CN112778942A - 一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶及其制备方法，在其中加入金属催化剂，可以缩短其加热保压条件下的初步固化的时间，进一步加入马来酸或富马酸，利用其基团，延长其在常温时的反应时间，以保证高温可实现快速定位的同时，常温的情况下可操作时间延长，一般可实现15～40分钟，这样的设计，既保证了一旦施加高温保压的情况下该丙烯酸酯结构胶即可实现短时间的快速固化，又可保证在施加高温保压之前，常温状态下的可操作的时间较长，为较为复杂的工艺或产品的装配预留了足够时间；一旦装配结束后提供高温保压，又可在短时间内即达到较高的热压强度，既提高了生产效率又提升了良品率。

Description

一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯 酸酯结构胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及黏合剂领域，尤其涉及一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组 分丙烯酸酯结构胶及其制备方法。

背景技术

氧化还原反应型的双组份胶丙烯酸酯结构胶，具有室温快速固化且固化速度可调，使用 便利且易操作，机械强度高，不需要严格表面处理，油面可粘接性、可粘接材料广泛等优势。 主要应用于塑料，金属及其复合材料的快速定位，例如机械，电子，电器，汽车，航天，航 空等行业的结构件粘接，以及一些小件配装，大件组装和结构件维修等。

体积混合比例10：1的丙烯酸酯结构胶以优异的综合性能而著称，具有较高的粘接强度， 广泛的粘接性，良好的韧性，优异的耐疲劳性能；同时该类丙烯酸酯湿热以及耐高低温性能 也比较好，其存储稳定性相对其他比例混合而言也大大提高。电子行业对这两个方面的要求 普遍较高，故该类的丙烯酸酯结构胶在迅猛发展的电子行业的一些地方也得到很好的应用。

目前双组分丙烯酸酯胶黏剂的固化方式通常为在特定的温度下使胶水初步固化后，之后 在室温24小时后以达到完全固化。在胶水初步固化定位的时候，需要一定的压力施加在特定 的粘接区域，以防止粘接区域因胶水未固化而产生位置偏移，导致定位失败。因此，初步固 化的时间越短，对提高生产效率越有利，但与此同时，固化时间太短，又会使得可操作时间 过于短暂，施胶到结构定位组装的过程中，若操作不及时，发生了胶黏剂未到位置已固化或 是到位置粘接前已固化的情况，都会造成不必要的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结 构胶及其制备方法。

具体为：一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，包含 A组分和B组分，其特征在于：

所述A组分包含如下重量分数的组分：

所述B组分包含如下重量分数的组分：

所述A、B组分体积比为10：1；且A、B组分分别独立储存。

进一步，所述丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯、甲基丙 烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、三甲基环己烷丙烯酸酯、环已烷二甲醇二丙烯酸酯其中的一种 或一种以上的组合。

进一步，所述核壳粒子为ABS、MBS、SBS、丁二烯橡胶核壳粒子、丁苯橡胶核壳粒子中 的一种或一种以上的组合。

进一步，所述液体橡胶为液体丁二烯橡胶、液体异戊二烯橡胶、液体丁苯橡胶中的一种 或者一种以上的组合。

进一步，所述胺类促进剂为乙二胺、丙二胺、已二胺、二乙胺、三乙胺、二丙胺、三丙胺、N,N-二甲基对苯二胺、N,N-二乙基对甲苯胺、N,N-二羟乙基对甲苯胺、苄基二甲胺的一种或一种以上的组合。

进一步，所述有机金属类促进剂为萘酸钴、环烷酸钴、醋酸钴、荼酸锰、乙酰丙酮钒的 一种或一种以上的组合。

进一步，所述磷酸酯为PM-2、PM1500、PM1520、PM3030、PM3060、CD9050、CD9051中的一种或一种以上的组合。

进一步，所述稳定剂为对苯二酚、对苯醌、1,4-萘醌、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一 种或一种以上的组合。

进一步，所述石蜡为熔点在40～80℃的固态高级烷烃混合物。

进一步，所述触变剂为气相二氧化硅。

进一步，所述引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化甲乙 酮及过氧化二异丙苯中的一种或一种以上的组合。

进一步，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、葵 二酸二辛酯、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂的一种或一种以上的组合。

进一步，所述增稠剂为有机膨润土、聚乙烯蜡、聚乙烯微粉中的一种或者一种以上的组 合。

进一步，所述颜料为酞青蓝、铁蓝、油溶蓝的一种或者一种以上的组合。

一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶的制备方法，包 括如下工艺：

A组分的制备：

称取丙烯酸酯单体、核壳橡胶、稳定剂依次加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

搅拌均匀后依次加入磷酸酯、胺类固化剂加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

搅拌均匀后称取有机金属类促进剂，马来酸或富马酸加入双行星混合动力反应釜内，搅 拌混合；

搅拌均匀后称取上述重量比范围内的石蜡，所述石蜡需要在80℃的烘箱成液体，趁热加 入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

搅拌均匀后称取上述重量比范围内的触变剂加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后 抽真空除泡，出料后得到A组分；

B组分的制备：

称取上述重量百分比范围内的增塑剂、引发剂、颜料加入双行星混合动力反应釜内，搅 拌混合；

称取上述重量百分比范围内的增稠剂加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空 除泡，出料后得到B组分；

A组分和B组分体积比为10:1，分别独立包装。

本专利技术特点在于，在其中加入金属催化剂，可以缩短其初步固化的时间，在一定加 热保压条件下，能达到更快速的定型的效果，然而金属催化剂的加入，使得初步固化时间大 约为3～5分钟，时间过短，导致其常温可操作时间有限，难以满足当前一些装配要求较高的 复杂的产品；本专利进一步加入马来酸或富马酸，利用其基团，在常温时延长其反应时间， 以保证高温可实现快速定位的同时，常温的情况下可操作时间延长，一般可实现15～40分钟， 这样的设计，既保证了一旦施加高温保压的情况下该丙烯酸酯结构胶即可实现短时间的快速 固化，又可保证在施加高温保压之前，常温状态下的可操作的时间较长，为较为复杂的工艺 或产品的装配预留了足够时间；一旦装配结束后提供高温保压，又可在短时间内即达到较高 的热压强度，既提高了生产效率又提升了良品率。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做详细描述。

实施例1

A组分的制备：(1)将45份甲基丙烯酸、15份甲基丙烯酸甲酯、18份SBS核壳粒子、 5份MBS核壳粒子、10份液体异戊二烯橡胶、0.02份对苯醌依次加入到双行星混合动力 反应釜内，搅拌混合；(2)搅拌均匀后将1份PM-2、1.5份N,N-二甲基对苯二胺加入双 行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(3)搅拌均匀后将0.1份马来酸、0.8份荼酸锰、 1.2份萘酸钴加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(4)搅拌均匀后将1.5份石蜡 加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(5)搅拌均匀后将0.98份气相二氧化硅加入 双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到A组分，密封包装。

B组分的制备：(1)将40份过氧化苯甲酰、28份双酚A环氧树脂、14份双酚F环氧 树脂、7份邻苯二甲酸二甲酯、1份铁蓝依次加入到双行星混合动力反应釜内，搅拌混合。 (2)搅拌均匀后将9份聚乙烯微粉、1份聚乙烯蜡加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均 匀后抽真空除泡，出料后得到B组分，密封包装。

将A组分和B组分按照体积比为10:1，分别独立包装。

实施例2

A组分的制备：(1)将40份甲基丙烯酸、12.5份甲基丙烯酸乙酯、20份SBS核壳粒子、8份MBS核壳粒子、12份液体丁苯橡胶、0.05份对苯醌依次加入到双行星混合动力反 应釜内，搅拌混合；(2)搅拌均匀后将1份PM1500、1.2份N,N-二甲基对苯二胺加入双行 星混合动力反应釜内，搅拌混合；(3)搅拌均匀后将0.3份马来酸、1份荼酸锰、2.6份萘 酸钴加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(4)搅拌均匀后将0.5份石蜡加入双行星混 合动力反应釜内，搅拌混合；(5)搅拌均匀后将0.75份气相二氧化硅加入双行星混合动力 反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到A组分，密封包装。

B组分与实施例1相同；将A组分和B组分按照体积比为10:1，分别独立包装。

实施例3

烯酸酯结构胶黏剂的A组分的制备：(1)将30份甲基丙烯酸、15份甲基丙烯酸甲酯、5份甲基丙烯酸异冰片酯、25份ABS核壳粒子、10份丁二烯橡胶核壳粒子、6份液体异 戊二烯橡胶、0.05份对苯二酚依次加入到双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(2)搅拌 均匀后将1份PM1520、1.2份N,N-二甲基对苯二胺加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混 合；(3)搅拌均匀后将0.5份马来酸、3份醋酸钴、2份萘酸钴加入双行星混合动力反应 釜内，搅拌混合；(4)搅拌均匀后将0.5份石蜡加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合； (5)搅拌均匀后将0.75份气相二氧化硅加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空 除泡，出料后得到A组分，密封包装；

B组分与实施例1相同；将A组分和B组分按照体积比为10:1，分别独立包装。

实施例4

烯酸酯结构胶黏剂的A组分的制备：(1)将40份甲基丙烯酸、11份甲基丙烯酸乙酯、18份ABS核壳粒子、12份MBS核壳粒子、8份液体丁苯橡胶、0.05份对苯醌依次加入到 双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(2)搅拌均匀后将1份PM-2、1.2份N,N-二羟乙基 对甲苯胺加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(3)搅拌均匀后将0.5份富马酸、1 份马来酸、2.5份醋酸钴、3.5份萘酸钴加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(4) 搅拌均匀后将0.6份石蜡加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(5)搅拌均匀后将0.65 份气相二氧化硅加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到A组分， 密封包装；

B组分与实施例1相同；将A组分和B组分按照体积比为10:1，分别独立包装。

对比例1

烯酸酯结构胶黏剂的A组分的制备：(1)将41.5份甲基丙烯酸、13.5份甲基丙烯酸乙 酯、20份ABS核壳粒子、9份SBS核壳粒子、12份液体丁二烯橡胶、0.05份对苯二酚 依次加入到双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(2)搅拌均匀后将1份PM1520、1.2份 N,N-二甲基对苯二胺，0.4份三乙醇胺加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(3)搅 拌均匀后将0.6份石蜡加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(4)搅拌均匀后将0.75 份气相二氧化硅加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到A组 分，密封包装。

B组分与实施例1相同；将A组分和B组分按照体积比为10:1，分别独立包装。

对比例2

烯酸酯结构胶黏剂的A组分的制备：(1)将42份甲基丙烯酸、13.5份甲基丙烯酸乙酯、20份ABS核壳粒子、8份SBS核壳粒子、12份液体丁二烯橡胶、0.05份对苯二酚依 次加入到双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(2)搅拌均匀后将1份PM1520、1.3份N,N- 二甲基对苯二胺加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(3)搅拌均匀后将0.5份醋酸钴、 0.3份萘酸钴加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(4)搅拌均匀后将0.6份石蜡加 入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(5)搅拌均匀后将0.75份气相二氧化硅加入双行 星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到A组分，密封保存；

B组分与实施例1相同；将A组分和B组分按照体积比为10:1，分别独立包装。

对比例3

烯酸酯结构胶黏剂的A组分的制备：(1)将40份甲基丙烯酸、12.5份甲基丙烯酸乙酯、20份ABS核壳粒子、8份SBS核壳粒子、12份液体丁二烯橡胶、0.05份对苯二酚依 次加入到双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(2)搅拌均匀后将1份PM1520、1.2份N,N- 二甲基对苯二胺加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(3)搅拌均匀后将2.5份醋酸 钴、1.4份萘酸钴加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(4)搅拌均匀后将0.6份石 蜡加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；(5)搅拌均匀后将0.75份气相二氧化硅加入 双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到A组分，密封保存；

B组分与实施例1相同；将A组分和B组分按照体积比为10:1，分别独立包装。

将所述实施例和对比例进行下述实验进行论证其性能：

常温固化时长测试：

通过Testo 175T3温度记录仪记录在常温环境下，将A组分和B组分按照体积比为10:1 混合后，胶水温度升至最高温度点的时间来表征上述实施例和对比例的丙烯酸酯结构胶黏剂 的反应快慢，具体技术方案为：

准备好胶水和胶枪，胶水要在23±2℃的环境中储存2～6小时，以达到恒温。Testo175T3 插上热电偶，并将热电偶头部用一小块铝箔纸包起来，包好后的铝箔纸长度不小于2cm。通 过胶枪手动点胶10g，胶水应尽可能点在一起，并且重量误差控制在±0.2g，点胶时间应控 制在30s～60s，点胶结束后立即将烧杯放入保温棉中。然后立即将热电偶插入胶水中，于此 同时测试过程中需用手扶住热电偶以免掉出(胶水固化后可以松开热电偶)。测试完成后，拔 出热电偶，Testo 175T3温度记录仪会显示出最高温度点的温度以及到达该温度的时间。时 间越短说明丙烯酸酯结构胶的反应越快，反之说明反应越慢。

剪切强度测试：按GB/T7124-1986执行，基材为铝片对铝片，固化条件为25℃*24H；

热压强度测试：设置热压机的热压温度和热压时间，将A、B两组分混合均匀的胶黏剂通 过点胶机在铝片上一个25.4mm*12.5mm面积的胶粘面，把点好胶的样件入热压机中，在上方 搭接上另一个铝片搭接面积为25.4mm*12.5mm，启动热压机等热压结束后取出样件，常温放 置至室温后测试；分别进行热压温度为70℃、80℃、90℃，热压时间为1min的测试，即为 一定温度热压1min的热压强度。

表一实施例和对比例性能对比表

通过上表一可以看出：

1、对比例中，对比例1是既没有添加有机金属类促进剂也没有添加马来酸和富马酸的情 况，虽然常温固化时间较长，可达到14分钟，然而短时间的热压达到的强度太低，即在拥有 较长操作时间的情况下，初始固化强度却难快速达到较高，需要持久的固定以保证固化的效 果，因此对比例1的实际工作效率较低；

2、对比例2是添加了有机金属类促进剂但是没有添加马来酸和富马酸的情况，常温固化 的时间较短，而且短时间热压达到的强度较低，不能同时具备操作时间长且初始固化强度高 的效果；

3、对比例3是相对于对比例2添加了更多的有机金属类促进剂但是没有添加马来酸和富 马酸的情况，由对比例数据可以看出——有机金属类促进剂的添加利于结构胶的快速固化， 对比例3虽然热压初始固化强度较高，然而常温固化的时间太短，可操作时间过短，不适用 于装配结构较为复杂或是装配工艺较为繁琐的产品，实用性不强；

实施例1～4操作时间长度可以达到15～40分钟，实际生产过程中，可以根据需求调整 合适的初始固化时长；且70℃、80℃、90℃热压1分钟的情况下，热压强度很快达到了一个 较高的数值，意味着，在常温固化时长延长的情况下，一旦经过热压其初始固化强度较高， 可较短时间内实现初始固化，提高了工作效率；实施例1～4相对于对比例3来说，在有效延 长了常温固化的时长情况下，其热压后的初始固化强度虽有一定损失，但仍对比例1～2提升 许多，意味着本专利平衡了常温固化时长和热压后的初始固化强度，兼顾两种属性，不因为 单一追求某种效果而损失另一效果。

3、25℃常温剪切强度，由表一中数据可以看出，实施例1～4的数据与对比例2～3接近， 优于对比例1，说明本专利产品没有损失粘接效果，且粘结效果较普通的结构胶还有一定的 提升。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果的进一步详细说明。以 上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明内容和原则之内，所做 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 (15)

1.一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，包含A组分和B组分，其特征在于：

所述A组分包含如下重量分数的组分：

所述B组分包含如下重量分数的组分：

所述A、B组分体积比为10：1；且A、B组分分别独立储存。

2.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰吗啉、三甲基环己烷丙烯酸酯、环已烷二甲醇二丙烯酸酯其中的一种或一种以上的组合。

3.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述核壳粒子为ABS、MBS、SBS、丁二烯橡胶核壳粒子、丁苯橡胶核壳粒子中的一种或一种以上的组合。

4.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述液体橡胶为液体丁二烯橡胶、液体异戊二烯橡胶、液体丁苯橡胶中的一种或者一种以上的组合。

5.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述胺类促进剂为乙二胺、丙二胺、已二胺、二乙胺、三乙胺、二丙胺、三丙胺、N,N-二甲基对苯二胺、N,N-二乙基对甲苯胺、N,N-二羟乙基对甲苯胺、苄基二甲胺的一种或一种以上的组合。

6.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述有机金属类促进剂为萘酸钴、环烷酸钴、醋酸钴、荼酸锰、乙酰丙酮钒的一种或一种以上的组合。

7.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述磷酸酯为PM-2、PM1500、PM1520、PM3030、PM3060、CD9050、CD9051中的一种或一种以上的组合。

8.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述稳定剂为对苯二酚、对苯醌、1,4-萘醌、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或一种以上的组合。

9.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述石蜡为熔点在40～80℃的固态高级烷烃混合物。

10.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述触变剂为气相二氧化硅。

11.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化甲乙酮及过氧化二异丙苯中的一种或一种以上的组合。

12.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二辛酯、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂的一种或一种以上的组合。

13.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述增稠剂为有机膨润土、聚乙烯蜡、聚乙烯微粉中的一种或者一种以上的组合。

14.如权利要求1所述的一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶，其特征在于：所述颜料为酞青蓝、铁蓝、油溶蓝的一种或者一种以上的组合。

15.一种热压快速固化且常温混合后可操作时间长的双组分丙烯酸酯结构胶的制备方法，包括如下工艺：

A组分的制备：

称取丙烯酸酯单体、核壳橡胶、稳定剂依次加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

搅拌均匀后依次加入磷酸酯、胺类固化剂加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

搅拌均匀后称取有机金属类促进剂，马来酸或富马酸加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

搅拌均匀后称取上述重量比范围内的石蜡，所述石蜡需要在80℃的烘箱成液体，趁热加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

搅拌均匀后称取上述重量比范围内的触变剂加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到A组分；

B组分的制备：

称取上述重量百分比范围内的增塑剂、引发剂、颜料加入双行星混合动力反应釜内，搅拌混合；

称取上述重量百分比范围内的增稠剂加入双行星混合动力反应釜内，搅拌均匀后抽真空除泡，出料后得到B组分；

A组分和B组分体积比为10:1，分别独立包装。