入对于避免胶液流失是有效的;加入增稠剂可以增加胶液的初黏力,常用的有聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙二醇等;加入一定量的填料可以降低成本、减少收缩等。

     聚甲基丙烯酸酯胶中最常用的是聚甲基丙烯酸甲酯和丁酯,其中聚甲基丙烯酸丁酯比甲酯柔软、黏结性好。制备时可直接是甲基丙烯酸甲酯或丁酯在引发剂作用下聚合成型,或者现在少量引发剂存在下进行预聚合,制得低聚合物含量黏稠预聚物,应用时再加入一定量的引发剂,继续聚合即成。也可由聚合体和单体制成浆料,然后聚合固化成型以及将集合物改性材料预先溶解在甲基丙烯酸酯等单体中制成聚合物在单体中的溶液,然后再引发剂作用下聚合成型。反应型丙烯酸酯结构胶利用氧化-还原体系实现室温聚合,制备比较简单,就是用一定方法将各组分混匀即成,然而配方筛选、混合技巧、环境影响极大地影响其粘接强度、贮存时间及粘接过程。配制这类胶黏剂的技术关键和难点是要寻找一个强有力的氧化-还原引发体系,一个决定固化产物基本性能的单体组合,制备、选用嵌段、接枝预聚物或高分子弹性体及其在固化过程中的物质变化,胶液的快速固化与贮存稳定性之间的矛盾的解决。一下方法可改进丙烯酸酯结构胶的性能,利用高沸点单体代替甲基丙烯酸甲酯等易挥发性单体,改进嗅味等;将固化剂或促进剂制成适当的溶液并装在微胶囊中配成贮存稳定的单组分溶液,使用时加压使胶囊破裂;通过选择助剂与调整配方时固化速度多样化,可控固化速度,一般改性丙烯酸酯胶的粘接定位时间在2~5min,达到可用强度得30min以上;通过结构设计或加偶联剂等方法改善胶层的耐水性;采用新的胺类促进剂如N,N-二甲基对叔丁基苯胺、高级醛-胺缩合物、N,N-二异丙醇基对甲苯胺,以及吩嗪的还原产物等降低毒性;主剂中加特殊稳定剂以改善胶液贮存稳定性;引入螺环醚或结晶性单体,降低聚合后的体积收缩,减少内应力。以上每一个问题的解决都将把丙烯酸酯反应型胶黏剂推向新的发展阶段,从而也将进一步扩大其领用范围。

氰基丙烯酸酯类胶黏剂为单组分、低黏度、透明、能在室温快速固化,它对绝大多数材料都有良好的粘接能力,不足之处是耐水性较差,胶层较脆,耐久性不理想,主要用于临时性粘接。α-氰基丙烯酸甲酯的合成  最通用的α-胶时易氰基丙烯酸甲酯和乙酯为基础的,工业合成上多数是先从氯乙酸出发,经氢化、酯化制取氰基乙酸酯,然后再碱性条件下和甲醛或多聚甲醛缩合生成低分子缩合物。在缩合过程中,应采用甲苯、二氯乙烷等共沸脱水,再在五氧化二磷脱水剂、氢醌和SO2等阻聚剂,邻苯二甲酸二丁酯等热转移剂存在下加热(150~300℃)裂解该缩合产物,得到α-氰基丙烯酸酸出产品,在经精馏得精制产品。α-氰基丙烯酸酯的结构特征  α-氰基丙烯酸酯的化学结构上有两个强烈的吸电子基团(氰基和酯基)连接在同一个碳原子上,使之易于受到亲核攻击,另一方面,由于β位上午取代基团,也增加了它对亲核试剂的敏感性,在中等亲核世纪甚至水和氧的作用下能很快进行负离子聚合。α-氰基丙烯酸酯也可以进行自由基型的聚合,但作为胶黏剂来说,负离子聚合是绝对重要的。α-氰基丙烯酸酯胶黏剂的改性.改善贮存稳定性  α-氰基丙烯酸酯单体主要以负离子方式进行反应,也可以自由基型阻聚剂和酸性二氧化硫气体等负离子阻聚剂。酸性气体是作为覆盖介质过量地通入体系的,最后真空蒸发除去过量部分,其残留量宜为100mg/g。耐热性的改进  改进耐热性,可采用交联剂、耐热黏附促进和适当加入增塑剂以减少脆性和增加黏附,其中前两者是主要的。交联剂有双氰基丙烯酸酯如乙二醇的双氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯烯丙基酯和氰基戊二烯酸的单酯或双酯。氰基丙烯酸烯丙基酯与α-氰基丙烯酸酯共聚后其侧链烯丙基有热交联或自由基引发交联的能力,热交联反应在150℃以上才比较快;氰基戊二烯酸酯合成较方便应用效果较显著。抗冲击性的改性  改善抗冲击性的方法有引入可共聚的内增塑单体如α-氰基-2,4-戊二酸酯和α-氰基丙烯酸炔丙酯等,添加各种增塑剂如苯醚丙酮、偏苯三酸三辛酯、多羟基苯甲酸及其衍生物,脂肪族多元醇、聚酯及其衍生物等和加入高分子量弹性体如聚氨酯橡胶、羧基丁腈、聚乙烯醇缩醛、丙烯酸酯橡胶以及接枝共聚物等。改进触变性和黏度  α-氰基丙烯酸甲酯胶多半是低黏度液体,可加入各种聚合物以提高体系的黏度和触变性。用高分子物质提高黏度时,可将高分子物质于140~180℃加热30~180min处理后直接溶解,或先将聚合物溶于干燥溶剂中,再与α-氰基丙烯酸酯混合,最后蒸去有机溶液,也可将胶单体混合物用适当的方法预聚合到所需黏度。可改进触变性可用可溶的聚合物如聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯等,不溶的聚合物和某些无机或有机填料也可以作增稠剂如超细二氧化硅、粉末状聚碳酸酯、聚四氟乙烯等。
厌氧胶的基本特征是固化时体积收缩相对较小,一液型,常温固化,耐热、耐冲击性、耐药品性好。厌氧膜的基本组成如下。单体  厌氧胶的单体是不同官能度和分子量的(甲基)丙烯酸衍生物,主要有聚醚、聚酯、聚氨酯等系列,研究的最多、至今还在广泛应用的仍然是四缩乙二醇甲基丙烯酸双酯。甲基丙烯酸酯类衍生物具有比较容易合成、性能好、固化快、对氧气的敏感性小等优点,因而被广泛采用。引发剂和加速剂  最常用的厌氧胶引发剂是异丙苯过氧化氢和叔丁基过氧化氢,在组分中通氧气也能引入氢过氧化物。加速剂是指一类能和引发剂(多半为氢过氧化物)相作用一加速厌氧胶固化的化学添加剂,多半是含氮、硫化合物和有机金属化合物,如糖精、有机酰肼、氰基化合物等。稳定剂和阻聚剂  稳定剂是一种能和导致引发的化学物质反应从而防止引发聚合的添加剂,例如某些螯合剂能和单体中的痕量过渡金属螯合。所谓阻聚剂是指那些能中止聚合的添加剂,氧就起阻聚剂作用,最普通的阻聚剂是酚类和醌类。改性剂  加到厌氧胶中,不影响厌氧固化特征,且能改善其它各方面性能的物质叫做改性剂。
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