熱固型丙烯酸酯膠黏劑簡(jiǎn)介

熱固化丙烯酸酯膠黏劑是一種建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑，常和環(huán)氧樹(shù)脂和氨基甲酸酯膠黏劑處于競(jìng)爭(zhēng)地位，同時(shí)這一類(lèi)膠黏劑也具有獨(dú)到的特佳。雖然從20世紀(jì)60年代末它們就已經(jīng)商品化，但由手種種原因，熱固化丙烯酸酯膠黏劑市場(chǎng)仍將會(huì)快速增長(zhǎng)。

這些膠黏劑有著各種不同的名字:丙烯酸、第一代丙烯酸、第二代丙烯酸、改性丙烯酸、表面活化丙烯酸和蜜月膠等。向時(shí)它們還具有和厭氧膠相近的物理及化學(xué)特性，因此人們常常將兩者混淆，并未能正確認(rèn)識(shí)熱固化丙烯酸酯膠黏劑的優(yōu)異性能，以及它們的市場(chǎng)所存在的擴(kuò)張空間。

最初的丙烯酸酯膠黏劑稱(chēng)為"改性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠黏劑"，這些膠黏劑是通過(guò)彈性體和活性聚合物加強(qiáng)以獲得黏著力及耐久性的交聯(lián)的丙烯酸單體。然而，重大的突破出現(xiàn)在1974年，杜邦公司以Cavalon商品名推出了第二代丙烯酸酯膠黏劑。第二代丙烯酸酯膠黏劑使用氯磺化聚乙烯和其他相關(guān)組分作為增韌劑。這使得剝離強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度大大提高，由于應(yīng)力向橡膠相有效轉(zhuǎn)移，使得耐久性和可靠性增加。

(1)第一代丙烯酸酯膠黏劑

第一代丙烯酸酯膠黏劑(first genertation acrylits，F(xiàn)GA)是美國(guó)EASTMAN公司在1955年合成一系列乙烯類(lèi)化合物時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)其黏性的。它主要由丙烯酸系單體、催化劑、彈性體(丙烯腈橡膠或丁二烯橡膠等)組成。彈性體分散在丙烯酸系聚合物中。這種膠黏劑雖然有高的剪切強(qiáng)度，但剝離強(qiáng)度、彎曲和抗沖擊等強(qiáng)度較低，固化速率慢，因此在早期并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。研究者們加入各種橡膠進(jìn)行改性，改善了其剝離強(qiáng)度，開(kāi)發(fā)出了第二代丙烯酸酯膠黏劑，簡(jiǎn)稱(chēng)為SGA。

(2)第二代丙烯酸酯膠黏劑

第二代丙烯酸酯膠黏劑(second generation acrylic8，SGA)是以甲基丙烯酸酯自由基接枝共聚為基礎(chǔ)的雙組分室溫固化膠黏劑。該膠黏劑操作方便，常溫下即可快速發(fā)生聚合反應(yīng)并固化，可油面粘接，耐沖擊、抗剝離，粘接綜合性能優(yōu)良，被粘接材料廣泛，因此從20世紀(jì)70年代中期問(wèn)世至今30多年，已經(jīng)在汽車(chē)、鐵路、電機(jī)、建筑、船舶、家具制造等行業(yè)大顯身手。SGA從組成上講與FGA基本相同，但是單體在聚合過(guò)程中會(huì)與彈性體發(fā)生接枝聚合，這一點(diǎn)是它區(qū)別于第一代丙烯酸酯膠黏劑的地方，也是其性能得以改進(jìn)的重要原因。

優(yōu)點(diǎn):

1、快速可控制固化

2、可應(yīng)用于較惡劣粘接表面

3、高剝離強(qiáng)度和耐沖擊性能

4、具有較好的耐濕氣和耐候性

5、無(wú)需精密混合

6、100%固含量

7、對(duì)于包括塑料和許多化合物都具有較好的粘接強(qiáng)度

8、使用方法較多

缺點(diǎn):

1、單體有氣味且易燃

2、膠層要求很薄

3、受氧氣抑制

4、在某些塑料基材上可能引起應(yīng)力開(kāi)裂

5、 對(duì)極性、強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液耐受性有限

6、對(duì)于鋅粘接表面可能需要底涂層

7、可使用的上限溫度有限(120℃)

1、應(yīng)用和固化性能

熱固化丙烯酸酯膠黏劑有三種使用方法。

第一種，和普通的雙組分膠黏劑的使用方法相同。使用時(shí)雙組分通過(guò)手工或自動(dòng)計(jì)量混合設(shè)備混合。混合比例一般從(1:1)~(20:1)。這些膠黏劑可以調(diào)整出不同的誘導(dǎo)時(shí)間，從幾分鐘到幾小時(shí)不等。在誘導(dǎo)期內(nèi)無(wú)成膜或固化發(fā)生。

第二種方法是使用表面活化劑。膠黏劑的一個(gè)組分為配方中的基礎(chǔ)聚合物(聚合物和增韌劑)和部分自由基反應(yīng)物;另一個(gè)組分含有活化劑溶液?；罨瘎┦┯谡辰踊牡囊幻?，溶劑揮發(fā)。活化劑最終可以形成元黏性的膜，或仍保持液體狀態(tài)，這由所使用的活化劑的化學(xué)性質(zhì)決定。在真正實(shí)施粘接之前，活化劑可以保存相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。基礎(chǔ)組分施于粘接基材的另一面，然后將兩者和在一起，開(kāi)始發(fā)生聚合，形成粘接。

第三種方法很少使用，稱(chēng)為A/B或"蜜月"方式，組分A施于粘接基材的一側(cè)，組分B施于粘接基材的另一側(cè)，然后合攏，開(kāi)始聚合，形成粘接。較薄的粘接區(qū)域有利于熱固化丙烯酸膠黏劑的固化，尤其對(duì)于第二種和第三種粘接方法。0.25mm厚的粘接層可以獲得優(yōu)異的性能。0.25mm以上的粘接層厚度也能獲得合理的粘接性能。這其中的原因可能如下:

①相對(duì)較大的表面積可以使粘接快速初始化，發(fā)生聚合;

②降低速度，使氧氣進(jìn)入膠黏劑，從而抑制了聚合。

2、使用性能

反應(yīng)型丙烯酸酯膠黏劑的一個(gè)杰出性能就是優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，包括拉伸一剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度，同時(shí)可以粘接多種基材。在粘接塑料的時(shí)候，往往是粘接基材破壞發(fā)生在粘接失敗之前。

可以粘接的材料包括:金屬，如鋼、鋁、銅等，許多金屬由于對(duì)自由基固化機(jī)理存在催化作用，所以會(huì)加速熱固化丙烯酸酯膠黏劑的固化速率，鋅表面的情況有所不同，需要進(jìn)行表面處理，來(lái)提高粘接性能;對(duì)于塑料材料，如ABS、丙烯酸酯、聚碳酸酯、剛性PVC、尼龍、酚醛、增強(qiáng)塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等。

人們發(fā)現(xiàn)，有些彈性體，如低表面能塑料，屬于難粘材料，然而3M公司的一種熱固化丙烯酸膠黏劑可以粘接許多低表面能塑料，包括各種級(jí)別的聚丙烯、聚乙烯和熱塑性聚烯烴一而不需要進(jìn)行表面預(yù)處理，有些塑料如丙烯酸酯和ABS在暴露于過(guò)量的溶劑.、活化劑和單體時(shí)，很容易受到應(yīng)力破壞，對(duì)于這些膠黏劑，所建議的最高使用溫度上限為120℃，通過(guò)添加環(huán)氧樹(shù)脂可以使它們的使用溫度提高到175℃，低溫性能可以達(dá)到40℃，丙烯酸化合物的最大優(yōu)點(diǎn)是耐潮濕性和耐候性，這些膠黏劑在惡劣的環(huán)境中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐受性。有試驗(yàn)表明，暴露于95%相對(duì)濕度和40℃的溫度下100h的不銹鋼的粘接材料仍保持著90%的粘接強(qiáng)度，熱固化丙烯酸酯膠黏劑對(duì)于許多工業(yè)化學(xué)品具有中度的耐受性，但極性溶劑例外，比如丙酮、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液。

熱固化丙烯酸酯膠黏劑的一個(gè)令人感興趣的優(yōu)點(diǎn)是，它們可以粘接部分污染的表面。對(duì)于一些未進(jìn)行預(yù)處理的表面，如油性鋼材表面，它們?nèi)匀荒軌蛱峁┖芎玫恼辰訌?qiáng)度。人們推測(cè)，油可能分散到聚合物內(nèi)并且充當(dāng)增塑劑，這是一個(gè)十分有特色的優(yōu)勢(shì)，可能粘接大表面積的鋼材，它們表面往往有油，這不像以前的那些粘接體系，必須先清除表面油。

氣味:無(wú)

儲(chǔ)存期/年:1

固化時(shí)間(25℃)/min:18

拉伸剪切強(qiáng)度/MPa:27

利用丙烯酸環(huán)氧酯和烯類(lèi)單體制備了室溫快速固化的結(jié)構(gòu)膠。該產(chǎn)品具有明顯的"兩快一高"的特點(diǎn)，特別適合快速粘接使用。

采用復(fù)合穩(wěn)定劑制得貯存穩(wěn)定且比例接近的兩組分膠液，解決了目前乙烯酯類(lèi)產(chǎn)品樹(shù)脂和引發(fā)劑及促進(jìn)劑比例差別大且必須在現(xiàn)場(chǎng)添加的不足。