CN105199285A - 一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，氰基丙烯酸酯组合物按重量百分比，由以下组分组成：氰基丙烯酸酯单体50-97％；阴离子聚合阻聚剂0.001-10%；自由基聚合阻聚剂0.01-5%；中空玻璃微珠1-30%；增粘剂1-30%。将中空玻璃微珠引入到氰基丙烯酸酯组合物中，利用中空玻璃微珠增强氰基丙烯酸酯组合物的抗冲击性能。进一步地，中空玻璃微珠使用硅烷偶联剂进行表面修饰，改进中空玻璃微珠与其他组分的相容性。中空玻璃微珠添加到氰基丙烯酸酯单体中能形成良好的增韧体系。采用本发明制备的氰基丙烯酸酯组合物，不仅具有良好的韧性，而且具有成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂，尤其涉及一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物。
背景技术
氰基丙烯酸酯组合物是一种应用广泛的瞬干胶粘剂，具有固化速度快，适用材料广，粘胶强度高，无溶剂，使用方便等优点。然而，该瞬干胶粘剂的一大缺点是性脆，抗冲击性不好，从而限制了其更广泛的应用。虽然通过向氰基丙烯酸酯组合物中加入增塑剂可以提改善其韧性，但是会同时导致拉伸强度和耐热性等性能的下降。目前优选的一种增韧方法是使用橡胶类弹性体或聚氨酯弹性体。中国专利CN103555212B涉及一种耐湿热的氰基丙烯酸酯组合物，其中加入了ASA橡胶（丙烯腈—苯乙烯—丙烯酸酯类橡胶的共聚物）作为增粘剂和增韧剂，提高增韧效果的同时也提高了瞬干胶粘剂的耐热和耐湿效果。但是这种橡胶增韧方法可能会影响瞬干胶粘剂的刚性和强度，还可能降低产品的导热系数。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题和缺陷，本发明提供一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，以解决现有氰基丙烯酸酯组合物存在性脆和冲击性不足的问题，采用中空玻璃微珠作为增韧剂，不会影响氰基丙烯酸酯组合物的固化速度和贮存寿命稳定性，可获得一种成本较低、韧性较好的氰基丙烯酸酯组合物。
中空玻璃微珠作为一种新型的无机刚性粒子增韧聚合物，按化学成份含有二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁和硅酸钠等，具有质轻、导热系数低、无毒、不燃，化学稳定性好、耐腐蚀等优点，在工业界已经得到了广泛的应用。本发明通过对中空玻璃微珠表面进行有效包覆处理，作为瞬干胶粘剂的填充组分，实现对瞬干胶粘剂的增强、增韧和降低成本。
为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述氰基丙烯酸酯组合物按重量百分比，由以下组分组成：氰基丙烯酸酯单体50-97％；阴离子聚合阻聚剂0.001-10%；自由基聚合阻聚剂0.01-5%；中空玻璃微珠1-30%；增粘剂1-30%。
本发明按重量百分比，所述氰基丙烯酸酯单体为70-90%；阴离子聚合阻聚剂为0.001-1%；自由基聚合阻聚剂为0.1-1%；中空玻璃微珠为1-20%。
本发明所述氰基丙烯酸酯单体选择２-氰基丙烯酸甲酯、2-氰基丙烯酸乙酯、2-氰基丙烯酸丙酯、2-氰基丙烯酸丁酯、2-氰基丙烯酸甲氧基乙酯、2-氰基丙烯酸乙氧基乙酯、2-氰基丙烯酸甲氧基丙酯中的一种或几种。
本发明所述阴离子聚合阻聚剂选择二氧化硫、三氟化硼络合物、对甲苯磺酸、甲磺酸中的一种或几种。
本发明所述自由基聚合阻聚剂为醌、对苯二酚、对甲氧基苯酚中的一种或几种。
本发明所述中空玻璃微珠为微米级，其粒径范围在10-150微米。
本发明所述中空玻璃微珠使用硅烷偶联剂进行表面修饰，该硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH-570中的一种，其用量为中空玻璃微珠质量的1-2%。
本发明所述对中空玻璃微珠进行表面修饰的过程是：首先将中空玻璃微珠置于100-120℃烘箱中干燥；然后加入至硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌混合后加热至40-60℃，超声处理60min，再加热至80-110℃，冷却至室温备用。
本发明所述增粘剂选择聚甲基丙烯酸甲酯、聚氰基丙烯酸酯、醋酸纤维素、丙烯酸酯橡胶、聚乙烯基烷基醚、气相二氧化硅中的一种或几种。
本发明所产生的有益效果是：将中空玻璃微珠引入到氰基丙烯酸酯组合物中，利用中空玻璃微珠增强氰基丙烯酸酯组合物的抗冲击性能。进一步地，中空玻璃微珠使用硅烷偶联剂进行表面修饰，改进中空玻璃微珠与其他组分的相容性。中空玻璃微珠添加到氰基丙烯酸酯单体中能形成良好的增韧体系。采用本发明制备的氰基丙烯酸酯组合物，不仅具有良好的韧性，而且具有成本低的优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明：
本发明将2-氰基丙烯酸乙酯作为用于制备中空玻璃微珠增韧的氰基丙烯酸酯组合物的优选单体；阴离子聚合阻聚剂优选二氧化硫；自由基聚合阻聚剂优选对苯二酚；增粘剂优选聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。
本发明提供的利用中空玻璃微珠增韧的氰基丙烯酸酯组合物还可以包含其他助剂，其他助剂为增塑剂、促进剂、交联剂、偶联剂、着色剂或耐热添加剂。
本发明首先对中空玻璃微珠进行表面修饰，其制备过程是：首先将市售的中空玻璃微珠置于110℃烘箱中干燥；然后加入至KH-550硅烷偶联剂（20wt%）的乙醇溶液中，其中KH-550硅烷偶联剂的用量是中空玻璃微珠质量的1%；搅拌混合后加热至50℃，超声处理60min，再加热至100℃，彻底除净乙醇后冷却至室温备用即可。
实施例1：
在重量含量为89.895%的氰基丙烯酸乙酯单体中添加0.005%的阴离子聚合阻聚剂二氧化硫、0.1%的自由基聚合阻聚剂对苯二酚、5%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、5%的中空玻璃微珠，在配胶釜中混合搅拌均匀，制得胶液。
测试粘接剪切强度（25℃）：45号钢为22.1MPa，铝为20.7Mpa。
实施例2：
在重量含量为74.85%的氰基丙烯酸乙酯单体中添加0.05%的阴离子聚合阻聚剂二氧化硫、0.1%的自由基聚合阻聚剂对苯二酚、15%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、10%的中空玻璃微珠，在配胶釜中混合搅拌均匀，制得胶液。
测试粘接剪切强度（25℃）：45号为25.7MPa，铝为22.9Mpa。
实施例3：
在重量含量为64.4%的氰基丙烯酸乙酯单体中添加0.5%的阴离子聚合阻聚剂二氧化硫、0.1%的自由基聚合阻聚剂对苯二酚、20%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、15%的中空玻璃微珠，在配胶釜中混合搅拌均匀，制得胶液。
测试粘接剪切强度（25℃）：45号钢为19.3MPa，铝为18.7Mpa。
实施例4（对比例）：
在重量含量为74.85%的氰基丙烯酸乙酯单体中添加0.05%的阴离子聚合阻聚剂二氧化硫、0.1%的自由基聚合阻聚剂对苯二酚、25%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），在配胶釜中混合搅拌均匀，制得胶液。
测试粘接剪切强度（25℃）：45号钢为18.3MPa，铝为17.9Mpa。
实施例5：
在重量含量为95.9%的氰基丙烯酸乙酯单体中添加0.05%的阴离子聚合阻聚剂二氧化硫、0.05%的自由基聚合阻聚剂对苯二酚、2%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），2%的中空玻璃微珠，在配胶釜中混合搅拌均匀，制得胶液。
测试粘接剪切强度（25℃）：45号钢为18.7MPa，铝为17.1Mpa。
实施例6：
在重量含量为94.95%的氰基丙烯酸乙酯单体中添加0.05%的阴离子聚合阻聚剂二氧化硫、1%的自由基聚合阻聚剂对苯二酚、2%的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），2%的中空玻璃微珠，在配胶釜中混合搅拌均匀，制得胶液。
测试粘接剪切强度（25℃）：45号钢为17.7MPa，铝为18.5Mpa。
从以上实施例可以看出：中空玻璃微珠可以增强氰基丙烯酸酯的粘接剪切强度，即提高韧性；中空玻璃微珠含量为10%时增韧效果最优，含量过多或过少都会降低增韧效果。
Claims (9)
1.一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述氰基丙烯酸酯组合物按重量百分比，由以下组分组成：氰基丙烯酸酯单体50-97％；阴离子聚合阻聚剂0.001-10%；自由基聚合阻聚剂0.01-5%；中空玻璃微珠1-30%；增粘剂1-30%。
2.根据权利要求1所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：按重量百分比，所述氰基丙烯酸酯单体为70-90%；阴离子聚合阻聚剂为0.001-1%；自由基聚合阻聚剂为0.1-1%；中空玻璃微珠为1-20%。
3.根据权利要求1所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述氰基丙烯酸酯单体选择２-氰基丙烯酸甲酯、2-氰基丙烯酸乙酯、2-氰基丙烯酸丙酯、2-氰基丙烯酸丁酯、2-氰基丙烯酸甲氧基乙酯、2-氰基丙烯酸乙氧基乙酯、2-氰基丙烯酸甲氧基丙酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述阴离子聚合阻聚剂选择二氧化硫、三氟化硼络合物、对甲苯磺酸、甲磺酸中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述自由基聚合阻聚剂为醌、对苯二酚、对甲氧基苯酚中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述中空玻璃微珠为微米级，其粒径范围在10-150微米。
7.根据权利要求6所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述中空玻璃微珠使用硅烷偶联剂进行表面修饰，该硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH-570中的一种，其用量为中空玻璃微珠质量的1-2%。
8.根据权利要求7所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：对中空玻璃微珠进行表面修饰的过程是：首先将中空玻璃微珠置于100-120℃烘箱中干燥；然后加入至硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌混合后加热至40-60℃，超声处理60min，再加热至80-110℃，冷却至室温备用。
9.根据权利要求1所述的一种增韧的氰基丙烯酸酯组合物，其特征在于：所述增粘剂选择聚甲基丙烯酸甲酯、聚氰基丙烯酸酯、醋酸纤维素、丙烯酸酯橡胶、聚乙烯基烷基醚、气相二氧化硅中的一种或几种。
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