室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的制备及性能分析

宋亚穷

摘要：室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的制备与性能分析，对提高室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的实际应用效果有促进作用。丙烯酸酯共聚物具有粘弹性、机械性和化学稳定性，因此，以异丙醇为溶剂，利用溶液聚合的方式，合成丙烯酸酯聚合物。结合室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的合成条件，对固化时间、粘结拉伸强度、稳定性等相关性能的影响进行分析，实验结果说明室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的定位时间为10min，在24h后可以达到最大强度，拉伸强度为23.47MPa，具有较好的耐水性以及油面粘结性能。

关键词：室温固化双组分;丙烯酸酯胶黏剂;制备;性能

基于室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂在氧化-还原体系的影响，会出现自由基交联固化的情况，所以，对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的制备工艺进行分析，对其实际应用领域拓展有促进作用。丙烯酸酯类粘合剂以单体和预聚物为主要成分，通过促进剂的应用，可实现快速固化。因此，结合室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的实际应用需求，对制备工艺与性能进行分析，可实现室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的应用水平提升[1]。

1室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的特点分析

丙烯酸酯具有双键的反应性，取代基的不同，聚合机理也存在一定的差异性。在过氧化物的影响下，丙烯酸酯会出现游离基聚合的情况。由于丙烯酸酯聚合物本身属于饱和化合物，所以，在热、光化学、氧化分解等方面有良好的耐受性，说明丙烯酸酯具有良好的稳定性[2]。因此，乙烯基单体容易出现共聚的特性，并改善聚合物的物性，以此为胶黏剂，其应用范围比较广泛。丙烯酸酯胶粘剂具有无毒害、无污染的特性，固含量比较高，粘度可以自由调节，具有一定的流动性，对提高粘合效果方面有积极作用。室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂可以在室温的状态下快速固化，定位时间比较快，而且，在双组分的特点下，可实现叠合粘结。室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的表面处理比较简单，不需要严格的表面处理，可应用于油面粘结。室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结强度比较高，强度在20MPa以上，韧性好，剥离强度以及冲击强度比较高。此外，室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的收缩性小，耐温性比较高，可以在-40℃-150℃的状态下使用。室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的固化反应包含共聚、接枝、嵌段、交联的自由基聚合过程，服从自由基连锁反应的基本规律[3]。

2室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的制备

2.1制备流程

室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的制备包含原料的准备、试剂合成与筛选、胶粘剂配置以及性能测试等内容，具体的制备流程如下：

2.2实验原料、仪器及操作

室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂制备阶段，预聚物包含双酚A型环氧丙烯酸酯EA、丙烯酸酯聚合物、聚酯型聚氨酯，单体材料包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺以及1，6-乙二醇二丙烯酸酯，选择异丙醇为溶剂，过氧化苯甲酰为引发剂，N，N-二甲基苯胺为促进剂。

仪器选择中包含JB300-D强力电动搅拌机、HHS电热恒温水浴锅、SHZ-D循环水式真空泵、501型电热鼓风干燥箱、WDW电子我万能试验机以及红外光谱仪。

2.3丙烯酸酯聚合物合成

丙烯酸酯聚合物是在带有冷凝管的四口烧瓶中，添加80%的异丙醇，并加热到80℃，加入MMA、BA以及BPO。温度80℃环境下，反应时间为0.5h，滴加MAA、NMA以及20%的异丙醇混合物。利用油浴、异丙醇的回流共同控制反应温度，将温度控制在82℃。在单体达到一定转化率后，可停止反应，减压蒸馏抽出溶剂异丙醇。转化率的测试是称取1g左右的样品，加入阻聚剂，并放入到150℃烘箱中，在质量不发生改变为止，獲得丙烯酸酯聚合物。

2.4胶粘剂的配制

利用双主剂型室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂体系，两个组分的主体材料比较类似，一个组分中添加过氧化物引发剂，另一个组分中加入促进剂。合成丙烯酸酯齐聚物、BPO、阻聚剂溶于丙烯酸类单体中，混合均匀后可获得组分A。环氧丙烯酸酯以及促进剂添加到丙烯酸类单体中，可获得组分B。

3室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的性能分析

3.1预聚物对附着力的影响分析

预聚物是室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂制备中的成膜物质，对胶膜附着力会产生直接的影响。因此，在对预聚物进行分析中，预聚物的含量为70%，稀释剂是利用甲基丙烯酸甲酯以及过氧化苯甲酰、N-二甲基苯胺为主要融合剂。在对稀释剂、引发剂、促进剂的含量进行调整的基础上，其占比分别为3%、1%、0.3%，提高预聚物的附着力性能。此外，酯基本身的极性对附着力的提升有促进作用，环氧丙烯酸酯的基团可以形成化学键，并与基材表面的氧原子、氢氧基团等发生化学作用，提高预聚物在基材表面的附着水平[4]。

3.2室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结性能分析

粘结性能与粘结强度有直接的关系，可通过拉伸强度来表示。粘结强度包含胶层内聚强度以及粘附强度，与胶粘剂组成、胶层厚度、被粘物的结构性质、表面状况等，对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结性能会产生直接的影响。室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的体系构成对胶粘剂室温固化的状态会产生直接的影响，在室温环境下，活性自由基会引发聚合反应，而且，引发剂与促进剂的协同，可提高室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结性能。确定选用过氧化苯甲酰、N，N-二甲基苯胺的氧化-还原体系后，对化合反应过程进行分析，可以发现氨中单原子的电子转移，可作用于苯甲酰氧基自由基。引发剂的用量为1%，促进剂的用量为0.06%，可保证室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的定位时间为10min。在配方质量不变的情况下，引发剂BPO为0.5%、1%、1.5%，胶粘剂的拉伸强度会出现变化，在BPO的用量为1%的状态下，室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的最大强度为14.21MPa。

从预聚物与室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结性能的角度进行分析，预聚物为EA，BPO的用量为1%，DMA的用量为0.3%，室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的拉伸强度为最优。

活性稀释剂是胶粘剂制备中的重要组成部分，对胶粘剂的综合性能会产生着环节的影响。单体的官能度与结构对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的相关性能会产生直接的影响。通过丙烯酸、甲基丙烯酸可提高室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结强度。预聚物的含量对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结性能方面也会产生影响，随着单体的实际用量增加，拉伸强度在达到极限值后会逐渐减小，预聚物的用量在70%的状态下，拉伸强度为19.47MPa。活性单体可利用环氧丙烯酸酯交联的网状大分子，提高室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘合强度。

硅烷偶联剂对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结性能会产生直接的影响，分子结构存在两种官能团，偶联剂的应用可以改善高分子材料与填料之间的粘结性能，并提高基材表面的粘合性。

耐水性对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的实际应用会产生直接的影响，所以，对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的耐水煮性能进行分析，在浸水状态下，常温浸泡24h下，粘结强度的保持率为85.2%，沸水煮1h后，强度保持率为78%，这说明室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂在热应力增加的状态下，拉伸强度会相对下降。油面粘结对室温固化雙组分丙烯酸酯胶粘剂的粘结性能会产生直接的影响，所以，在丙酮处理金属表面后，胶粘剂的粘结强度比较大，会随着固化时间的增长，拉伸强度也会增加。

结论：

基于附着力是室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的关键性能指标，对胶粘剂的附着力进行分析，有助于提高室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的实际应用效果。通过实验分析可以发现，室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的制备中，预聚物、单体以及促进剂对室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的附着力、稳定性以及粘结性等会产生直接的影响，所以，合理选择促进剂，并对制备工艺的规范性进行管理与控制，可实现室温固化双组分丙烯酸酯胶粘剂的综合性能提升。

参考文献：

[1]蒙嘉华，陈炳耀，彭小琴，姚荣茂，全文高.络合剂和阻聚剂对双组分丙烯酸酯胶性能影响的研究[J].化学与粘合，2021，43（02）：118-120+142.

[2]宋彩雨，孙明明，张斌，张绪刚，李坚辉，王磊，薛刚，赵明.聚氨酯丙烯酸酯的软/硬段比对紫外光固化胶粘剂性能的影响[J].中国胶粘剂，2020，29（04）：1-7+19.

[3]罗娟.纳米TiO_2改性环氧丙烯酸树脂光固化胶粘剂的制备与性能研究[J].中国胶粘剂，2019，28（09）：15-18.DOI：10.13416/j.ca.2019.09.005.

[4]孙东洲，吕虎，于国良，李岳，张智，孔宪志.室温固化丙烯酸酯胶粘剂粘结性能的研究[J].化学与粘合，2019，41（04）：273-274+307.