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1、丙烯酸酯胶黏剂简介,优质课件,1,瞬干胶(502胶)、光固化胶(无影胶)、厌氧胶、双组分AB结构胶、压敏胶(不干胶)、热熔胶、乳胶、密封胶、覆膜胶、管件插接胶等都可以丙烯酸及其酯类的单体、低聚物、均聚物及共聚物为基础制备，因此丙烯酸酯胶黏剂是胶黏剂中类型最多的一种，也是发展最快的品种之一，广泛应用于生物组织、金属、塑料、橡胶、纤维、玻璃、陶瓷、水泥、木材、纸张的粘接、密封和固定，已经广泛应用于国民经济建设的各个领域,优质课件,2,优质课件,3,用途,优质课件,4,优质课件,5,丙烯酸酯的聚合物。结构为R为甲基等有机基团，R不同就得到一系列的聚丙烯酸酯，且性质也不相同。聚丙烯酸甲酯在室温下无粘性
2、、强韧、略有弹性、硬度中等。聚丙烯酸乙酯较甲酯更柔软，且耐伸长率约为聚丙烯酸甲酯的2.5倍。聚丙烯酸酯易溶于丙酮 、乙酸乙酯、二氯乙烷等溶剂，不易溶于水。由于高分子链的柔顺性，其玻璃化温度较低 ，并随R的含碳量而异。此类高分子能形成光泽好的耐水薄膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性。可做装饰材料、热敏胶、压敏胶粘合剂、织物整理剂、化妆品等。,优质课件,6,丙烯酸酯很易在光和热及引发剂的作用下，通过本体、溶液或悬浮方法聚合，同时还可与其他单体共聚，来改变聚合物的性能。此外，丙烯酸甲酯与季戊四醇、三羟甲基丙烷等反应，可得到多官能性的交联剂，用于光敏涂料、光敏油墨等 。a-氰代丙烯酸酯 ，由
3、氰基的强极化和渗透性 ，共聚合物粘合强度很高，可用作金属、木材、玻璃、皮革等的胶粘剂。,优质课件,7,常见的几类丙烯酸酯胶粘剂：,优质课件,8,优质课件,9,1、丙烯酸环氧酯,优质课件,10,优质课件,11,2、丙烯酸羟酯,优质课件,12,优质课件,13,3、丙烯酰胺,优质课件,14,优质课件,15,4、含双不饱和的丙烯酸酯,优质课件,16,优质课件,17,-氰基丙烯酸酯胶是单组分、低粘度、透明、常温快速固化胶粘剂。又称为瞬干胶。粘接面广，对绝大多数材料都有良好的粘接能力，是重要的室温固化胶种之一。不足之处是反应速度过快，耐水性较差，脆性大，耐温低(70)，保存期短，耐久性不好，故配胶时要加人
4、相应的助剂，多用于临时性粘接。主体材料为特定的氰基丙烯酸酯，再加一些辅助物质如稳定剂、增稠剂、增塑剂、阻聚剂等。配胶时应尽可能隔绝水蒸气，包装容器也应用透气性小或不透气的。国产胶种有501，502，504，661等。 反应型丙烯酸酯(结构)胶粘剂最常用的基料为甲基丙烯酸甲酯。这种胶的特点是固化快、粘接强度大、粘接面广，胶接物表面不需严格处理，双组分胶的各组分用量也勿需严格要求。缺点是气味不好闻。单纯的(甲基)丙烯酸酯单体形成的胶固化后较脆，抗冲击性能差，故常加入其他一些化合物以改善胶层韧性，提高胶层的力学性能和耐环境性能。如果加入的化合物在胶液固化时不参与反应，仅存在于其中起增韧剂作用，这类胶
5、称为第一代丙烯酸酯结构胶(FGA)。若加入的化合物在胶液固化时可与单体进行接枝共聚，从分子内进行增改性，这类胶称为第二代丙烯酸酯胶粘剂(SGA)。还有一类在配胶时以光敏剂、增感剂代替过氧化物引发剂与促进剂，则构成了以紫外光或电子束固化的第三代丙烯酸酯胶粘剂(TGA)，其固化更快、贮存更稳定，并且是单组分的。,优质课件,18,产品的配方,优质课件,19,丙烯酸甲酯 90g,优质课件,20,丙烯酸乙酯 352g,优质课件,21,丙烯酸辛酯 450g,优质课件,22,丙 烯 酸 15g,优质课件,23,N-羟甲基丙烯酰胺 13g,优质课件,24,水 160g,优质课件,25,滴加速度对乳液性能的影响
6、,优质课件,26,混合单体/,优质课件,27,(滴/min引发剂/,优质课件,28,(滴/min乳液外观固含量,优质课件,29,/%,优质课件,30,拉伸强度,优质课件,31,/MPa,优质课件,32,85蓝光性一般35.650.81,优质课件,33,1210蓝光性好38.051.1,优质课件,34,1615蓝光性好36.961.08,优质课件,35,优质课件,36,优质课件,37,优质课件,38,乳化剂的影响,优质课件,39,乳化剂决定着乳液的粒径和稳定性。若只用十二烷基,优质课件,40,硫酸钠,其生成乳胶粒径小,乳液机械稳定性好,聚合时凝聚,优质课件,41,物少,聚合过程较稳定,但对电解质
7、较敏感。添加非离子型,优质课件,42,乳化剂OP-10,有利于提高乳液的耐电解质性和化学稳定性。,优质课件,43,在其他条件不变的情况下,乳化剂用量对性能的影响见表,优质课件,44,编号十二烷基,优质课件,45,硫酸钠,优质课件,46,/%,优质课件,47,OP-10,优质课件,48,/%,优质课件,49,剥离强度/（N/m）拉伸强度/MPa断裂伸长率%吸水性,优质课件,50,10.521.0478.20.27400低,优质课件,51,20.551.10921.1700较低,优质课件,52,30.601.21161.211200较高,优质课件,53,优质课件,54,优质课件,55,温度对反应的
8、影响,优质课件,56,反应温度/反应情况乳液外观,优质课件,57,72反应很缓慢灰白色，无蓝光,优质课件,58,7275反应较慢白色，有微弱蓝光,优质课件,59,7580反应较快乳白色有蓝光，系列,优质课件,60,80反应最快乳白，凝聚物较多,优质课件,61,优质课件,62,交联剂对胶粘剂性能的影响,优质课件,63,交联剂对聚丙烯酸酯乳液胶粘剂性能的影响正反两方,优质课件,64,面兼有。随着交联剂含量的增加,聚丙烯酸酯乳液的粒径增,优质课件,65,大,剪切强度、持粘性和耐水性增强,剥离强度下降。加入自,优质课件,66,交联单体丙烯酸羟丙酯,使聚丙烯酸酯乳液胶粘剂的剥离强,优质课件,67,度增加
9、。,优质课件,68,优质课件,69,结语,优质课件,70,(1)单体配比以mBAmMMAmSt=411制成的乳液,优质课件,71,综合性能最佳。,优质课件,72,(2)反应温度应控制在7580。,优质课件,73,(3)适当添加交联剂可改善乳液性能。,优质课件,74,胶粘剂的制备,优质课件,75,1.1胶粘剂的制备1.1.1环氧丙烯酸醋的合成向装有温度计、搅拌器和冷凝管的三口烧瓶中加人一定量的丙烯酸、环氧树脂、催化剂、对苯二酚，在一定的温度下搅拌，反应2-3h后，得淡黄色透明钻稠液体(4)。1.1.2配制胶粘剂将环氧丙烯酸醋胶粘剂，甲基丙烯酸丁醋，氧化剂和其他添加剂混合并搅拌均匀制成A组分胶;将
10、环氧丙烯酸醋胶粘剂，甲基丙烯酸丁醋，还原剂混合搅拌均匀制成B组分胶。1.2性能测试1.2.1固化时间的测定在不粘纸上称取A,B组分各1g，将两组分混合均匀，从混合时观察计时，观察胶液放热至失去粘性，记下所需时间即为固化时间。1.2.2粘接剪切强度的测定取若干宽为25.0mm的不锈钢片，在钢片上量取长度为12.5mm，将A组分均匀涂于一钢片上，B组分涂于另一钢片上，然后按25.0mmx12.5mm的面积将两钢片粘接。将粘接好的钢片试样放置一定时间后，按国标GB6328-86测试粘接剪切强度。本实验按照国标采用单搭接方式测试粘接剪切强度，其优点是接头结构简单，制备方便，只有一个粘接破坏区，便于分析
11、。基材选用不锈钢试片，优点是该种金属硬度大，拉伸时不易变形(3)。1.2.3贮存时间的测定从配置好胶液后计时，在自然状态下定期观察胶液变化情况，直至所配制的胶粘剂凝固，记下所需时间即为贮存时间。2结果与讨论2.1氧化剂对A组分性能的影响氧化剂含量对A组分性能的影响如表1。从表1中可以看出，在氧化剂含量为0时胶液不发生固化，粘接剪切强度为0,贮存时间较长。加人氧化剂后，随着氧化剂含量增加，固化时间逐渐减小，粘接剪切强度增大，而贮存时间逐渐减小，由此可见氧化剂对胶粘剂性能的影响较大。氧化剂含量为0时由于不能发生氧化还原反应，不能发生固化，粘接剪切强度为0。加人氧化剂后，随着氧化剂含量的增加，在与还
12、原剂相混合时引发的自由基数量较多，根据自由基聚合反应理论，聚合物动力学链长与引发剂浓度平方成反比5，因此氧化剂含量较大时，胶粘剂固化反应所生成的聚合物平均相对分子量较大，从而使得粘接强度高，固化时间,优质课件,76,较短3。氧化剂对贮存时间的影响也较为明显，从180d以上逐渐减少到1d，这是由于有机过氧化物活性较高，在贮存过程中较易发生自身的分解，容易产生活性自由基，使胶粘剂发生自身固化，缩短了贮存时间。2.2还原剂对B组分性能的影响还原剂对B组分性能的影响如表2。从表2中可以看出随着还原剂含量的增加固化时间先降低后趋于稳定，粘接剪切强度逐渐减小，对贮存时间的影响不太明显，储存期可达半年以上。
13、还原剂含量在一定范围内增加，加速链引发速度，引起固化时间减小，当含量达到一定值时，固化时间基本稳定。还原剂对粘接剪切强度影响相对较大，使粘接剪切强度从7.22MPa减小到5.52MPa，这是由于随着还原剂含量的增加，固化速度逐渐加快，胶液的粘度不断变大，致使胶液流动性变差，阻碍了大分子链的形成，所生成的聚合物平均相对分子质量相对较小，使得胶粘剂粘接剪切强度变小。胺类还原剂相对较稳定，不易产生活性自由基引起胶粘剂发生自身固化，所以B组分胶液相对较稳定，易于长期贮存。考虑到上述氧化剂、还原剂对胶粘剂性能的影响，分别选取合适的氧化剂、还原剂含量配制胶液，测试温度及放置时间对胶粘剂性能的影响。,优质课
14、件,77,合成工艺,优质课件,78,合成工艺,优质课件,79,将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯,优质课件,80,按计量注入恒压漏斗中以备用;将十二烷基硫酸钠、OP-10、,优质课件,81,碳酸氢钠加入三口烧瓶中搅拌510 min,边搅拌边加入1/3,优质课件,82,的混合单体,搅拌510 min使单体充分乳化,此时可以看到,优质课件,83,三口烧瓶中小液滴开始增多,且没有颜色的变化;在恒温下,优质课件,84,开始滴加过硫酸铵和剩余的单体,乳液逐渐变成乳白色;剩,优质课件,85,下的原料在1. 5 h左右滴加完毕。升温到75左右恒温反,优质课件,86,应45 h,自然冷却到室温
15、,调节pH=810,在0. 045 MPa,优质课件,87,下抽残余单体,出料,即得产品。,优质课件,88,2性能检测,优质课件,89,1)固含量的测定取一定量的乳液称其质量为m0,在,优质课件,90,小于80下烘干,并称其质量为m1,则该乳液的固含量为,优质课件,91,m1/m0100%。,优质课件,92,2)黏度的测定用涂-4杯法测定。,优质课件,93,3)离子稳定性的测定取一定的乳液放置于试管中,而,优质课件,94,后加入3倍的5%的CaCl2溶液,充分振荡,使其完全混合,放,优质课件,95,置一段时间(至少36 h)后,观察是否分层,分层时间越长,说,优质课件,96,明越稳定。,优质课
16、件,97,4)剥离强度的测定取一定量的乳液涂在玻璃片上自,优质课件,98,然干燥成膜,要求膜的厚度要均匀一致。按照GB/T 2790-,优质课件,99,1995方法测定剥离强度。,优质课件,100,5)胶膜拉伸强度的测定取一定量的乳液,按照测剥离,优质课件,101,强度的方法制膜,在拉力实验机上进行测试。,优质课件,102,6)离心稳定性的测定取一定量的乳液放入试管中,放,优质课件,103,置于高速离心机上,以一定的转速旋转,一段时间后,若不分,优质课件,104,层则说明乳液离心稳定性良好,若分层则取上层清液作为实,优质课件,105,验用品。,优质课件,106,7)稀释稳定性的测定取一定量的乳液放置于试管中,优质课件,107,加入去离子水稀释至原浓度的1/5,放置一段时间(大于72,优质课件,108,h),看是否分层。分层时间越长,说明稀释稳定性越好。,优质课件,109,8)冻融稳定性的测定取一定量的乳液放置于烧杯中,优质课件,110,置于冰箱,调至零下4放置24 h。取出,室温下自然融化,优质课件,111,观察是否分层。反复进行上述实验(至少3次),出现分层,优质课件,112,优质课件,113,胶粘剂的防护措施,优质课件,114,优质课件,115,