刘玉真， 张丽华， 陈党团(中北大学化学工程系，山西省太原市030051)



    0 前言

    快固胶因其具有固化速度快的特点，能够适应快速机械自动化操作，符合现代制造工业高速化的要求Dl。环氧丙烯酸醋胶粘剂使用自由基引发剂引发链聚合反应，可快速固化[1，2]。采用氧化还原引发方式时，一般是将胶粘剂制成双组分胶，把容易在室温下发生氧化还原的氧化剂和还原剂分开贮存，当使用胶粘剂进行胶接时再将两组分胶混合，便能使胶粘剂在短时间内发生固化，双组分胶粘剂具有性能可调、对被粘接面预处理要求宽松、粘接适用范围较广等优点[3]。

    作者 采 用 有机过氧化物作为氧化剂，胺类化合物作为还原剂，研究了氧化剂、还原剂对双组分环氧丙烯酸醋胶粘剂的固化时间，粘接剪切强度，贮存稳定性的影响;并考虑了温度对环氧丙烯酸醋胶粘剂性能的影响。

    1 实验部分

    1.1 原料

    环氧 树 脂 E-44:星辰化工无锡树脂厂;丙烯酸、对苯二酚、甲基丙烯酸丁醋均为分析纯;催化剂:自制;铁片为工业品。

    1.2 实验方法

    1.2.1 胶粘剂的制备

    (1) 合 成 环氧丙烯酸醋

     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，得淡黄色透明粘稠液体[4]。

    (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，阻聚剂和其他添加剂混合并搅拌均匀制成A组分胶;将环氧丙烯酸醋胶粘剂，甲基丙烯酸丁醋，还原剂等混合搅拌均匀制成B组分胶。

    1.2.2 性能测试

    (1) 合 成 环氧丙烯酸树脂的表征用SPECORD75型红外光谱仪，绘制IP曲线。

    (2) 固 化 时间的测定

    在不 粘 纸 上称取A,B组分各lg，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。

    (3) 剪 切 强度的测定

    按国 标 G B6 328-1986测试粘接剪切强度。

    (4) 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 实验结果与讨论

    2.1 环权树脂与环舰丙烯酸酷的红外光谱



    比较环氧树脂与环氧丙烯酸醋预聚物的谱图可看出:图2上1510cm-1,83cm-1，附近的对位取代的苯环吸收峰和1248cm-1，附近的脂肪芳香醚键的吸收峰仍然保留，915cm-1，附近的环氧树脂环氧基特征吸收峰消失，而在1608cm-1 ,1408cm-1，附近出现了双键特征吸收峰，1725cm，处出现酷基特征吸收峰，证明环氧树脂已基本转化为环氧丙烯酸醋。

    2.2 权化荆对A组分性能的影响

    氧化剂含量对A组分性能的影响如图3,4。





    从图3,4中可以看出，随着氧化剂含量增加，固化时间逐渐减小，剪切强度增大。这是由于随着氧化剂含量的增加，在与还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阎，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质量较大，从而使得粘接强度高，固化时间较短1310氧化剂对贮存时间的影响也较为明显，随着氧化剂含量的增加，贮存时间从180d以上逐渐减少到Id，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。

    2.3 还原剂对日组分性能的影响

    还原 剂 对 B组分性能的影响如图5,6。





    从图5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，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。还原剂对剪切强度影响相对较大，当还原剂从2%增加到10%,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分子量相对较小，使得胶粘剂剪切强度变小。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，储存期均可达半年以上，并且随还原剂含量的增加变化不明显。

    2.4 温度对胶粘剂性能的影响

    温度对胶粘剂固化时间与剪切强度的影响如图7,8。





    从图7可以看出温度对固化时间的影响较大，随着温度的升高固化时间减小较快。这是由于温度对聚合速率影响较大，温度升高速率常数增加，聚合速率加快阎，形成大分子链的速度加快，从而使固化时间大大缩短。从图8看出随着温度的升高，剪切强度明显增大，从实验中观察温度较低时在粘接好的样品表面还留有未固化的胶液，这是因为温度较低时不利于氧化还原反应的进行，不利于胶液的固化。将粘接好的试样置于温度较高环境中时，聚合反应速度加快，有利于聚合形成较长的分子链，同时随着聚合物分子链增长，分子链之间的缠结点增多[3]，增大了两钢片之间的粘接力，从而提高了剪切强度。

    3 结论

    采用氧化还原方式固化的室温快固型双组分环氧丙烯酸醋胶粘剂在选择氧化剂、还原剂时，综合考虑固化时间、粘接剪切强度和贮存时间，氧化剂选择3.6%为宜，还原剂选择6%较为合适。固化温度较高时胶粘剂的性能较好。



    参考文献

    [1]凌爱莲，颜可，桑洪勋，等.快固型胶粘剂的研制田.中国胶粘 剂 ，2002,11(5):1-5

    [2]李鸿图，徐忠斌，李学忠.室温快固需氧丙烯酸醋胶粘剂的研 究 [J].中国胶粘剂，1999,8(5);9-12

    [3]张丽华，李学娟.室温快固型双组份胶粘剂配方研究[J].化工时刊2004,18(3);47一9

    [4]王德中.环氧树脂生产与应用[M].北京:化学工业出版社，2 00 1

    [5]王久芬，胡国胜.高分子化学[M].北京:兵器工业出版社，1995 ,5 8-71