丙烯酸酯类胶粘剂.ppt
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1、2007-4-82007-4-81 1第六章第六章 丙烯酸酯类胶粘剂丙烯酸酯类胶粘剂 本章主要内容本章主要内容6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法6.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂6.4 6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂6.5 6.5 厌氧型丙烯酸胶粘剂厌氧型丙烯酸胶粘剂2007-4-82007-4-82 2一.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
2、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 6.1 概概 述述2007-4-82007-4-83 3 6.1 6.1 概述概述二二.分类分类按强度分: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 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2007-4-82007-4-84 46.2 6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法(丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法(1 1)1.丙烯酸酯的直接酯化法 硫酸、对甲苯磺酸、磺酸型阳离
3、子树脂2.甲基丙烯酸酯的酯交换法如:2007-4-82007-4-85 56.2 6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法(丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法(2 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2007-4-82007-4-86 66.2 6.2 丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法(丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法(3 3)5.三元调节合成法类似的产品还有:2007-4-82007-4-87 76.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(1 1)一一.氰基丙烯酸酯胶粘剂的性能和特点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,
4、可在200-1000Pas 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。2007-4-82007-4-88 86.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(2 2)2.2.特点特点单剂型、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。
5、耐热性,耐久性不理想(未经改性仅在70-80度以下使用)。2007-4-82007-4-89 96.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(3 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。2007-4-82007-4-81010 二二.氰基丙烯酸酯胶粘剂的合成原理氰基丙烯酸酯胶粘剂的合成原理6.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(4 4)日本松本制药公司研制此法反应时间短,成本低。2007-4-82007-4-81111三三.氰基丙烯酸酯胶粘剂组成和固化原理:
6、氰基丙烯酸酯胶粘剂组成和固化原理:1.胶粘剂的胶粘剂的组成(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 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(5 5)2007-4-82007-4-81212(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: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 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂(氰基丙烯酸酯胶粘剂(6 6)2007-4-82007-4-8131
7、36.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(7 7)2.2.固化原理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。2007-4-82007-4-81414四四.氰基丙烯酸酯胶粘剂的制备氰基丙烯酸酯胶粘剂的制备 6.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(8 8)100100SOCl22007-4-82007-4-815156.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(9 9)五.氰基丙烯酸酯胶粘剂典型配方分析及配方技术胶粘剂典型配方分析及配方技术 典型配方分析典型配方分析:
8、配方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-5501003130.10.5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2007-4-82007-4-81616配方技术配方技术1)中烃基对胶的性能影响很大。6.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(1010)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34261931171823141115512金属、非金属的粘结医用医用2007-4-82007-4-817176.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘
9、剂(1 11 1)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。2007-4-82007-4-818186.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(1 12 2)六.氰基丙烯酸酯胶粘剂的改性胶粘剂的改性1.1.改善耐热性改善耐热性 氰基丙烯酸酯固化后是热塑性结构,
10、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。2007-4-82007-4-819196.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(1 13 3)2.2.改善耐水性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 3.3.改善耐冲击性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。2007-4-82007-4-820206.3 6.3 氰基丙烯
11、酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(1 14 4)4.4.降低刺激性和白化性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)。5.5.改善粘度改善粘度6.6.改善固化性:改善固化性:使用碱性底胶、加入皇冠醚、硅烷冠醚等。7.7.改善储存稳定性: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。2007-4-82007-4-821216.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(1 15 5)七.氰基丙烯酸酯胶粘剂配方实例胶粘剂配方实例502胶配方:组分:质量份 氰乙酸乙酯 126 二氯乙烷 80-100 甲醛 82 六氢吡啶
12、 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+0.52007-4-82007-4-822226.3 6.3 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂(1 16 6)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 3 KH-550偶联剂(2%乙醇溶液)少量 二氧化硫 微量 对苯二酚 微量2007-4-82007-4-82323(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
13、烯酸酯,最常用的是甲基丙烯酸甲酯(MMA);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 6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(1 1)2007-4-82007-4-82424 6.4 6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(2 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 2007-4-82007-4-825254.促进剂:(芳香)叔胺:N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、苄基二
14、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833等。6.4 6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(3 3)2007-4-82007-4-826266.4 6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(快速固化丙烯酸酯结构胶粘剂(4 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2007-4-82007-4-827276.4 6.4 快速固化丙烯酸酯结构胶
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