CN104449457B - 用于惰性材料粘接的底胶促进剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于惰性材料粘接的底胶促进剂及其制备方法，该促进剂的各组分的重量份数为：氟橡胶100份，引发剂0.5~5份，丙烯酸酯单体0.5~2份，含氟单体0.1~0.5份，溶剂100~500份，交联剂0.005~0.01份。其制备方法：按照重量配比称取各组分；将氟橡胶溶解于第一部分溶剂中，加入到反应釜中，加热，滴加第一引发剂，搅拌1~3h；滴加由第二引发剂、第二部分溶剂、丙烯酸酯单体和含氟单体配成混合溶液，反应3~7h，停止搅拌，冷却至室温，出料后，与交联剂进行混合。本发明不会对基材造成破坏也不会危害人体，能够与惰性材料、丙烯酸酯胶粘剂均具有较好的相容性，大幅度提高惰性材料的粘接强度。

Description

用于惰性材料粘接的底胶促进剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及底胶促进剂领域，特别是涉及一种用于惰性材料粘接的底胶促进剂及其制备方法。

背景技术

惰性材料，又称为低表面能材料，是指表面能低于30mN/m，普通胶粘剂难以粘接的材料。例如环氧胶粘剂粘接钢板等材料时性能十分优异，但是对于惰性材料却无法粘接。惰性材料主要包括聚丙烯、聚乙烯及含氟材料。这些材料用途广泛，在许多领域更无法被别的材料所代替。因此，解决这一类材料的粘接问题具有很高的科研价值和经济效益。

目前，对于惰性材料的粘接，一般需要进行表面预处理，最常用表面预处理的方法有三种：一是电晕处理法，是利用高频率高电压在惰性材料表面电晕放电，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基而使聚合物发生交联，表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性；二是等离子处理法，主要是利用等离子体中的活性粒子（主要有Ar、O₂、N₂和NH₃等气态等离子）进攻材料表面，迫使材料表面的化学键打开，与活性自由基反应，形成羧基、羟基和胺基等活性官能团，从而提高惰性材料的表面活性；三是底胶促进剂法，一般而言，底胶并没有粘接性能，但是含有极性基团和非极性基团。极性基团分布在胶粘剂一侧，非极性基团分布在惰性材料一侧。底胶处理以后，惰性材料表面形成含极性基团的过渡层，胶粘剂的粘接强度大幅度提高。

但三种处理方法均具有较大的弊端，电晕处理法和等离子处理法对于基材对造成永久性破坏，并且需要特定的处理设备。而一般的底胶促进剂的有效成分为三苯基膦、乙酰丙酮钴等含有剧毒的物质，对人体危害较大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于惰性材料粘接的底胶促进剂及其制备方法， 不会对基材造成破坏也不会危害人体，能够与惰性材料、丙烯酸酯胶粘剂均具有较好的相容性，大幅度提高惰性材料的粘接强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于惰性材料粘接的底胶促进剂，该促进剂包含的组分和各组分的重量份数为：

氟橡胶 100份，

引发剂 0.5~5份，

丙烯酸酯单体 0.5~2份，

含氟单体 0.1~0.5份，

溶剂 100~500份，

交联剂 0.005~0.01份。

在本发明一个较佳实施例中，所述的氟橡胶主链上含有CH₂或CH基团，为引发剂提供必要的活性点，便于氟橡胶脱氢形成活性中心。

在本发明一个较佳实施例中，所述的引发剂包括第一引发剂和第二引发剂。

在本发明一个较佳实施例中，所述的第一引发剂和第二引发剂均为过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二异丙苯和过氧化叔丁基中的至少一种，在含氟橡胶上形成活性中心。

在本发明一个较佳实施例中，所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、环氧丙烯酸酯中的至少一种，其作用是作为接枝单体，提供必要的官能团，提高与基材和胶粘剂的结合牢度。

在本发明一个较佳实施例中，所述的含氟单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸十三氟庚酯中的至少一种，提高接枝的丙烯酸酯单体和氟橡胶的相容性。

在本发明一个较佳实施例中，所述的溶剂为乙酸乙酯、甲苯和乙酸丁酯中的两种的混合溶剂，作为氟橡胶、引发剂和接枝单体的溶解溶剂，带走多余的反应热。

在本发明一个较佳实施例中，所述的交联剂为乙酰丙酮化合物、异氰酸酯和金属盐类中的一种，提高底胶促进剂的内聚强度。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种用于惰性材料粘接的底胶促进剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照重量配比称取各组分；

（2）将氟橡胶溶解于第一部分溶剂中，加入到反应釜中，加热至90~200℃，压力为常压~12MPa，滴加第一引发剂，搅拌1~3h；

（3）滴加由第二引发剂、第二部分溶剂、丙烯酸酯单体和含氟单体配成混合溶液，反应3~7h后，停止搅拌，冷却至室温，出料后，与交联剂进行混合后即可。

在本发明一个较佳实施例中，所述的第一部分溶剂占溶剂的总重量的60%~91%。

本发明的有益效果是：

1、本发明不会对基材造成破坏也不会危害人体，能够与惰性材料、丙烯酸酯胶粘剂均具有较好的相容性，大幅度提高惰性材料的粘接强度；

2、本发明中的主链部分含氟橡胶具有较低的表面能，可以在惰性材料表面充分浸润，特别是与含氟材料的相容性极佳，成膜性好；

3、本发明中的支链部分丙烯酸酯聚合物具有较好的柔性，与胶粘剂有良好的相容性，支链部分的官能团可以与胶粘剂中的官能团形成化学键作用，提高胶粘剂和惰性材料的粘接牢固程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明用于惰性材料粘接的底胶促进剂的作用原理图；

附图中各部件的标记如下：1、胶粘剂，2、底胶促进剂，3、惰性材料。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

按照重量配比称取各组分；将100份氟橡胶溶解于200份溶剂中，溶剂为乙酸丁酯和甲苯重量配比为1:1的混合溶剂，加入到反应釜中，加热至120℃，压力为1MPa，滴加含1份过氧化二苯甲酰引发剂溶液，搅拌3h，滴加由0.5份过氧化二异丙苯引发剂、20份溶剂、1份丙烯酸羟乙酯、1份丙烯酸六氟丁酯配成的混合溶液，反应7h后，停止搅拌，冷却至室温，出料后，与0.005份乙酰丙酮铝的溶液进行混合后得到底胶促进剂。

实施例2

按照重量配比称取各组分；将100份氟橡胶溶解于150份溶剂中，溶剂为乙酸丁酯和甲苯重量配比为3:2的混合溶剂，加入到反应釜中，加热至150℃，压力为5MPa，滴加含1份过氧化二异丙苯的引发剂溶液，搅拌1h，滴加由0.5份过氧化二苯甲酰引发剂、100份溶剂、1份丙烯酰胺和1份丙烯酸三氟乙酯配成的混合溶液，反应7h后，停止搅拌，冷却至室温，出料后，与含0.01份异氰酸酯溶液进行混合后得到底胶促进剂。

实施例3

按照重量配比称取各组分；将100份氟橡胶溶解于400份溶剂中，溶剂为乙酸丁酯和甲苯重量配比为3:2的混合溶剂，加入到反应釜中，加热至200℃，压力为12MPa，滴加含2份过氧化叔丁基的引发剂溶液，搅拌3h，滴加由1份过氧化二异丙苯引发剂、0.5份丙烯酰胺、0.5份丙烯酸羟乙酯和0.5份丙烯酸十二氟庚酯配成的混合溶液，反应3h后，停止搅拌，冷却至室温，出料后，与0.008份含金属盐类的交联剂溶液进行混合后得到底胶促进剂。

实施例1~实施例3中的底胶促进剂与丙烯酸酯胶黏剂配合使用的测试性能如下：

将实施例1~实施例3的底胶促进剂涂抹于惰性材料需被粘接的区域，将丙烯酸酯压敏胶带贴于被粘接的区域，用力按压5秒后，将样品放置一段时间进行持粘性，剥离力的测试。

持粘力测试按照GBT 4851-1998 压敏胶粘带持粘性试验方法，

剥离力测试按照GBT 2792-1998 压敏胶粘带180°剥离强度试验方法。

剪切强度的测试根据GB/T7124-2008进行。

表1

本发明不会对基材造成破坏也不会危害人体，能够与惰性材料、丙烯酸酯胶粘剂均具有较好的相容性，可以大幅度提高惰性材料的粘接强度；本发明中的主链部分含氟橡胶具有较低的表面能，可以在惰性材料表面充分浸润，特别是与含氟材料的相容性极佳，成膜性好；本发明中的支链部分丙烯酸酯聚合物具有较好的柔性，与胶粘剂有良好的相容性，支链部分的官能团可以与胶粘剂中的官能团形成化学键作用，提高胶粘剂和惰性材料的粘接牢固程度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于惰性材料粘接的底胶促进剂，其特征在于，该促进剂包含的组分和各组分的重量份数为：

氟橡胶 100份，

引发剂 0.5~5份，

丙烯酸酯单体 0.5~2份，

含氟单体 0.1~0.5份，

溶剂 100~500份，

交联剂 0.005~0.01份；

其中，所述的氟橡胶主链上含有CH₂或CH基团。

2.根据权利要求1所述的用于惰性材料粘接的底胶促进剂，其特征在于，所述的引发剂包括第一引发剂和第二引发剂。

3.根据权利要求2所述的用于惰性材料粘接的底胶促进剂，其特征在于，所述的第一引发剂和第二引发剂均为过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二异丙苯和过氧化叔丁基中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的用于惰性材料粘接的底胶促进剂，其特征在于，所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、环氧丙烯酸酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的用于惰性材料粘接的底胶促进剂，其特征在于，所述的含氟单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟庚酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸十三氟庚酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的用于惰性材料粘接的底胶促进剂，其特征在于，所述的溶剂为乙酸乙酯、甲苯和乙酸丁酯中的两种溶剂所组成的混合溶剂。

7.根据权利要求1所述的用于惰性材料粘接的底胶促进剂，其特征在于，所述的交联剂为乙酰丙酮化合物、异氰酸酯和金属盐类中的一种。

8.根据权利要求1所述的用于惰性材料粘接的底胶促进剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照重量配比称取各组分；

（2）将氟橡胶溶解于第一部分溶剂中，加入到反应釜中，加热至90~200℃，压力为常压~12MPa，滴加第一引发剂，搅拌1~3h；

（3）滴加由第二引发剂、第二部分溶剂、丙烯酸酯单体和含氟单体配成混合溶液，反应3~7h后，停止搅拌，冷却至室温，出料后，与交联剂进行混合后即可。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的第一部分溶剂占溶剂的总重量的60%~91%。