CN112210337B - 一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法，所述胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯15‑20份、多异氰酸酯18‑22份、环氧树脂10‑12份、异佛尔酮二异氰酸酯6‑8份、酚醛树脂8‑10份、二氧化硅5‑8份、多巴胺盐酸盐溶液8‑10份、消泡剂4‑6份、增韧剂4‑6份、聚丙烯二醇8‑10份；所述消泡剂为二乙二醇单甲基醚；本发明公开了一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法，制备得到的胶粘剂不仅对金属有良好的结合力，同时也对塑料有着良好的结合力，同时在使用时配合对金属基底、塑料基底进行表面改性处理，处理后的金属、塑料之间粘结性能大大提升，且使用寿命长，不易发生胶粘脱落的情况，实用性更高。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，具体为一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法。
背景技术
聚丙烯简称PP，是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质，聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，这使得聚丙烯自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。
随着聚丙烯的应用越来越广泛，其依据高强度和高耐磨性能已经逐渐取代金属的机械功能，因此也出现了大量的聚丙烯、金属复合材料，而在聚丙烯使用过程中，有时需要采用粘结剂将聚丙烯、金属二者粘结起来，这就对粘结剂的性能要求比较高。
现如今，市面上已经公开的粘结剂对于聚丙烯、金属基底之间的粘结性能较差，二者易发生粘结不牢固，易脱落的情况，这也给我们带来不便，针对该问题，我们公开了一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法，以解决该问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂，所述胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯15-20份、多异氰酸酯18-22份、环氧树脂10-12份、异佛尔酮二异氰酸酯6-8份、酚醛树脂8-10份、二氧化硅5-8份、多巴胺盐酸盐溶液8-10份、消泡剂4-6份、增韧剂4-6份、聚丙烯二醇8-10份。
较优化的方案，所述消泡剂为二乙二醇单甲基醚。
较优化的方案，所述增韧剂为丁苯橡胶。
本申请中公开了一种金属与塑料粘结用胶粘剂，其中包括聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、酚醛树脂、二氧化硅、多巴胺盐酸盐溶液、消泡剂、增韧剂等组分，其中多巴胺盐酸盐溶液会发生自聚合形成聚多巴胺，聚多巴胺具有较优异的粘结力，与金属基底、聚丙烯基底之间均具有较优异的粘结力；体系中还引入了氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯等组分，其中含有大量活性官能团，如异氰酸基、氨基甲酸酯基、环氧基等，可与金属基底、聚丙烯基底之间通过化合、物理作用键合，体系中各组分相互协同作用，使得制备得到的胶粘剂具有优异的粘结性，可广泛适用于塑料、金属之间的胶粘，粘结效果优异，实用性更高。
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的制备方法，制备方法具体为：取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合20-30min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，60-70℃下搅拌10-20min，再加入消泡剂和增韧剂，50-60℃下搅拌1-2h，得到胶粘剂。
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，所述胶粘剂用于金属基底、聚丙烯基底之间的粘结，具体使用步骤为：
1)改性金属基底的制备；
a)取金属基底，置于280-300℃下烘烤，再进行抛丸除锈，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，真空干燥，得到预处理基体；
b)取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，得到基底A；
c)取基底A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，得到基底B；
d)取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散，再加入基底B，30-40℃下浸泡，洗涤干燥，得到改性金属基底；
2)改性聚丙烯基底的制备；
a)取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，备用；
b)取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应10-12h，真空干燥，再在氮气环境下加入TMI和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应2-5h，洗涤干燥，得到性聚丙烯基底；
3)胶粘剂的制备：取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇、酚醛树脂、二氧化硅、多巴胺盐酸盐溶液、消泡剂和增韧剂，制备得到胶粘剂；
4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
较优化的方案，具体使用步骤为：
1)改性金属基底的制备：
a)取金属基底，置于280-300℃下烘烤，烘烤时间为15-25min，再进行抛丸除锈，处理时电流为8-14A，处理时间为10-25min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为15-25min，真空干燥，得到预处理基体；
b)取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，工作气压为0.8-0.9Pa，溅射功率为200-300W，钽层厚度为80-100nm，得到基底A；
c)取基底A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为0.8-0.9Pa，金属银钯的溅射功率为140-150W，金属钽靶的溅射功率为20-26W，得到基底B；
d)取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散，再加入基底B，30-40℃下浸泡2-3h，洗涤干燥，得到改性金属基底；
2)改性聚丙烯基底的制备：
a)取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，备用；
b)取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应10-12h，真空干燥，再在氮气环境下加入TMI和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应2-5h，洗涤干燥，得到性聚丙烯基底；
3)胶粘剂的制备：取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇、酚醛树脂、二氧化硅、多巴胺盐酸盐溶液、消泡剂和增韧剂，制备得到胶粘剂；
4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。热压复合温度为100-110℃。
较优化的方案，步骤1)中，氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、(3-氨丙基)三甲氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或多种混合。
较优化的方案，步骤2)的a)步骤中，预热温度为25-28℃，预热时间为10-20min。
较优化的方案，步骤4)中，干燥温度均为50-60℃。
较优化的方案，步骤1)的d)步骤中，超声分散时间为8-10min
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本申请公开了一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法，制备得到的胶粘剂可单独使用并广泛应用于金属、塑料胶粘，同时本发明还公开了其中优选的一种胶粘剂使用方法，在使用该胶粘剂对金属基底、聚丙烯基底进行胶粘的同时，还通过对金属基底、聚丙烯基底进行改性处理，以进一步提高金属、聚丙烯之间的粘结性能，具体处理方法为：
本申请首先通过高温进行烘烤，将金属基底表面及内部的油脂杂质彻底碳化，消除油脂，再对金属基底进行抛丸除锈，可将金属基底表面的杂质和氧化物彻底清除，接着通过丙酮、无水乙醇和去离子水进行洗涤，对基底表面进行清洗，清洗干燥后得到预处理基体。
在该预处理过程中，由于在进行抛丸除锈后金属基底表面容易出现大量裂缝，该裂缝并不会影响金属基底的正常使用，但在金属基底通过胶粘剂与塑料相互粘结后会出现较大的作用力，从而导致胶粘剂的胶粘效果降低，因此为了降低裂缝带来的影响，本申请先在预处理基体上采用磁控溅射镀了一层钽层，该钽层为氮化坦，氮化钽具有较优异的耐磨、耐腐蚀性能，且硬度较高，不仅可以有效提高金属基底的强度，还能对其进行保护，以提高其耐腐蚀性，同时在金属基底表面镀碳化钽层后可对裂缝进行修补，能够降低裂缝对胶粘剂的影响，使得胶粘剂在后续处理时作用力降低，从而保持较优异的粘性。
同时本申请在后续处理中需要在金属基底表面镀一层银层，为了避免钽层的影响，本申请在溅射镀银层时，同样选择以银、氮化坦共同溅射形成银层，该银层为银、氮化坦共同存在的复合层，此时钽层、银层之间具有更好的过渡性。
接着本申请通过氨基硅烷偶联剂对溅射银层后的金属基底上进行氨基化改性，制备得到的改性金属基底表面含有大量的氨基，氨基的引入不仅可与胶粘剂中的异氰酸酯反应键合，以进一步提高胶粘剂的胶粘性能；同时活性基团的增加，环氧基团和氨基甲酸酯基团的存在可实现对金属的粘接，胶粘剂与金属基底之间的化合、物理键合作用也大大增加，胶粘效果优异。
紧接着本申请对聚丙烯基底进行改性，先对其进行预热，预热后通过硼氧引发体系在聚丙烯基底上接枝TMI和苯乙烯，以实现聚丙烯基底的异氰酸酯表面功能化，使得改性聚丙烯基底表面含有大量的异氰酸基团，而胶粘剂中也含有大量的聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯等组分，在后续热压时可大大改善胶粘剂与改性聚丙烯基底之间的界面效应，使得胶粘剂能够与改性聚丙烯基团表面的异氰酸基通过化学、物理键合方式进行交联，以进一步提高胶粘剂与改性聚丙烯基底之间的胶粘。
本申请还添加了多巴胺盐酸盐溶液，可在自聚形成聚多巴胺，聚多巴胺具有优异的粘结性，与金属、塑料之间均存在胶优异的粘结力，同时胶粘结中引入了多异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等组分，该体系中含有大量的异氰酸基，可与多巴胺中的氨基反应生成脲基，以进一步提高胶粘剂的各组分交联度，而多巴胺中的氨基还可以与改性聚丙烯基底表面的异氰酸基反应，以增强胶粘剂与改性聚丙烯基底之间的粘结力。
本发明公开了一种金属与塑料粘结用胶粘剂及其制备方法，制备得到的胶粘剂不仅对金属有良好的结合力，同时也对塑料有着良好的结合力，同时在使用时配合对金属基底、塑料基底进行表面改性处理，处理后的金属、塑料之间粘结性能大大提升，且使用寿命长，不易发生胶粘脱落的情况，实用性更高。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，具体使用步骤为：
(1)改性金属基底的制备：
取金属基底，置于280℃下烘烤，烘烤时间为25min，再进行抛丸除锈，处理时电流为8A，处理时间为25min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为15min，真空干燥，得到预处理基体；
取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，工作气压为0.8Pa，溅射功率为300W，钽层厚度为80nm，得到基底A；
取基底A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为0.8Pa，金属银钯的溅射功率为150W，金属钽靶的溅射功率为26W，得到基底B；
取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散8min，再加入基底B，30℃下浸泡3h，洗涤干燥，得到改性金属基底；
(2)改性聚丙烯基底的制备：
取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，预热温度为25℃，预热时间为20min，备用；
取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应10h，真空干燥，再在氮气环境下加入TMI和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应2h，洗涤干燥，得到性聚丙烯基底；
(3)胶粘剂的制备：
取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合20min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，60℃下搅拌20min，再加入消泡剂和增韧剂，50℃下搅拌2h，得到胶粘剂；
(4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，50℃干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，50℃干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
本实施例中，胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯15份、多异氰酸酯18份、环氧树脂10份、异佛尔酮二异氰酸酯6份、酚醛树脂8份、二氧化硅5份、多巴胺盐酸盐溶液8份、消泡剂4份、增韧剂4份、聚丙烯二醇8份。
其中消泡剂为二乙二醇单甲基醚；增韧剂为丁苯橡胶；氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三乙氧基硅烷。金属基底为铝合金。
实施例2：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，具体使用步骤为：
(1)改性金属基底的制备：
取金属基底，置于290℃下烘烤，烘烤时间为20min，再进行抛丸除锈，处理时电流为12A，处理时间为20min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为20min，真空干燥，得到预处理基体；
取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，工作气压为0.8Pa，溅射功率为250W，钽层厚度为90nm，得到基底A；
取基底A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为0.8Pa，金属银钯的溅射功率为145W，金属钽靶的溅射功率为24W，得到基底B；
取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散9min，再加入基底B，35℃下浸泡2.5h，洗涤干燥，得到改性金属基底；
(2)改性聚丙烯基底的制备：
取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，预热温度为27℃，预热时间为15min，备用；
取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应11h，真空干燥，再在氮气环境下加入TMI和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应3.5h，洗涤干燥，得到性聚丙烯基底；
(3)胶粘剂的制备：
取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合25min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，65℃下搅拌15min，再加入消泡剂和增韧剂，55℃下搅拌1.5h，得到胶粘剂；
(4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
本实施例中，胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯18份、多异氰酸酯20份、环氧树脂11份、异佛尔酮二异氰酸酯7份、酚醛树脂9份、二氧化硅6份、多巴胺盐酸盐溶液9份、消泡剂5份、增韧剂5份、聚丙烯二醇9份。
其中消泡剂为二乙二醇单甲基醚；增韧剂为丁苯橡胶；氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷。金属基底为铝合金。
实施例3：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，具体使用步骤为：
(1)改性金属基底的制备：
取金属基底，置于300℃下烘烤，烘烤时间为15min，再进行抛丸除锈，处理时电流为14A，处理时间为10min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为25min，真空干燥，得到预处理基体；
取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，工作气压为0.9Pa，溅射功率为200W，钽层厚度为100nm，得到基底A；
取基底A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为0.9Pa，金属银钯的溅射功率为140W，金属钽靶的溅射功率为20W，得到基底B；
取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散10min，再加入基底B，40℃下浸泡2h，洗涤干燥，得到改性金属基底；
(2)改性聚丙烯基底的制备：
取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，预热温度为28℃，预热时间为10min，备用；
取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应12h，真空干燥，再在氮气环境下加入TMI和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应5h，洗涤干燥，得到性聚丙烯基底；
(3)胶粘剂的制备：
取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合30min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，70℃下搅拌10min，再加入消泡剂和增韧剂，60℃下搅拌1h，得到胶粘剂；
(4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，60℃干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，60℃干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
本实施例中，胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯20份、多异氰酸酯22份、环氧树脂12份、异佛尔酮二异氰酸酯8份、酚醛树脂10份、二氧化硅8份、多巴胺盐酸盐溶液10份、消泡剂6份、增韧剂6份、聚丙烯二醇10份。
其中消泡剂为二乙二醇单甲基醚；增韧剂为丁苯橡胶；氨基硅烷偶联剂为氨丙基甲基二甲氧基硅烷。金属基底为铝合金。
对比例1：对比例1以实施例2为对照组，其中对比例1中胶粘剂并未添加多巴胺盐酸盐溶液，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
对比例2：对比例2以实施例2为对照组，其中对比例1中胶粘剂并未添加多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
对比例3：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，具体使用步骤为：
(1)改性金属基底的制备：
取金属基底，置于290℃下烘烤，烘烤时间为20min，再进行抛丸除锈，处理时电流为12A，处理时间为20min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为20min，真空干燥，得到预处理基体；
取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，工作气压为0.8Pa，溅射功率为250W，钽层厚度为90nm，得到基底A；
取基底A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为0.8Pa，金属银钯的溅射功率为145W，金属钽靶的溅射功率为24W，得到改性金属基底；
(2)改性聚丙烯基底的制备：
取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，预热温度为27℃，预热时间为15min，备用；
取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应11h，真空干燥，再在氮气环境下加入TMI和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应3.5h，洗涤干燥，得到性聚丙烯基底；
(3)胶粘剂的制备：
取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合25min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，65℃下搅拌15min，再加入消泡剂和增韧剂，55℃下搅拌1.5h，得到胶粘剂；
(4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
本实施例中，胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯18份、多异氰酸酯20份、环氧树脂11份、异佛尔酮二异氰酸酯7份、酚醛树脂9份、二氧化硅6份、多巴胺盐酸盐溶液9份、消泡剂5份、增韧剂5份、聚丙烯二醇9份。
其中消泡剂为二乙二醇单甲基醚；增韧剂为丁苯橡胶；氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷。金属基底为铝合金。
对比例4：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，具体使用步骤为：
(1)改性金属基底的制备：
取金属基底，置于290℃下烘烤，烘烤时间为20min，再进行抛丸除锈，处理时电流为12A，处理时间为20min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为20min，真空干燥，得到预处理基体；
取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为0.8Pa，金属银钯的溅射功率为145W，金属钽靶的溅射功率为24W，得到基底B；
取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散9min，再加入基底B，35℃下浸泡2.5h，洗涤干燥，得到改性金属基底；
(2)改性聚丙烯基底的制备：
取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，预热温度为27℃，预热时间为15min，备用；
取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应11h，真空干燥，再在氮气环境下加入TMI和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应3.5h，洗涤干燥，得到性聚丙烯基底；
(3)胶粘剂的制备：
取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合25min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，65℃下搅拌15min，再加入消泡剂和增韧剂，55℃下搅拌1.5h，得到胶粘剂；
(4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
本实施例中，胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯18份、多异氰酸酯20份、环氧树脂11份、异佛尔酮二异氰酸酯7份、酚醛树脂9份、二氧化硅6份、多巴胺盐酸盐溶液9份、消泡剂5份、增韧剂5份、聚丙烯二醇9份。
其中消泡剂为二乙二醇单甲基醚；增韧剂为丁苯橡胶；氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷。金属基底为铝合金。
对比例5：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，具体使用步骤为：
(1)改性金属基底的制备：
取金属基底，置于290℃下烘烤，烘烤时间为20min，再进行抛丸除锈，处理时电流为12A，处理时间为20min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为20min，真空干燥，得到预处理基体；
取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，工作气压为0.8Pa，溅射功率为250W，钽层厚度为90nm，得到基底A；
取基底A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为0.8Pa，金属银钯的溅射功率为145W，金属钽靶的溅射功率为24W，得到基底B；
取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散9min，再加入基底B，35℃下浸泡2.5h，洗涤干燥，得到改性金属基底；
(2)胶粘剂的制备：
取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合25min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，65℃下搅拌15min，再加入消泡剂和增韧剂，55℃下搅拌1.5h，得到胶粘剂；
(3)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；取普通聚丙烯基底，在普通聚丙烯基底一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与普通聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
本实施例中，胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯18份、多异氰酸酯20份、环氧树脂11份、异佛尔酮二异氰酸酯7份、酚醛树脂9份、二氧化硅6份、多巴胺盐酸盐溶液9份、消泡剂5份、增韧剂5份、聚丙烯二醇9份。
其中消泡剂为二乙二醇单甲基醚；增韧剂为丁苯橡胶；氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷。金属基底为铝合金。
对比例6：
一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，具体使用步骤为：
(1)胶粘剂的制备：
取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合25min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，65℃下搅拌15min，再加入消泡剂和增韧剂，55℃下搅拌1.5h，得到胶粘剂；
(4)取金属基底，在金属基底一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；取聚丙烯基底，在聚丙烯基底一面涂覆一层胶粘剂，55℃干燥备用；再将金属基底涂覆面与聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
本实施例中，胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯18份、多异氰酸酯20份、环氧树脂11份、异佛尔酮二异氰酸酯7份、酚醛树脂9份、二氧化硅6份、多巴胺盐酸盐溶液9份、消泡剂5份、增韧剂5份、聚丙烯二醇9份。
其中消泡剂为二乙二醇单甲基醚；增韧剂为丁苯橡胶；氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷。金属基底为铝合金。
检测试验：
取实施例1-3、对比例1-6制备的样品，分别依据GB/T7122-1996《高强度胶粘剂剥离强度的测定》进行测试，具体检测结果如下：
实施例1-3为依据本发明公开的技术方案制备的样品，对比例1-5以实施例2为对照，进行对照试验设置，具有为：
对比例1以实施例2为对照组，其中对比例1中胶粘剂并未添加多巴胺盐酸盐溶液，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
对比例2以实施例2为对照组，其中对比例1中胶粘剂并未添加多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
对比例3以实施例2为对照组，其中对比例3中金属基底并未进行氨基化改性，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
对比例4以实施例2为对照组，其中对比例4中金属基底并未进行钽层制备，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
对比例5：对比例5以实施例2为对照组，其中对比例5中聚丙烯基底采用普通聚丙烯，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
对比例6以实施例2为对照组，其中对比例6中聚丙烯基底采用普通聚丙烯，金属基底采用普通铝合金，其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。
结论：本发明制备得到的胶粘剂不仅对金属有良好的结合力，同时也对塑料有着良好的结合力，同时在使用时配合对金属基底、塑料基底进行表面改性处理，处理后的金属、塑料之间粘结性能大大提升，且使用寿命长，不易发生胶粘脱落的情况，实用性更高。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种金属与塑料粘结用胶粘剂，其特征在于：所述胶粘剂各组分原料包括：以重量计，聚氨酯甲酸酯 15-20 份、多异氰酸酯 18-22 份、环氧树脂 10-12 份、异佛尔酮二异氰酸酯 6-8 份、酚醛树脂 8-10 份、二氧化硅 5-8 份、多巴胺盐酸盐溶液 8-10 份、消泡剂4-6 份、增韧剂 4-6 份、聚丙烯二醇 8-10 份。
2.根据权利要求 1 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂，其特征在于：所述消泡剂为二乙二醇单甲基醚。
3.根据权利要求 1 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂，其特征在于：所述增韧剂为丁苯橡胶。
4.根据权利要求 1 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂的制备方法，其特征在于：制备方法具体为：取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇和酚醛树脂，搅拌混合 20-30min，加入二氧化硅和多巴胺盐酸盐溶液，60-70°C 下搅拌10-20min，再加入消泡剂和增韧剂，50-60°C下搅拌 1-2h，得到胶粘剂。
5.根据权利要求 1 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，其特征在于：所述胶粘剂用于金属基底、聚丙烯基底之间的粘结，具体使用步骤为：
1)改性金属基底的制备；
a)取金属基底，置于 280-300°C 下烘烤，再进行抛丸除锈，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，真空干燥，得到预处理基体；
b)取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，得到基底 A；
c)取基底 A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，得到基底 B；
d)取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散，再加入基底 B，30-40°C 下浸泡，洗涤干燥，得到改性金属基底；
2)改性聚丙烯基底的制备；
a)取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，备用；
b)取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应 10-12h，真空干燥，再在氮气环境下加入 TMI 和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应 2-5h，洗涤干燥，得到改 性聚丙烯基底；
3)胶粘剂的制备：取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇、酚醛树脂、二氧化硅、多巴胺盐酸盐溶液、消泡剂和增韧剂，制备得到胶粘剂；
4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
6.根据权利要求 5 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，其特征在于：具体使用步骤为：
1)改性金属基底的制备：
a)取金属基底，置于 280-300°C 下烘烤，烘烤时间为 15-25min，再进行抛丸除锈，处理时电流为 8-14A，处理时间为 10-25min，接着依次置于丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，清洗时间均为 15-25min，真空干燥，得到预处理基体；
b)取预处理基体，将预处理基体置于溅射腔中，在氩气、氮气气氛下溅射镀钽层，靶材为金属钽，工作气压为 0.8-0.9Pa，溅射功率为 200-300W，钽层厚度为 80-100nm，得到基底 A；
c)取基底 A，置于氩气、氮气气氛中，在钽层上表面溅射镀银层，靶材分别为金属钽、金属银，工作气压为 0.8-0.9Pa，金属银靶 的溅射功率为 140-150W，金属钽靶的溅射功率为20-26W，得到基底 B；
d)取氨基硅烷偶联剂和乙醇，搅拌溶解，超声分散，再加入基底 B，30-40°C 下浸泡2-3h，洗涤干燥，得到改性金属基底；
2)改性聚丙烯基底的制备：
a)取聚丙烯基底，置于氮气环境中进行预热，备用；
b)取三乙基硼、四氢呋喃混合溶液，加入聚丙烯基底，搅拌反应 10-12h，真空干燥，再在氮气环境下加入 TMI 和苯乙烯，停止输送氮气后输入空气，搅拌反应 2-5h，洗涤干燥，得到改 性聚丙烯基底；
3)胶粘剂的制备：取聚氨酯甲酸酯、多异氰酸酯、环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙烯二醇、酚醛树脂、二氧化硅、多巴胺盐酸盐溶液、消泡剂和增韧剂，制备得到胶粘剂；
4)取改性金属基底，在改性金属基底进行氨基硅烷偶联剂改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；取改性聚丙烯基底，在改性聚丙烯基底改性的一面涂覆一层胶粘剂，干燥备用；再将改性金属基底涂覆面与改性聚丙烯基底涂覆面叠合，热压复合，得到成品。
7.根据权利要求 6 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，其特征在于：步骤1)中，氨基硅烷偶联剂为(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、(3-氨丙基)三甲氧基硅烷、氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或多种混合。
8.根据权利要求 6 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，其特征在于：步骤2)的 a)步骤中，预热温度为 25-28°C，预热时间为 10-20min。
9.根据权利要求 6 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，其特征在于：步骤4)中，干燥温度均为 50-60℃。
10.根据权利要求 6 所述的一种金属与塑料粘结用胶粘剂的用途，其特征在于：步骤1)的 d)步骤中，超声分散时间为 8-10min。
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