改性丙烯酸酯结构胶黏剂的研制

孔宪志，王 勃,孙东洲,孙 禹

（黑龙江省科学院 石油化学研究院,黑龙江 哈尔滨 150040）

改性丙烯酸酯结构胶黏剂的研制

孔宪志，王 勃,孙东洲,孙 禹

（黑龙江省科学院 石油化学研究院,黑龙江 哈尔滨 150040）

研制了一种对粘接表面处理要求不严格的丙烯酸酯结构胶黏剂。胶黏剂体系中加入粘接促进剂含磷丙烯酸酯，使铝合金表面在除油的情况下，丁腈橡胶含量在16%时，剥离强度可达到4.5N/mm,剪切强度达到28.3MPa。胶黏剂在耐水1000h后，20℃剪切强度为27.6MPa，100℃剪切强度为11.9MPa。胶黏剂在100℃老化500h后，20℃剪切强度为26.1MPa。

丙烯酸酯;结构胶黏剂;表面处理;含磷丙烯酸酯

前 言

双组分丙烯酸酯结构胶黏剂是由丙烯酸酯类单体或预聚物、高分子弹性体、引发剂、促进剂、稳定剂、增稠剂、触变剂等组成的。丙烯酸酯结构胶黏剂室温快速固化，且固化速度可调，两组分不需要严格计量，粘接表面不需要严格处理，使用方便，强度高，因此广泛用于宇航、航空、汽车、机械、舰船、电子、建筑等多领域。使用温度一般在-55℃～120℃范围内。

随着科学技术的发展，人们对胶黏剂的性能要求也越来越高。尽管丙烯酸酯胶黏剂对粘接表面处理要求不严格，对多种材质都有较高的粘接强度，但为了达到理想的粘接强度，就需要对像铝合金这样的粘接材料表面进行砂纸打磨或化学氧化等办法，才能有高的粘接强度，而现在生产要求，尽量减少表面处理环节。本文就是要研究一种对粘接表面无需严格处理的丙烯酸酯结构胶黏剂。

1 实验部分

1.1 主要原料

甲基丙烯酸甲酯,工业品,中盟集团龙新化工有限公司;丁腈橡胶,工业品,进口;甲基丙烯酸多酯,工业品,进口;甲基丙烯酸,工业品,进口;ABS,工业品,进口;2,6-二特丁基-对甲酚,试剂,国产;异丙苯过氧化氢,工业品;含磷丙烯酸酯,自制。

1.2 制备方法

A组分的制备

①将丁腈橡胶在开炼机上塑炼,薄通15～20次后出片,备用。

②将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸多酯、丁腈橡胶、阻聚剂、按比例投入反应釜中,搅拌至丁腈橡胶完全溶解，再加入ABS树脂搅拌至完全溶解。

③加入甲基丙烯酸、促进剂、搅拌均匀。

B组分的制备

将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸多酯、引发剂、阻聚剂、ABS树脂按配比投入反应釜中,搅拌均匀。

1.3 性能测试

1）拉伸剪切强度

将LYCZ12铝合金试片在使用前用有机溶剂清洗表面,晾干。将A、B组分以1∶1质量比混合均匀并刮涂在试片表面上,加压搭接,室温固化24 h。

拉伸剪切强度测试参照GB/T7124-1986标准在万能电子拉力机上进行。

2）剥离强度

GB/T7122-1996高强度胶黏剂剥离强度的测定

3）定位时间和贮存期

HG/T3827-2006通用型双组分丙烯酸酯胶黏剂

2 结果及讨论

2.1 丁腈橡胶对胶黏剂性能的影响

丙烯酸酯胶黏剂在无增韧剂的情况下，固化物较脆，为了提高胶黏剂的韧性，需要在体系中加入增韧剂。可以用做增韧剂的一类是橡胶如氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶和丁腈橡胶、聚氨酯橡胶等，另一类是工程塑料如ABS、MBS树脂等。在本体系中，选用ABS树脂和丁腈橡胶配合做增韧剂，不仅使胶黏剂有较高的粘接强度，而且使胶黏剂有较好的韧性。从表1可以看出，丁腈橡胶用量增加。胶黏剂的剥离强度增加。但是橡胶量大，胶黏剂的黏度太大，不利于涂刷，因此丁腈橡胶用量选16%。

表1 丁腈橡胶用量对胶黏剂性能的影响Table 1 Effect of acrylonitrile-butadiene rubber content on adhesive properties

2.2 不同表面处理方法对胶黏剂性能的影响

在无粘接促进剂的情况下，丙烯酸酯胶黏剂对铝合金这种材料，不同的处理方法对粘接强度影响很大。表2 LYCZ12铝合金粘接表面不同处理方法对胶黏剂性能的影响,所用胶黏剂是本单位生产的J－39室温快速固化丙烯酸酯胶黏剂。从表2可以看出，化学氧化和磷酸阳极化的处理方法，粘接强度相当。

随着科学技术的发展，人们对环境保护意识的提高，要求粘接表面尽量不采用化学氧化和磷酸阳极化的处理方法，以减少这两种方法产生的废物对环境的影响。同时，也要求粘接表面处理尽量简单化。因此，自制了一种粘接促进剂含磷丙烯酸酯，来达到上述目的。从表2可以看出，加入粘接促进剂的丙烯酸酯胶黏剂，在粘接表面只是除油的情况下，剪切强度就能达到理想的粘接强度。

表2 表面处理方法对胶黏剂性能的影响Table 2 Effect of different surface treatment methods on adhesive properties

2.3 胶黏剂的耐水性能

胶黏剂的耐水性能，表3是胶黏剂在室温的情况下的耐水性能。

表3 胶黏剂耐水性能Table 3 Water resistance of adhesive

2.4 胶黏剂热老化性能

为了考查胶黏剂的热老化性能，测试了100℃不同老化间的强度，见表4。从表4中可以看出，胶黏剂在100℃老化500h胶黏剂强度下降不大。

表4 胶黏剂热老化性能Table 4 Effect of thermal aging time on adhesive properties

3 结论

（1）丁腈橡胶在16%时，胶黏剂有好的剥离强度和工艺性能。

（2）粘接促进剂的加入可能有效提高胶黏剂的粘接强度。

（3）所研制的丙烯酸胶酯胶黏剂对铝合金表面无需严格处理，剪切强度达到28.3MPa,剥离强度达到4.5N/mm。

（4）胶黏剂有良好的耐水和热老化性能。

［1］HAITAO CHENG.Adhesive compositions with retarding additive：US,6291593［P］.2001-09-18.

［2］ROBIN F RIGHETTINI TERRENCE H DAWDY.Free radical polymerizable compositions including parahalogenated aniline derivatives：US,5932638［P］.2001-08-03.

［3］JIAN-PING HUANG,ROBIN F RIGHETTINI.Adhesive Formultions：US，6225408［P］.2001-05-01.

［4］周建文,罗军.新型第二代丙烯酸酯结构胶［J］.粘接,2000（4）：19～21.

［5］张玲，魏无际.用NBR增韧双组分丙烯酸酯粘合剂［J］.合成橡胶工业，2000，23（6）：327～373.

［6］陈继兰.含磷酸酯单体的聚合物材料［J］.化学与粘合，2000（3）：110～112.

Study on Modified Acrylate Structural Adhesive

KONG Xian-zhi,WANG Bo,SUN Dong-zhou and SUN Yu
（Institute of Petrochemistry,Heilongjiang Academy of Sciences,Harbin 150040,China）

A kind of acrylate structural adhesive is prepared which has little requirement for the treatment of bonding surface.When the adhesion promoter of phosphor contained acrylate is added into adhesive and the acrylonitrile-butadiene rubber content is16%,and after the oil removing treatment for the surface of aluminum alloy,the peel and shear strength can reach 4.5N/mm and 28.3MPa respectively.And after immersing in water for 1000h,the shear strength is 27.6MPa at 20℃,and 11.9MPa at 100℃.The shear strength of adhesive is 26.1MPa at 20℃ after aging for 500 at 100℃.

Acrylate;structural adhesive;surface treatment;phosphor contained acrylate

TQ 436.2

B

1001-0017（2011）03-0066-03

2010-09-16

孔宪志（1971-），男，黑龙江省安达市人，副研究员，主要从事胶黏剂研究工作。