CN110183585A - 一种能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法和双组分氯丁胶 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氯丁胶领域，其公开了一种能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，包括如下步骤：步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、乳化剂，并加水稀释；步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加引发剂和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、含脲的单官能团单体、丙烯酰胺，滴加时间为3‑5h，滴加结束后保温出料；所述的原料由以下重量份组分组成：氯丁胶乳100重量份；乳化剂1‑3份；丙烯酸丁酯15‑20份；甲基丙烯酸甲酯10‑15份；含脲的单官能团单体4‑8份；丙烯酰胺1‑2份。本发明的改性氯丁胶通过和另外的B组分配合，能够达到优良的粘结力效果，且能够耐高低温。
Description
技术领域
本发明涉及氯丁胶领域，特别是一种能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法和双组分氯丁胶。
背景技术
作为本领域常用的金属粘结剂，热熔胶是一种较为可靠的耐水、耐老化的粘结剂。
但是热熔胶存在的问题在于，其耐高温性能比较差。
氯丁胶属于挠性材料连接的一种可靠粘结剂，随着技术的发展，采用氯丁胶作为主胶用于金属之间、金属与挠性材料之间的粘结剂已有一定的应用。
如CN201710514280.1公开了一种金属表面粘合剂，其以重量百分比计，原料组成为：环氧树脂20-35％、氯丁橡胶10-20％、二氧化硫15-30％、固化剂10-20％、稳定剂5-15％。通过优化各个成分的配比，制备出的金属粘合剂具有粘合效果好且耐高低温，在生产和使用过程中不存在环境污染，高效、绿色而且环保。
CN201710462463.3公开了一种橡胶型金属粘合剂，属于粘合剂技术领域。所涉及的橡胶金属粘合剂组成成分(重量份)包括：氯丁橡胶20-40份、顺丁烯二酸酐5-10份、邻苯二甲酸二酯5-10份、金属氧化物氧化锌或氧化镁3-5份、过氧化钠1-5份、二氧化硫1-5份、惰性填料炭黑或钛白粉2-6份。
上述技术所具有的共同技术优势在于：耐高低温，粘结效果能够达到一定的效果。
但是，基于金属表面的光滑特性，其和挠性材料之间是完全不同的。所以，在粘结强度上，还是有一定的差距。
发明内容
本发明旨在提供一种能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法和双组分氯丁胶；本发明的改性氯丁胶通过和另外的B组分配合，能够达到优良的粘结力效果，且能够耐高低温。
其具体方案为：一种能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、乳化剂，并加水稀释；
步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加引发剂和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、含脲的单官能团单体、丙烯酰胺，滴加时间为3-5h，滴加结束后保温出料；
所述的原料由以下重量份组分组成：
氯丁胶乳100重量份；
乳化剂1-3份；
丙烯酸丁酯15-20份；
甲基丙烯酸甲酯10-15份；
含脲的单官能团单体4-8份；
丙烯酰胺1-2份。
在上述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法中，所述的含脲的单官能团单体为甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、丙烯酸亚乙基脲乙酯中的一种。
在上述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法中，所述的乳化剂为非反应型乳化剂或非反应型乳化剂和反应型乳化剂的组合；
当所述的乳化剂为非反应型乳化剂和反应型乳化剂的组合时，所述的反应型乳化剂占乳化剂的用量的0-50wt％。
在上述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法中，所述的非反应型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、仲链烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
在上述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法中，所述的反应型乳化剂为烯丙基二甲基十二烷基溴化铵、烯丙基二甲基十四烷基溴化铵、烯丙基二甲基十六烷基溴化铵中的一种或多种。
在上述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法中，所述的氯丁乳胶的固含量为50-60％；所述的步骤1中通过加水稀释，体系的固含量为30-35％。
在上述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法中，所述的引发剂为氧化还原引发剂或偶氮类引发剂，引发剂为0.2-0.6份。
同时，本发明还公开了一种双组分氯丁胶，包括A组分和B组分；
所述的A组分如权利要求1-7任一所述；
所述的B组分由重量比为20-25:5-10:10的纯丙乳液、增粘树脂、水组成；
A组分和B组分的重量比为3-4:1。
在上述的双组分氯丁胶中，所述的纯丙乳液的固含量为47-49wt％。
在上述的双组分氯丁胶中，所述的A组分和B组分在使用时进行混合。
本发明的有益效果在于：
本发明采用软弹体和硬单体的组合，其能够提高氯丁胶的粘结力，在此基础上，采用含脲的单官能团单体和丙烯酰胺组合能够提高胶水在金属表面的附着力，提高双组分氯丁胶在金属表面的粘结效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
为了更加清楚的对本发明进行说明，列举如下实施例来说明本发明的优越性。
实施例1
双组分氯丁胶
A组分：
步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、十二烷基苯磺酸钠，并加水稀释至固含量35％；
步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加偶氮二异庚氰和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、丙烯酰胺，滴加时间为4h，滴加结束后保温出料；整个步骤2中反应温度为55℃；保温温度为60℃；
所述的原料由以下重量份组分组成：
氯丁胶乳(固含量50％)100重量份；
十二烷基苯磺酸钠2份；
丙烯酸丁酯15份；
甲基丙烯酸甲酯12份；
甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲6份；
丙烯酰胺2份；
偶氮二异庚氰0.4份。
B组分
纯丙乳液(固含量47％)20份；
松香增粘树脂10份；
水10份；
使用前，以3:1的重量比例将A、B组分混合均匀即可。
实施例2
双组分氯丁胶
A组分：
步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、十二烷基苯磺酸钠，并加水稀释至固含量30％；
步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加偶氮二异丁氰和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸亚乙基脲乙酯、丙烯酰胺，滴加时间为5h，滴加结束后保温出料；整个步骤2中反应温度为65℃；保温温度为70℃；
所述的原料由以下重量份组分组成：
氯丁胶乳(固含量50％)100重量份；
十二烷基苯磺酸钠1份；
丙烯酸丁酯20份；
甲基丙烯酸甲酯10份；
丙烯酸亚乙基脲乙酯4份；
丙烯酰胺2份；
偶氮二异丁氰0.6份。
B组分
纯丙乳液(固含量47％)25份；
萜烯树脂8份；
水10份；
使用前，以4:1的重量比例将A、B组分混合均匀即可。
实施例3
双组分氯丁胶
A组分：
步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、十二烷基硫酸钠，并加水稀释至固含量30％；
步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加偶氮二异庚氰和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、丙烯酰胺，滴加时间为5h，滴加结束后保温出料；整个步骤2中反应温度为55℃；保温温度为60℃；
所述的原料由以下重量份组分组成：
氯丁胶乳(固含量60％)100重量份；
十二烷基硫酸钠1.5份；
丙烯酸丁酯15份；
甲基丙烯酸甲酯12份；
甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲6份；
丙烯酰胺1份；
偶氮二异庚氰0.5份。
B组分
纯丙乳液(固含量47％)24份；
萜烯树脂9份；
水10份；
使用前，以4:1的重量比例将A、B组分混合均匀即可。
实施例4
双组分氯丁胶
A组分：
步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、十二烷基苯磺酸钠、烯丙基二甲基十四烷基溴化铵，并加水稀释至固含量30％；
步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加偶氮二异丁氰和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸亚乙基脲乙酯、丙烯酰胺，滴加时间为4h，滴加结束后保温出料；整个步骤2中反应温度为65℃；保温温度为70℃；
所述的原料由以下重量份组分组成：
氯丁胶乳(固含量55％)100重量份；
十二烷基硫酸钠1.5份；
烯丙基二甲基十四烷基溴化铵0.5份；
丙烯酸丁酯15份；
甲基丙烯酸甲酯12份；
丙烯酸亚乙基脲乙酯6份；
丙烯酰胺1份；
偶氮二异丁氰0.3份。
B组分
纯丙乳液(固含量47％)24份；
萜烯树脂9份；
水10份；
使用前，以4:1的重量比例将A、B组分混合均匀即可。
实施例5
双组分氯丁胶
A组分：
步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、十二烷基苯磺酸钠、烯丙基二甲基十四烷基溴化铵，并加水稀释至固含量30％；
步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加过硫酸钾、亚硫酸氢铵和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸亚乙基脲乙酯、丙烯酰胺，滴加时间为4h，滴加结束后保温出料；整个步骤2中反应温度为60℃；保温温度为65℃；
所述的原料由以下重量份组分组成：
氯丁胶乳(固含量55％)100重量份；
十二烷基硫酸钠2份；
烯丙基二甲基十四烷基溴化铵0.5份；
丙烯酸丁酯17份；
甲基丙烯酸甲酯14份；
丙烯酸亚乙基脲乙酯8份；
丙烯酰胺1.5份；
过硫酸钾0.2份；
亚硫酸氢铵0.2份。
B组分
纯丙乳液(固含量47％)21份；
松香增粘树脂6份；
水10份；
使用前，以3.5:1的重量比例将A、B组分混合均匀即可。
对比例
大体同实施例1，不同的地方在于，不含甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲和丙烯酰胺；丙烯酸丁酯用量增加到20份；甲基丙烯酸甲酯用量增加到14份。
测试方法
耐高温测试方法：铝合金(LY12-CZ)试片，其尺寸长×宽×厚＝(70±1)mm×(50±0.5)mm×(3.0±0.2)mm。将胶样分别喷涂于两个铝合金板被粘面上，总喷涂量为200g/m2，晾置5～15min，对准粘接位置进行粘合。在粘接部位施压0.5Mpa压力，时间40s，卸压后室温下晾置48h(为板材试件)。将鼓风恒温烘箱开启，使之升温并稳定到80℃，将已经粘接好的板材试件放入烘箱。烘烤30min后取出试件，观察试件粘合面是否开胶、鼓泡。重新用新的试件分别使之升温并稳定到85℃、90℃、95℃等等，以每5℃递级递增，并分别烘烤30min后取出试件，观察试件粘合面是否开胶、鼓泡，以开胶、鼓泡所在温度的前一等级温度为产品耐高温性能结果。
表1耐高温性能对比结果
耐低温测试方法：同耐温性能制板方法，将恒温恒湿高低温试验箱开启，使之低温并稳定到-30℃，将已经粘接好的板材试件放入试验箱。冷冻72h后取出试件，观察试件粘合面是否开胶、变形。
表2耐低温性能对比结果
剪切强度测试方法：同耐高温性能制板方法，搭接面长度为(20±0.5)mm。卸压后将试件在室温下放置48h。将板材试片夹紧在固定的夹头上，开动试验机，使夹头以(50±5)mm/min速度均匀加荷直至试件破坏，记录试件剪切破坏的最大载荷。可通过试验机自动求得拉伸剪切强度τ。
表3剪切强度性能对比结果
剥离强度测试方法：铝合金(LY12-CZ)试片，其尺寸为宽×厚×长＝(25±0.5)mm×(2±0.3)mm×(200±1)mm，皮革试片，皮革符合GB/T 16799的规定，其尺寸为宽度×长度＝(25±0.5)mm×(230±1)mm。将胶样喷在铝合金试片和皮革试片已处理的200mm的粘接面上，晾置15min～20min，对准粘接位置进行粘合。在粘接部位施压0.4MPa压力，时间5min。卸压后将试件在(23±5)℃下放置48h。将铝合金试片夹紧在固定的夹头上，再将皮革试片的未胶接的长端弯曲180°，夹紧在下夹头上。开动试验机，使夹头以(100±5)mm/min速度剥离试件，有效剥离长度应在125mm以上。通过试验机自动求得剥离强度σ(KN/m)。
表4剥离强度性能对比结果
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在反应器中加入氯丁胶乳、乳化剂，并加水稀释；
步骤2：在惰性气体保护下，向步骤1的反应体系中滴加引发剂和丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、含脲的单官能团单体、丙烯酰胺，滴加时间为3-5h，滴加结束后保温出料；
所述的原料由以下重量份组分组成：
氯丁胶乳 100重量份；
乳化剂 1-3份；
丙烯酸丁酯 15-20份；
甲基丙烯酸甲酯 10-15份；
含脲的单官能团单体4-8份；
丙烯酰胺 1-2份。
2.根据权利要求1所述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，其特征在于，所述的含脲的单官能团单体为甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、丙烯酸亚乙基脲乙酯中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，其特征在于，所述的乳化剂为非反应型乳化剂或非反应型乳化剂和反应型乳化剂的组合；
当所述的乳化剂为非反应型乳化剂和反应型乳化剂的组合时，所述的反应型乳化剂占乳化剂的用量的0-50wt％。
4.根据权利要求3所述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，其特征在于，所述的非反应型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、仲链烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，其特征在于，所述的反应型乳化剂为烯丙基二甲基十二烷基溴化铵、烯丙基二甲基十四烷基溴化铵、烯丙基二甲基十六烷基溴化铵中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，其特征在于，所述的氯丁乳胶的固含量为50-60％；所述的步骤1中通过加水稀释，体系的固含量为30-35％。
7.根据权利要求1所述的能够提高金属粘结力的改性氯丁胶的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为氧化还原引发剂或偶氮类引发剂。
8.一种双组分氯丁胶，其特征在于，包括A组分和B组分；
所述的A组分如权利要求1-7任一所述；
所述的B组分由重量比为20-25:5-10:10的纯丙乳液、增粘树脂、水组成；
A组分和B组分的重量比为3-4:1。
9.根据权利要求8所述的双组分氯丁胶，其特征在于，所述的纯丙乳液的固含量为47-49wt％。
10.根据权利要求8所述的双组分氯丁胶，其特征在于，所述的A组分和B组分在使用时进行混合。
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