环境友好型丙烯酸酯结构胶的研究.pdf

综合管
环境友好型丙烯酸酯结构胶的研究
魏国才(上海康达化工新材料股份有限公司技术研究所,上海201704)
摘要:本文简述了第二代丙烯酸酯胶粘剂的研发现状及其
从上述的文献综述中可以看出,由于对环境保护和生产安
发展情沉,以文中研发目标为努力方向,着重研究了如何选用全性的要求越来越高,近些年来各公司争相研制低气味丙烯酸
低气味、低毒、低挥发性单体或预聚物研制高性能低气味丙斾酯胶粘剂。大仓エ业的丹下善弘和土肥秀美曾就低气味SCA
酸酯胶粘剂,并结合国外先进测试标准介绍了其主妥性能指标胶粘剂发表综述文章叫。我公司董事长陆企亭先生也曾就甲基
及性能测试方法等。
丙烯酸甲酯为主要单体的SGA结构胶的难点和技术关键提出
关鍵词:胶粘剂第二代丙烯酸酯类SCA:低气味;高性能过自己的看法即,即需要解决:(1)一个强有力的氧化还原引发
胶粘剂是一类广泛应用于各行业的精细化工产品,它的特体系:(2)一个決定固化产物基本性能的单体组合:(3)嵌段、接
点是发展迅速,应用面广,经济效益高,在工业、民用、医疗生枝顶聚物或高分子弾性体的制备与选用,及其固化过程中的物
和不事等领域都有着巨大的作用,是一个有广闹发展前景的行相变化:(4)胶液的快速固化与贮存稳定性之间矛盾的解決
业。内烯酸的詣基有很强的氢键性,氢键的存在使得大分子实际上,这四个关键技术是相互依存,相互关联,其至有相互矛
之间表现出了较强的作用カ,枯附强度高,所以被广泛用做胶盾的情况。为了制备低气味SCA结构胶粘剂,技术路线的设计
粘剂。
同样必须通盘考虑这四个方面的因素,才有可能研发出实用的
低气味SCA的优点就在于共其低气味的特性保证了用胶车具有生命力的配方。
间的空气质量,改善了劳动者的工作环境。特别是在冬、夏两
SCA胶枯剂的配方主要包括四个部分,即単体、高分子聚
季,室内必须采取一些必要的取暖、避暑措施,通风状况普遍较合物、引发体系和阻聚体系。因此,本次低气味SCA胶粘剂的
差,而且大多数客户车间内并没有非常有效的排风換气设备。研发就应首先从这四个方面着手,进行原料的筛选。同时,配
在这样的情况下,使用传统的SGA难免造成用胶车间内空气质
方的初步筛选将着重考察胶样的粘接强度、气味、表面干燥性
量差,甲基丙烯酸甲酯等单体挥发造成的刺鼻气味使操作员们
和固化时间这四项指标。对于符合要求的配方再进行配方的
难以忍受。新型低气味SGA便从根本上解決了这一问题。活
优化。
性单体是SGA胶中一个主要组份,它主要具有下述作用:
1.1单体
(1)溶解弹性体和其它组份;
在选择单体时应主要考虑到它们対弾性体和参与组份的
(2)与溶解其中的弹性体进行游离基连锁聚合反应形成弹
溶解能力、固化速度、玻璃化温度、粘接强度、阻燃性、气味及价
性体一活性单体的接枝共聚物;
格等困素。毫无疑问,甲基丙烯酸甲作为主单体还是较理想
(3)赋予SGA胶以良好的综合性能。
的,但是它的气味却令人不快。表2.1列出了一些低气味甲基
表1.1给出了部分单体的挥发性及莫味对比
表1.1部分单体的挥发性和臭味对比
丙烯酸系单体的性质。
表2.1一些低气味甲基丙烯酸系单体的性质
単体名称
挥发性
丙烯酸
味
表千性剪切强度稳定性「气味
甲基丙烯酸甲酯
甲基丙烯酸羟乙一般
高
苯乙烯
甲基丙烯酸羟丙酯
段
丙烯酸-2-乙氧基乙酯
甲基丙烯酸异冰片酯
般
乙二醇二中基丙烯酸酯
综上所述我们用甲基丙烯酸羟乙酯制得了低气味的SGA
基丙烯酸叫糠醇酯
胶粘剂,综合性能较好。
四乙二醇二丙烯酸酯
丙烯酸一2一羟乙酯
◇△△△O00O
甲基丙烯酸-2-苯氧基乙酯
乙氧化双酚A二丙烯酸
△△OO00
1.2高分子聚合物
作为增韧剂,高分子弹性体是SGA必不可少的重要成分之
。通常要求它含有易被引发剂激发的双键,以利于接枝聚
三缩结四乙二醇二甲基丙烯酸中酯
合。常用的弹性体有氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、聚氨、丙烯酸
注:挥发性:◇为易挥发,△为中等挥发,O为难挥发
酯橡胶、氯丁橡胶等。总之,在选用这些高分子聚合物进行试
味:为严重,△为中等,O为轻微。
验时,除了要考虑它们各自的性能,更重要的是要考虑这些高
1低气味丙烯酸胶配方设计基本原理
分子聚合物与选用的单体组合的相溶性。通过实验证明橡胶
2017年06月化ュ39
方方数据
综合管理
类的高分子弹性体的相溶性较差,为了产品达到更好的性能我
储存則
70土2℃条件下储存15小时未发生凝胶
们公司自制合成中间体,来满足产品需要。表2.2列出了弾性
以上所述是我公司目前的研究成果,根据公司的发展和定
体与甲基丙烯酸羟乙酯相溶性。
位我们以后会对低气味(无味)丙烯酸结构胶继续硏究,争取
表2.2弹性体与甲基丙烯酸羟乙酯相溶性
产品尽快投入市场。我们也对产品的性能提出了更高的要求
弹性体
相溶性
主要体现在:
ABS树脂
所达标
橡胶弹性体
测刘试标准
自制合成中间体
固化时间
固化时间在(3-60)分可调节
1.3引发体系
剪切烟按GB/T7124-208村应的?」「在保持月前胶性能的基础上剪
方法
切强度提高到(25-30)MPa
从基本原材料中我们介绍了几种常见的过氧化物,由于异
D4339-01(Standard Test
丙苯过氧化氢在反应性、安全性和存稳定性方面都比共他有「气味「 Method for Dete
Method for Determination of「轻微气味,仔细闻方可识別以
机过氧化物效果好,我们选择了异丙本过氧化氢。
the Odor of Adhesive)
至于无味
在促进剂选择方面我们采用多种促进剂配合共同作用。
表而干燥」表而干燥性的测试按照表而干燥「高表干:胶层完全固化,表而干
上
性级别划定
爽,不粘手
选取一些常用的促进剂中选取胺类和硫脲类作为我们的主促
注:表面干燥性
进剂
表面干燥性的测试按照表面干燥性级别划定。表面干燥
1.4阻聚体系
性级别
再阻聚剂体系的选择上我们采用了我公司目前第二代丙
(1)完全不表干:胶层与空气接触部分呈液态,可流淌.
烯酸皘胶粘剂阻聚剂体系,采用的酚类、醚类、醌类等复合阻聚
(2)不表干:胶层内部固化,但表面不干燥呈糊状,不流
剂,从而保证产品的固化时间,剪切强度不受影响的情况下
淌。用手触摸粘手,手上会附着胶液。
品的储存期在半年以上。
(3)低表干:胶层内部固化,表面较干燥,但不千爽。用手
1.5研究结果
触摸粘手,但手上不会附着胶液。犹如透明胶帯的胶面。
经长时间的实验,产品的综合性能的测试,我们目前研究
(4)高表干:胶层完全固化,表面千爽,不粘手。
结果如下:
气味
物料名称
A组份比例
胶液气味的测试方法参照美国材料与试验协会(ASTM)有
自制合成中间体
66.9%