《丙烯酸酯类胶粘剂》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丙烯酸酯类胶粘剂（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 丙烯酸酯类胶粘剂 本章主要内容6.1 概述6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂6.5 厌氧型丙烯酸胶粘剂1一.基本特性该类胶粘剂是丙烯酸及其酯类的均聚物或 共聚物。可通过设计共聚组分而得到柔性和刚 性等不同的胶粘剂。特点:可室温固化，固化速度快，胶层强度 高，具有优异的户外耐老化性，和较好的耐水 性。，应用范围很广泛。可以说所有金属、非 金属都能被丙烯酸胶粘剂粘接。 丙烯酸及其酯类胶粘剂近年来发展很快。6.1 概 述26.1 概述二.分类按强度分：按剂型分： 溶剂型 ：如MA的均聚或共聚物+酮+RX 乳液型 ：如MA共聚物乳液
2、 无溶剂型：如-氰基丙烯酸酯胶、厌氧胶、结构胶等按固化机理分： 反应性丙烯酸酯胶粘剂 非反应性丙烯酸酯胶粘剂 结构胶粘剂 一般胶粘剂36.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法（1）1.丙烯酸酯的直接酯化法硫酸、对甲苯磺酸、 磺酸型阳离子树脂2.甲基丙烯酸酯的酯交换法如：46.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法（2）3.（甲基）丙烯酸酯和环氧化合物的反应4.（甲基）丙烯酸碱金属盐和环氧氯丙烷的偶合反应56.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法（3）5.三元调节合成法类似的产品还有：66.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（1）一.氰基丙烯酸酯胶粘剂的性能和特点 1.基本性能透明单组分低粘度胶，可在200-1000Pa
3、s 范围内变动。温室下5-180S固化。固化迅速，被称为“ 瞬干强力胶” 。使用方便，应用极其广泛。无固化剂，无溶剂，固化收缩率低，环境污染小。被粘物表面不需要特殊处理固化后胶层透明无色，外观平整，特别适合工艺品、贵金属、 精密仪器的胶接。耐侯性耐寒性耐药品性能良好、抗拉强度高（与环氧相近）。毒性小，在医学上可用于皮肤、血管、骨组织粘合。 76.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（2）2.特点 单剂型、低粘度、固化快、高强度； 透明好、毒性小、易使用、用途广； 不足点：耐水性差，湿度大易白化；胶层脆，抗冲性 差，剥离强度低。耐热性，耐久性不理想（未经改性仅在70-80 度以下使用）。86.3 氰基丙烯酸酯
4、胶粘剂（3）固化快，使用期短，难用于大面积胶接，故产 量小，多用于临时性粘接。价格高，贮存期短，一般为半年左右。国方典型品种有：501、502、504、661等胶种。 9二.氰基丙烯酸酯胶粘剂的合成原理6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（4）日本松本制药公司研制此法反应时间短，成本低。10三.氰基丙烯酸酯胶粘剂组成和固化原理：1.胶粘剂的组成（1）主要成分： -R 结构对性能的影响：-R越长，胶层韧性 越好，耐湿性越好，但粘接强度变差，工业上现 多用甲、乙酯。 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（5）11(2)助剂（改善胶粘剂的贮存性和使用性）p稳定剂：常用的是SO2、对甲苯磺酸等可防止阴 离子聚合。p阻聚剂
5、：对苯二酚（防止自由基聚合）p增稠剂：PMMA粉、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸 酯等。p增塑剂：二丁酯、二辛、磷酸、三甲酚酯6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（6）126.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（7）2.固化原理 阴离子聚合机理（本体聚合）。 实际上，所有材料表面都吸附有湿气，氰基 丙烯酸酯胶粘剂与吸附水接触，使碳阴离子快 速产生，并迅速聚合固化。13四.氰基丙烯酸酯胶粘剂的制备6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（8）100SOCl2146.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（9）五.氰基丙烯酸酯胶粘剂典型配方分析及配方技术典型配方分析：配方质量份各组分作用 氰基丙烯酸酯 聚氰基丙烯酸酯 对苯二酚 二丁酯 二氧化硫 KH-5
6、50100 3 1 3 0.1 0.5单体 增稠剂，提高粘度 稳定剂，延长储存期 增塑剂，改善胶层脆性 稳定剂，提高储存稳定性 偶联剂，提高粘结强度15配方技术 1） 中烃基对胶的性能影响很大。6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（10）R-抗拉（钢-钢） /MPa抗剪（钢-钢 ）/MPa用途甲基 乙基 丙基 异丙基 丁基 异丁基34 26 19 31 17 1823 14 11 15 5 12金属、非金 属的粘结医用 医用166.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（11）2）单体中阻聚剂的含量对胶液性能影响很大。为提高瞬干胶的制备产率和储存稳定性，必 须加入对苯二酚，通入二氧化硫气体。但若阻聚 剂含量过高，酸性过
7、大，储存过程中，水与阻聚 剂结合，可引起单体的水解，生成固化缓慢的羧 酸。使定位时间变长，或失去粘接性。为保证固化速度和储存稳定性，一要控制负 离子和自由基两种聚合反应的阻聚剂；二要采用 先进的方法制备纯度较高的单体；三要改进包装 的密封性。176.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（12）六.氰基丙烯酸酯胶粘剂的改性 1.改善耐热性氰基丙烯酸酯固化后是热塑性结构，并含 有较多的残留单体，玻璃化温度不高，一般只 能耐热80左右，常需改性。常用的方法有：1）加入交联剂：双氰基丙烯酸酯、氰基丙 烯酸烯丙酯、氰基戊二烯酸酯。2）加入耐热粘合促进剂：弱酸性物质如： 羧酸、酸酐、酚类化合物等。186.3 氰基丙烯酸
8、酯胶粘剂（13）2.改善耐水性 加入交联剂 加入共聚单体 加入表面硅烷偶联剂如：KH-507 3.改善耐冲击性 加入增塑剂：内增塑，引入塑性单体；外增 塑，加入增塑剂。 加入弹性体：如聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶。196.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（14）4.降低刺激性和白化性 使用氰基丙烯酸丁酯； 使用新型单体:烷氧基氰基丙烯酸酯（无臭、几乎无白化）。 5.改善粘度 6.改善固化性： 使用碱性底胶、加入皇冠醚、硅烷冠醚等。7.改善储存稳定性： 膦嗪类化合物与对苯二酚混合，室温储存期达到6个月，性能不变。206.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（15）七.氰基丙烯酸酯胶粘剂配方实例 502胶配方:组分： 质量份
9、氰乙酸乙酯 126二氯乙烷 80-100甲醛 82六氢吡啶 0.4-0.5二丁酯 40对甲苯磺酸 1.0五氧化二磷 5.0+2.0对苯二酚 2.0+0.5216.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂（16） KH-501胶配方:组分： 质量份氰基丙烯酸甲酯 100聚氰基丙烯酸异丁酯 0-3二丁酯 3KH-550偶联剂（2%乙醇溶液） 少量二氧化硫 微量对苯二酚 微量22(一)基本性能 强度高（结构胶），收缩性小； 耐温性、 耐介质性优良； 室温固化快，被粘物表面无需严格处理； 既有双组分型，也有单组分型，使用广 。 (二)胶粘剂组成 1. 主要成分（基料） 单体：丙烯酸酯，最常用的是甲基丙烯酸甲酯（MMA）
10、 ; MMA工业化程度高，产量大，较便宜。胶层性能好 。 改性单体：苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酰胺等。6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（1）236.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（2）2.弹性体和增韧树脂 氯磺化聚乙烯、丁氰橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯橡 胶、 聚醚橡胶、SBS等。3.引发剂 引发剂：主剂中多采用：CHPO底剂中多采用：BPO 244.促进剂： (芳香)叔胺: N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、 苄基二甲胺、三乙胺等。 硫脲类物质：硫脲、三甲基硫脲、苯基硫脲等。 过渡金属皂：环烷酸钴、萘酸铜等。 有机硫化物：十二烷基硫醇等。 醛胺：丁醛-苯胺缩合物808、丁醛-正丁胺缩合物 8
11、33等。6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（3）256.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（4）5.稳定剂： 对苯二酚、264（BHT） 有机酸、无机酸的碱金属盐、锌盐、镍盐等。 用量：0.1-0.5%。6.其它助剂： 增稠剂 触变剂 填充剂 颜料及偶联剂266.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（5）(三)反应型胶粘剂的改性 不足：单一的PMMA胶层为热塑性胶层，性能脆，抗 冲性能较差，常需要进行改性 1.第一代丙烯酸酯类胶粘剂（FGA） 该种胶粘剂是以甲基丙烯酸甲酯为主体，添加少量 易溶性好的惰性弹性体，如丁基胶、异丙胶等，再用 溶剂调配而形成的一种胶粘剂 常用溶剂有CH2Cl2，CHCl3，CH
12、2ClCH2Cl等. 特点：添加的可溶性弹性体能增韧，但不参与固化 反应。 276.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（6）2.第二代聚丙烯酸酯胶粘剂（SGA）该种胶粘剂又称为室温快固化丙烯酸酯胶粘剂 或AB胶，是新兴的结构胶。 组成：是以丙烯酸酯的自由基共聚为基础的双 组分胶粘剂。A组分：以MMA、弹性体、氯磺化聚乙烯、ABS塑 料、引发剂、稳定剂配成溶液作主剂;B组分：以弹性体、MMA、促进剂、溶剂为底剂;使用时，将主剂A和底剂B分别涂在两个粘合面上 ，两个粘合面接触时，立即发生聚合反应，粘接几 分钟，即可完成粘接过程。286.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（7） 特点：A.固化时，添加的改性
13、剂能进行接枝共聚交联，从分子 内部进行增韧，可显著提高其抗冲强度。B.粘接强度高、粘接范围广，甚至油面也可直接粘接。 制备技术关键:（i）在使用条件下，能产生大量的活性 自由基来引发聚合反应。 （ii）胶粘剂中引入改性剂应能使聚合反应和接枝交联反 应顺利进行。 （iii）添加一定量的多官能团单体或预聚物，以保证胶接 强度和内聚强度。 （）应有良好的固化速度和良好的存贮稳定性296.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（8） 典型配方：组份： A剂 B剂甲基丙烯酸甲酯 42 52.5甲基丙烯酸羟乙酯 18 22.5 二甲基丙烯酸乙二醇酯 15 -甲基丙烯酸 6 4 ABS树脂 25 25 异丙苯过氧化
14、氢 8 -四甲基硫脲 - 8对苯二酚 0.1 0.130 固化原理(i) 丙烯酸类单体自身的聚合(ii)添加的改性剂的接枝如：6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（9）A31B含有双烯的单体的接枝：（iii）多官能团化合物的交联如：二甲基丙烯酸乙二醇酯；甲基丙烯酸羟乙酯. 3.第三代丙烯酸酯胶粘剂（TGA）TGA与SGA的区别：为单组分胶。固化剂使用光敏引发剂或电子束引发剂。 6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（10）326.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂（10）4.快固化需氧丙烯酸酯胶粘剂（AA） SGA不能粘接多孔性材料（氧的阻聚作用）。 快固化需氧丙烯酸酯胶粘剂的组成：1）环氧丙烯酸预聚物；2）三乙二醇丙烯酸酯；3）异丙苯过氧化氢；4）大分子有机胺
