CN108129993B - 一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶 - Google Patents

一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶，包括A、B两个组份,其中A组分的构成包括：甲基丙烯酸、丙烯酸酯类单体、一类增韧剂和二类增韧剂、还原剂、稳定剂、表面处理剂；B组分的构成包括：氧化剂、环氧树脂、增塑剂，填料和颜料；将上述将A、B两组分按体积比为10:1组成，搅拌均匀，即得所述丙烯酸酯结构胶黏剂。本发明生产的丙烯酸酯结构胶黏剂除了对ABS塑胶合金、电泳ED层、阳极氧化铝等常规材料粘接性优良外，也特别适用于锌合金这种笔记本bonding行业新型材料的粘接。

Description

一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶
技术领域
本发明涉及一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶黏剂的制备方法，属于胶黏剂技术领域。
背景技术
丙烯酸酯结构胶具有室温快速固化、韧性好粘接材料广泛等诸多优点，广泛应用于电子电器等行业的结构件粘接。尤其在笔记本组结构件组装行业中更是起着不可替代的作用，伴随着笔记本行业更新换代的速度越来越快，各种新型结构件材料也层出不穷。其中锌合金材料以成型温度低、加工精度高、表面质量好、生产效率快等优势成为笔记本组装行业备受关注的材料。但是锌合金材料也存在稳定性差、抗腐蚀性能不佳的缺点，目前市面上大多数丙烯酸酯结构胶，在bonding锌合金结构件时都出现粘接强度大幅度下降现象，影响了笔记本整机组装后可靠稳定性，因此对锌合金的粘接用的结构胶提出了更高的要求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶黏剂的制备方法，本发明的丙烯酸酯结构胶具有室温快速固化、韧性好粘接材料广泛等诸多优点，特别的本发明的丙烯酸酯结构胶也适用于锌合金这一新型结构件材料的粘接。可广泛应用于笔记本、手机等组装行业中。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种丙烯酸酯结构胶，由A组分和B组分按体积比为10:1组成；
其中所述的A组分按重量份计包括：甲基丙烯酸1～10份、丙烯酸酯单体30～60份、一类增韧剂15～40份，二类增韧剂10～30份、还原剂0.6～1.8份、稳定剂0 .05～0 .2份、表面处理剂0.05～0.3份；
所述的B组分按重量份计包括：氧化剂20～50份、环氧树脂20～40份、增塑剂30～50份、填料1～8份、颜料0.05～0.8份；
本发明的有益效果是：本发明的丙烯酸酯结构胶具有出胶顺畅，混胶均匀，可适用于0.4mm针头点胶，并且点胶后胶条具有较高的触变，适合窄边框的粘接。胶层固化后具有韧性好，对铝合金、镁合金、各种塑胶合金粘接性好的优点，可广泛应用电子组装行业中。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
所述丙烯酸酯单体为：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯的一种或两种以上混合。
进一步，在筛选丙烯酸酯单体时，根据单体的活性不同，高活性丙烯酸酯单体优选甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种组合物，活性适中的丙烯酸酯单体优选甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸羟乙酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种组合物。
采用上述进一步方案的有益效果是，高活性单体可以提高较快的反应速度，同时固化后胶层的表干较好。选用活性适中的丙烯酸酯单体，为了获得适当的反应速度，避免混胶过程中胶水在混合器因停顿而发生阻塞，影响正常使用的情况。
进一步，所述一类增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段高聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的一种或两种以上混合;二类增韧剂为聚丁二烯橡胶、端羧基丁腈橡胶（CTBN）、端乙烯基丁腈橡胶（VTBN）和端环氧基丁腈橡胶（ETBN)中的一种或两种以上混合。
采用上述进一步方案的有益效果是，一类增韧剂可以提高固化体系的本体强度，增加胶层的交联密度。二类增韧剂分子内部含有双键结构，也可参与自由基的固化交联反应，与一类增韧剂交联固化点形成互相贯穿的无规网络结构，吸收外部应力，降低胶层模量。从而有效提高胶层的韧性及对各种极性基材的粘接力。
进一步，所述还原剂为四甲基硫脲、N ,N-二甲基对甲苯胺、N ,N-二羟乙基对甲苯胺、丁醛与苯胺缩合物胺、三苯基膦或二氨基硫酰中的一种或两种以上混合。
采用上述进一步方案的有益效果是，还原剂的引入有效加快两组分混合后在室温下的反应速度，使得固化物在3-5min即可达到初期的粘结强度，从而满足快速定位的组装工艺需求。
进一步，所述的稳定剂为硫代二苯胺、对羟基苯甲醚、对叔丁基邻苯二酚、乙二胺四乙酸四钠中的一种或两种以上混合。采用上述进一步方案的有益效果是，在不影响固化速度与固化程度的前提下，延长A组分对温度、金属离子等的存储稳定性。
进一步，所述的A组分中所述的表面处理剂的各组分质量比为：（硝酸铬或磷酸铬中一种或两种组合）：硫酸钠：（草酸或柠檬酸中一种或两种组合）=（1.0～2.5）：（0.6～1.2）：1。采用上述进一步方案的有益效果是表面处理剂组合物可在锌合金表面形成一定强度的表面保护膜，相比单纯和锌合金表面而言，在微观上形成化学键的作用力更强，宏观上则表现为粘接强度更高。
进一步，B组分中所述的填料为硅微粉或气相硅中的一种或两种以上混合。所述的颜料为炭黑。采用上述进一步方案的有益效果是，所选用的上述无机填料在提供B组分一定粘度和触变的同时，适合不同的点胶工艺需求。B组分所选用的颜料为炭黑，目的是区别于A组分的颜色，有利于观察两组分是否混合均匀。
进一步，B组分中所述的氧化剂为：过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰或者异丙苯过氧化氢中的一种或任意几种混合物。所述的环氧树脂为E51或者E44中的一种或两种混合。所述的增塑剂为邻苯二甲酸烷基苄酯。
采用上述进一步方案的有益效果是，上述环氧树脂或增塑剂起到有机载体的作用，并且不与氧化剂反应，为相对稳定的体系。特别的邻苯二甲酸烷基苄酯选用烷基链更长的C12烷基苄酯，优点是不存在分子迁移现象，使得B组分在存储过程中粘度触变更加稳定。
A组分的制备工艺为：首先加入1～10份甲基丙烯酸、30～60份丙烯酸酯类单体、一类增韧剂15～40份，二类增韧剂10～30份，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状；再依次加入0.6～1.8份还原剂、0 .05～0 .2份稳定剂、0.05～0.3份表面处理剂，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分。特别的整个搅拌过程中，反应釜中物料温度要控制在10-25℃；
B组分的制备工艺为：称取20～50份氧化剂加入到20～40份环氧树脂和30～50份增塑剂的混合物中，充分浸润24h以后，三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入1～8份填料和0.05～0.8份颜料，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分。特别的整个三辊研磨和搅拌过程中，确保控制物料温度在10-25℃范围内。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，表面处理剂组成为：
磷酸铬：硫酸钠：草酸=1.6：0.8：1
具体制备步骤为：
A组分的制备工艺为，清洗反应釜。首先加入甲基丙烯酸10g、甲基丙烯酸甲酯42g、甲基丙烯酸羟乙酯15g、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯6g、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 38g、端羧基丁腈橡胶（CTBN）14g，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状，再依次加入四甲基硫脲0.8g、N ,N-二甲基对甲苯胺0.5g、对苯二酚0.07g、乙二胺四乙酸四钠0.09g、表面处理剂0.13g，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分。特别的整个搅拌过程中，反应釜中物料温度要控制在10-25℃。
B组分的制备工艺为，称取过氧化苯甲酰6g、异丙苯过氧化氢3.5g、加入到12g E51中和14g邻苯二甲酸烷基苄酯的混合物中，充分浸润24h以后。三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入硅微粉3g，炭黑0.15g，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分。特别的整个三辊研磨和搅拌过程中，确保控制物料温度在10-25℃范围内。
实施例2
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中，表面处理剂组成为：
磷酸铬：硫酸钠：柠檬酸=1.8：0.7：1
具体制备步骤为：
A组分的制备工艺为，清洗反应釜。首先加入甲基丙烯酸8g、甲基丙烯酸四氢呋喃酯38g、甲基丙烯酸羟丙酯20g、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯7g、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 32g、聚丁二烯橡胶21g，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状，再依次加入N ,N-二羟乙基对甲苯胺1g、三苯基膦0.2g、对羟基苯甲醚0.11g、硫代二苯胺0.05g、表面处理剂0.10g，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分。特别的整个搅拌过程中，反应釜中物料温度要控制在10-25℃。
B组分的制备工艺为，称取过氧化月桂酰8g、异丙苯过氧化氢4g、加入到8g E44中和18g邻苯二甲酸烷基苄酯的混合物中，充分浸润24h以后。三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入硅微粉2.5g，炭黑0.15g，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分。特别的整个三辊研磨和搅拌过程中，确保控制物料温度在10-25℃范围内。
实施例3
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其中，表面处理剂组成为：
硝酸铬：硫酸钠：草酸=2.0：1.0：1
具体制备步骤为：
A组分的制备工艺为，清洗反应釜。首先加入甲基丙烯酸5g、甲基丙烯酸甲酯50g、甲基丙烯酸羟丙酯14g、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯12g、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 40g、端乙烯基丁腈橡胶（VTBN）14g，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状，再依次加入四甲基硫脲0.6g、丁醛与苯胺缩合物胺0.7g、对叔丁基邻苯二酚 0.04g、乙二胺四乙酸四钠0.12g、表面处理剂0.16g，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分。特别的整个搅拌过程中，反应釜中物料温度要控制在10-25℃。
B组分的制备工艺为，称取过氧化苯甲酰12g，加入到18g E51中和12g邻苯二甲酸烷基苄酯的混合物中，充分浸润24h以后。三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入硅微粉3g，炭黑0.15g，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分。特别的整个三辊研磨和搅拌过程中，确保控制物料温度在10-25℃范围内。
实施例4
Figure DEST_PATH_IMAGE008
其中，表面处理剂组成为：
硝酸铬：硫酸钠：柠檬酸=2.2：0.8：1
具体制备步骤为：
A组分的制备工艺为，清洗反应釜。首先加入甲基丙烯酸18g、甲基丙烯酸四氢呋喃酯20g、甲基丙烯酸羟乙酯32g、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯5g、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段高聚物 24g、端环氧基丁腈橡胶（ETBN)29g，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状，再依次加入N ,N-二羟乙基对甲苯胺0.8g、二氨基硫酰0.4g、乙二胺四乙酸四钠0.08g、硫代二苯胺0.07g、表面处理剂0.08g，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分。特别的整个搅拌过程中，反应釜中物料温度要控制在10-25℃。
B组分的制备工艺为，称取过氧化月桂酰16g、加入到10g E44中和15g邻苯二甲酸烷基苄酯的混合物中，充分浸润24h以后。三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入硅微粉2.5g，炭黑0.15g，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分。特别的整个三辊研磨和搅拌过程中，确保控制物料温度在10-25℃范围内。
具体试验验证
通过以下试验验证本发明上述实施例1～4所述的丙烯酸酯结构胶样品与普通丙烯酸酯结构胶性能。
测试实验1：剪切强度 参照GB/T 7128-2008测定方法进行
（测试材质 镀锌铝板vs镀锌铝板 尺寸：100*25*1.5 mm ）；
测试实验3:拉拔力测试 参照GBT 6329-1996测定方法进行
（测试材质 锌合金bonding样件vs 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/PC塑胶合金
尺寸：前者50*25*2.5 mm 后者300*40*1 mm ）；
备注说明：
1.上述各测试实验中，涂胶制样完成后于25-30℃环境中放置2min，再70℃热压
120S,室温静置24H后测试拉拔力（其中压力用两只铁夹子夹持模拟，压力约为0.2Mpa）。
2.老化测试条件为：
高温高湿85℃，85%RH，500hours；低温储存-40℃，500hours
测试结果如下表1所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表1实施例1-4的样品与普通丙烯酸酯结构胶性能对比测试结果
从表1可以看出，本发明所合成的丙烯酸酯结构胶具有对锌合金良好的粘接性能，并且在高低温老化测试后仍然可以保持较高的粘接强度。可广泛应用的电子组装行业中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不是用于限制本发明范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均已该包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶，其特征在于，制备工艺包括：由A组分和B组分按体积比为10:1组成；
A组分的制备工艺为：首先加入甲基丙烯酸10g、甲基丙烯酸甲酯42g、甲基丙烯酸羟乙酯15g、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯6g、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物38g、端羧基丁腈橡胶14g，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状，再依次加入四甲基硫脲0.8g、N ,N-二甲基对甲苯胺0.5g、对苯二酚0.07g、乙二胺四乙酸四钠0.09g、表面处理剂0.13g，表面处理剂组成为：磷酸铬：硫酸钠：草酸=1.6：0.8：1，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分，反应釜中物料温度要控制在10-25℃；
B组分的制备工艺为：称取过氧化苯甲酰6g、异丙苯过氧化氢3.5g、加入到12g E51中和14g邻苯二甲酸烷基苄酯的混合物中，充分浸润24h以后，三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入硅微粉3g，炭黑0.15g，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分，确保控制物料温度在10-25℃范围内。
2.一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶，其特征在于，制备工艺包括：由A组分和B组分按体积比为10:1组成；
A组分的制备工艺为：首先加入甲基丙烯酸8g、甲基丙烯酸四氢呋喃酯38g、甲基丙烯酸羟丙酯20g、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯7g、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 32g、聚丁二烯橡胶21g，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状，再依次加入N ,N-二羟乙基对甲苯胺1g、三苯基膦0.2g、对羟基苯甲醚0.11g、硫代二苯胺0.05g、表面处理剂0.10g，表面处理剂组成为：磷酸铬：硫酸钠：柠檬酸=1.8：0.7：1，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分，反应釜中物料温度要控制在10-25℃；
B组分的制备工艺为：称取过氧化月桂酰8g、异丙苯过氧化氢4g、加入到8g E44中和18g邻苯二甲酸烷基苄酯的混合物中，充分浸润24h以后，三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入硅微粉2.5g，炭黑0.15g，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分，确保控制物料温度在10-25℃范围内。
3.一种适用于锌合金粘接的丙烯酸酯结构胶，其特征在于，制备工艺包括：由A组分和B组分按体积比为10:1组成；
A组分的制备工艺为:首先加入甲基丙烯酸5g、甲基丙烯酸甲酯50g、甲基丙烯酸羟丙酯14g、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯12g、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 40g、端乙烯基丁腈橡胶14g，高速搅拌1.5h，直至物料为均匀细腻膏状，再依次加入四甲基硫脲0.6g、丁醛与苯胺缩合物胺0.7g、对叔丁基邻苯二酚 0.04g、乙二胺四乙酸四钠0.12g、表面处理剂0.16g，表面处理剂组成为：硝酸铬：硫酸钠：草酸=2.0：1.0：1，高速搅拌1h，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品A组分,反应釜中物料温度要控制在10-25℃；
B组分的制备工艺为:称取过氧化苯甲酰12g，加入到18g E51中和12g邻苯二甲酸烷基苄酯的混合物中，充分浸润24h以后,三辊研磨三遍，将上述三辊后的物料投入至洁净的反应釜中，再依次加入硅微粉3g，炭黑0.15g，最后抽真空5min脱泡，出料即可得成品B组分,确保控制物料温度在10-25℃范围内。
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