不同添加方式对改性丙烯酸胶性能的影响

杨育其，陈炳耀，彭小琴，全文高，杨永强

（广东三和控股有限公司，广东 中山 528429）

引 言

双组分改性丙烯酸胶，因其固化速度快、粘接强度高、耐腐蚀性好等被广泛运用于金属、塑料面板、玩具、电器壳体等的粘接，但其韧性和抗冲击性能较差，一般都需添加增韧剂来克服上述缺点[1～2]。本研究通过采用不同添加方式对改性丙烯酸胶性能进行改良，考察了ABS 树脂的添加量对改性丙烯酸胶性能的影响，并进行其相关综合性能的比较。

1 实验部分

1.1 实验原料

甲基丙烯酸甲酯，工业级，济南世纪通达化工有限公司；甲基丙烯酸，工业级，山东裕康化工有限公司；丙烯腈- 苯乙烯- 丁二烯共聚物(ABS)，工业级，东莞市金世祥塑胶原料有限公司；异丙苯过氧化氢，工业级，康迪斯化工（湖北）有限公司；氯丁橡胶，工业级，湖北实顺生物科技有限公司；硫脲，工业级，湖北摆渡化学有限公司；阻聚剂，常州中集化工有限公司；络合剂，市售。

1.2 实验仪器及设备

数显型悬臂式恒速强力电动搅拌机，GZ-120S，常州市金坛友联仪器研究所；旋转黏度计，上海坤舆实业有限公司：摆锤冲击试验机，东莞市默盾电子科技有限公司；拉力试验机，HT-L-200A，东莞市汇泰机械有限公司。

1.3 实验步骤

A 组分配方(质量份，下同)：甲基丙烯酸甲酯45、甲基丙烯酸35、ABS 变量、氯丁橡胶变量、阻聚剂和络合剂各0.05。B 组分配方：甲基丙烯酸甲酯75、阻聚剂和络合剂各0.5、氯丁橡胶变量、ABS 变量、硫脲衍生物6、少量助剂。m A∶m B=1∶1。

1.4 性能表征

（1）黏度：参考GB/T2794—2013，采用旋转黏度计进行，测定测试温度为25℃。

（2 拉伸剪切强度：参考GB/T7124-2008，采用拉力试验机进行测定 (钢一钢，拉伸速度为5mm/min，测试温度为25℃)。（3）冲击强度：参考GB/T6328—1999。

（4）稳定性：将胶液盛于10mL 玻璃试剂瓶中，置于80℃的数显式电热恒温干燥箱中规定时间，取出恢复至室温观察其外观和流动性变化。

2 结果与讨论

2.1 不同添加方式对改性丙烯酸胶性能的影响

第一种添加方式，在A 组分中加ABS 树脂和氯丁橡胶，B 组分加ABS 树脂时，编号为1 号样；第二种添加方式，在A 组分中加ABS 树脂和橡胶，B 组分加ABS 树脂和橡胶，编号为2 号样。第三种添加方式，在A 组分中只加橡胶，B 组分只加ABS 树脂，编号为3 号样。橡胶总量和ABS 树脂总量不变。

从表1 中可以看出来，不同添加方式的橡胶和ABS 树脂，变化很大，3 号样A 胶只加橡胶，其黏度偏小，B 胶只加ABS 树脂，黏度偏大。从表1 中还可以看出3 种添加方式，其80℃稳定性A 胶变化不大，B 胶除3 号样变化大，其余两个样品变化不大。

表1 不同添加方式对改性丙烯酸胶性能的影响Table 1 The effect of different addition methods on the properties of modified acrylic adhesive

从图1 可以看出，2 号样的剪切强度和冲击强度最佳，第二种添加方式，在A 组分中加ABS 树脂和橡胶，B 组分加ABS 树脂和橡胶，性能最好，这是因为橡胶的添加有利改性丙烯酸胶拉伸剪切强度和冲击强度的提升，主要是因为若基体未经橡胶改性，受到作用力时，产生很多裂纹，基体无法有效吸收作用力产生的能量，裂纹迅速扩散并变大，最终导致基体断裂。当采用适量的橡胶改性后，橡胶分子成为作用力的集中中心点，并诱发产生大量的银纹或剪切带，有效吸收了大量的作用力能量，阻止了裂纹的扩展[1，4]，直观表现为剪切强度和冲击强度提高[7]。当橡胶含量增加到一定程度后，橡胶分子聚集过多甚至出现团聚，导致整个基体体系被破坏，强度下降[5]。

图1 不同添加方式对改性丙烯酸胶剪切强度和冲击强度的影响Fig. 1 The influence of different addition methods on the shear strength and impact strength of modified acrylic adhesive

2.2 ABS 树脂添加量对改性丙烯酸胶性能的影响

在第二种添加方式下，A 胶中只改变ABS 树脂的添加量，B 胶不变，考虑ABS 树脂的添加量对改性丙烯酸胶性能的影响。

从表2 可以看出，随着ABS 树脂含量的增加其A 胶的黏度呈现逐渐递增的趋势，剪切强度也是随着递增，只有冲击强度先升高后下降，在ABS 树脂添加量为17%时，冲击强度最大，这是ABS 树脂对橡胶起到一个增韧作用，ABS 树脂中由于存在橡胶分子，引起银纹的产生，同时诱发银纹发生强烈支化。支化的结果，一方面增加了银纹的数目从而增加了能量的吸收，另一方面会降低每条银纹的前沿应力而导致银纹的终止。该过程被称为银纹支化或多重银纹，银纹在形成、生长过程中消耗了大量能量，约束了裂纹的扩展，使材料的韧性提高[3]，当过量时，橡胶粒子的银纹支化和剪切带作用达到饱和，增韧效果就会降低，且黏度太高，不便胶液的挤出及施工[8]。

表2 ABS 树脂添加量对改性丙烯酸胶性能的影响Table 2 The effect of ABS resin addition amount on the properties of modified acrylic adhesive

3 结 论

综上所述，采用第二种添加方式，在双组分胶中同时加橡胶和ABS 树脂，其黏度和80℃热贮稳定性性能更好，且其剪切强度和冲击强度性能更佳。采用第二种添加方式，改变A 胶中ABS 树脂的含量，其含量不是越高越好，在17%时，其力学性能冲击强度会更优。所以制备双组分胶时，采用第二种方式更好，且A 胶中的ABS 树脂添加量为17%最好。