一种丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法和应用，所述丙烯酸酯胶粘剂的原料组合物包括第一组份和第二组份；所述第一组份包括甲基丙烯酸酯类化合物、弹性体、解络合剂和丙烯酸酯类化合物；所述第二组份包括甲基丙烯酸酯类化合物和引发剂。该丙烯酸酯胶粘剂应用在粘结聚烯烃材料时，能够提供良好粘结强度，且固化后还具备较高的断裂伸长率，具备较高的韧性，解决了目前丙烯酸酯胶粘剂不适合大面积粘接、大间隙的粘接和灌封的问题。大间隙的粘接和灌封的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种丙烯酸酯胶粘剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚烯烃是消费量最大的合成树脂种类，其原料丰富，价格低廉，容易加工成型，综合性能优良，因此应用十分广泛。但其也因为表面能低而存在粘附能力低的问题，对于这类低表面能材料的粘接问题，一直是研究的重点。一般的胶黏剂很难直接粘接聚烯烃，常在粘接前进行预处理来提高表面能再进行涂抹、粘接，常见的预处理方式有，电晕放电、等离子体处理等，但都价格昂贵、操作复杂。其中有一种由有机硼烷引发的胶粘剂广泛用于聚烯烃粘结，它无需对聚烯烃材料进行预处理，直接粘结就能提供良好的粘接强度。但由于其特殊的粘接机理，存在胶粘剂固化速度慢，没有较短的固定时间，粘接后不能在较短的时间内进行移动的问题。
[0003]通常可以在室温下固化的胶黏剂体系有双组份环氧、双组份丙烯酸酯等，其中双组份丙烯酸酯胶粘剂是一种强韧、耐用的高效环保粘合剂。是橡胶增韧体系，在室温下固化，形成交联结构，适合粘结金属、工程塑料以及其他基材，但也存在单体的气味、毒性和易燃，胶层脆性大，要求很薄、易受氧气抑制、在某些塑料基材上可能引起应力开裂，不适合大面积粘接，大间隙的粘接和灌封，耐热、耐候性还不够理想，故也限制了其应用。
[0004]目前所用的用于聚烯烃粘接的有机硼烷引发固化的丙烯酸酯胶粘剂，虽然搭接剪切强度、耐老化优异，T型剥离强度，耐老化，耐高温性能优异，可操作时间长，但胶粘剂本身仍存在脆性大的问题，因此需提高胶粘剂的柔韧性，以防上述不良反应。
[0005]有机硼烷引发的丙烯酸酯胶粘剂，能够很好的粘接聚烯烃材料，并提供良好的粘接强度，目前已有一些专家学者研究了双组份丙烯酸酯体系的胶黏剂，A组份用丙烯酸酯单体、解络合剂以及一些助剂作为主体，B组份用丙烯酸酯单体、引发剂和一些助剂作为主体，但这种混合好的胶粘剂固化后都存在脆性大，不能提供所需断裂伸长率的问题。
[0006]例如中国专利文献CN112521869A和CN109777308A均公开了一种双组份的丙烯酸胶黏剂。其中，CN112521869A公开了通过加入长链脂肪族甲基丙烯酸单体，高韧性橡胶弹性体和增强树脂增韧丙烯酸酯胶粘剂，解决了丙烯酸酯胶粘剂刚性问题，根据其实施例的记载可知，其断裂伸长率能达到170～200％，但仍然没有显著突破。故目前双组份丙烯酸酯胶黏剂的韧性仍有很大改进空间。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术中双组份丙烯酸酯胶粘剂存在的断裂伸长率低的问题，而提供了一种丙烯酯胶粘剂及其制备方法和应用，该丙烯酸酯胶粘剂应用在粘结聚烯烃材料时，能够提供良好粘结强度，且固化后还具备较高的断裂伸长率即韧性较大，从而适于大面积和大间隙的粘接和灌封。
[0008]本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题的。
[0009]本专利技术提供了一种丙烯酸酯胶粘剂，其原料组合物包括第一组份和第二组份；
[0010]其中，所述第一组份包括甲基丙烯酸酯类化合物、弹性体、解络合剂和丙烯酸酯类化合物；
[0011]其中，所述第二组份包括甲基丙烯酸酯类化合物和引发剂。
[0012]本专利技术中，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物可为本领域常规，一般含有环状基团，例如，环氧烷基或者环烷基。
[0013]其中所述环状基团较佳地为四元环、五元环、六元环或七元环。
[0014]本专利技术所述第一组份中，所述甲基丙烯酸酯类化合物中碳的个数较佳地为9～12。
[0015]本专利技术中，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物的含量较佳地为50％～60％，例如55.6％，百分比为所述甲基丙烯酸酯类化合物的质量与所述第一组份总质量的百分比。
[0016]本专利技术中，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物优选包括甲基丙烯酸酯A和甲基丙烯酸酯B，所述甲基丙烯酸酯A包括含有氧杂环烷基的甲基丙烯酸酯类化合物，所述甲基丙烯酸酯B包括含有异冰片基的甲基丙烯酸酯类化合物。
[0017]较佳地，所述第一组份中所述两种以上的甲基丙烯酸酯为四氢化糠基甲基丙烯酸酯和/或异冰片基甲基丙烯酸酯。由于甲基丙烯酸酯具有强烈的气味，为改进丙烯酸酯胶粘剂的气味性，本专利技术中采用了低气味的四氢化糠基甲基丙烯酸酯和异冰片基甲基丙烯酸酯。
[0018]其中，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯A与所述甲基丙烯酸酯B的质量比较佳地为(4～6)：1，更佳地为5.5：1或6：1。
[0019]其中，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯A与所述丙烯酸酯类化合物的质量比较佳地为(3～9)：(1～3)，更佳地为5.5：2。
[0020]其中，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯A的含量较佳地为40％～50％，例如47.1％，百分比为所述甲基丙烯酸酯A与所述第一组份总质量的百分比。
[0021]其中，所述甲基丙烯酸酯B的含量较佳地为5％～15％，例如8.5％，百分比为所述甲基丙烯酸酯B与所述第一组份总质量的百分比。
[0022]本专利技术中，所述丙烯酸酯类化合物可为本领域常规理解的含义，一般是指在所述丙烯酸酯的基团的末端上不含有甲基，即不含甲基丙烯酸酯基团。
[0023]本专利技术中，所述丙烯酸酯类化合物的主链上碳和氧的个数较佳地为8～20，例如10个或16个。
[0024]本专利技术中，所述丙烯酸酯类化合物较佳地为二乙二醇乙醚丙烯酸酯和/或月桂丙烯酸酯。本领域技术人员知晓二乙二醇乙醚丙烯酸酯可通过二乙二醇乙醚与丙烯腈或者丙烯酰氯反应获得。
[0025]本专利技术中，所述丙烯酸酯类化合物的含量可为本领域常规，较佳地为20％～30％，例如23％，百分比为所述丙烯酸酯类化合物的质量与所述第一组份总质量的百分比。
[0026]本专利技术中，所述第一组份中所述弹性体可为本领域常规，一般为颗粒状。
[0027]本专利技术中，所述第一组份中所述弹性体优选为含丁二烯和苯乙烯为重复单元的共聚物。
[0028]本专利技术中，所述第一组份中所述弹性体较佳地为丁二烯
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苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
的共聚物(MBS)或丁二烯
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苯乙烯
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苯乙烯的共聚物(SBS)。本领域技术人员知晓所述MBS是一种典型的核壳结构树脂，属于软核硬壳型接枝共聚物，核壳接枝共聚物的加入能够很好的改善胶黏剂的抗冲击性能；兼具橡胶弹性和塑料的热塑性，例如已完全氢化的SEBS，具有优良的耐老化性并能在高温下进行加工。
[0029]本专利技术中，所述第一组份中所述弹性体的含量可为本领域常规，较佳地为6％～18％，例如8.5％～17％，百分比为所述弹性体的质量与所述第一组份总质量的百分比。
[0030]本专利技术中，所述解络合剂可为本领域常规，较佳地包括异氰酸酯、丙烯酸类化合物和丙烯酸酯磷酸酯类化合物中至少一种，更佳地为异尔佛酮二异氰酸酯和/或2
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羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯。所述解络合剂可与第二组份中的引发剂反应，释放硼烷引发聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于，其原料组合物包括第一组份和第二组份；其中，所述第一组份包括甲基丙烯酸酯类化合物、弹性体、解络合剂和丙烯酸酯类化合物；其中，所述第二组份包括甲基丙烯酸酯类化合物和引发剂。2.如权利要求1所述的丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物含有环状基团，例如环氧烷基或者环烷基；较佳地，所述环状基团为四元环、五元环、六元环或七元环；和/或，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物中碳的个数为9～12；和/或，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物的含量为50％～60％，例如55.6％，百分比为所述甲基丙烯酸酯类化合物的质量与所述第一组份总质量的百分比；和/或，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物包括甲基丙烯酸酯A和甲基丙烯酸酯B，所述甲基丙烯酸酯A包括含有氧杂环烷基的甲基丙烯酸酯类化合物，所述甲基丙烯酸酯B包括含有异冰片基的甲基丙烯酸酯类化合物；较佳地，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物为四氢化糠基甲基丙烯酸酯和/或异冰片基甲基丙烯酸酯；较佳地，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯A与所述甲基丙烯酸酯B的质量比为(4～6)：1，更佳地为5.5：1或6：1；较佳地，所述第一组份中所述甲基丙烯酸酯A与所述丙烯酸酯类化合物的质量比为(3～9)：(1～3)，更佳地为5.5：2；较佳地，所述甲基丙烯酸酯A的含量为45％～50％，例如47.1％，百分比为所述甲基丙烯酸酯A与所述第一组份总质量的百分比；较佳地，所述甲基丙烯酸酯B的含量为5％～15％，例如8.5％，百分比为所述甲基丙烯酸酯B与所述第一组份总质量的百分比。3.如权利要求1所述的丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物在丙烯酸酯基团的末端上不含有甲基；和/或，所述丙烯酸酯类化合物的主链上碳和氧的个数为8～20，例如10个或16个较佳地，所述丙烯酸酯类化合物为二乙二醇乙醚丙烯酸酯和/或月桂丙烯酸酯；和/或，所述丙烯酸类化合物的含量为20％～30％，例如23％，百分比为所述丙烯酸酯类化合物的质量与所述第一组份总质量的百分比。4.如权利要求1所述的丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于，所述第一组份中弹性体为含丁二烯和苯乙烯为重复单元的共聚物；较佳地，所述第一组份中弹性体为丁二烯
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苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯的共聚物或丁二烯
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苯乙烯
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苯乙烯的共聚物；和/或，所述第一组份中所述弹性体的含量为6％～18％，例如8.5％～17％，百分比为所述弹性体的质量与所述第一组份总质量的百分比；和/或，所述解络合剂包括异氰酸酯、丙烯酸类化合物和丙烯酸酯磷酸酯类化合物中至少一种；较佳地，所述解络合剂为异尔佛酮二异氰酸酯和/或2
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羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯；和/或，所述解络合剂的含量为1％～6％，例如4.3％，百分比为所述解络合剂的质量与
所述第一组份总质量的百分比；和/或，所述第一组份中还包括阻聚剂；较佳地，所述阻聚剂为醌类阻聚剂，例如四氯苯醌和/或1,4
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萘醌；较佳地，所述阻聚剂的含量为0.05％～0.2％，例如0.1％，百分比为所述阻聚剂的质量与所述第一组份总质量的百分比；和/或，所述丙烯酸酯胶粘剂的原料组合物中还包括玻璃微珠；较佳地，所述玻璃微珠的粒径为100目。5.如权利要求1所述的丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物含有环状基团，例如，环氧烷基或者环烷基；较佳地，所述环状基团为四元环、五元环、六元环或七元环；较佳地，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物中碳的个数为9～12；较佳地，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物的含量为55％～75％，例如73.5％，百分比为所述甲基丙烯酸酯类化合物的质量与所述第二组份总质量的百分比；和/或，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯类化合物包括甲基丙烯酸酯A和甲基丙烯酸酯B，所述甲基丙烯酸酯A包括含有氧杂环烷基的甲基丙烯酸酯，所述甲基丙烯酸酯B包括含有异冰片基的甲基丙烯酸酯类化合物；较佳地，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯为四氢化糠基甲基丙烯酸酯和/或异冰片基甲基丙烯酸酯；较佳地，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯A与所述甲基丙烯酸酯B的质量比为(4～6)：1，更佳地为5.59：1；较佳地，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯A的含量为55％～65％，例如62.63％，百分比为所述甲基丙烯酸酯A与所述第二组份总质量的百分比；较佳地，所述第二组份中所述甲基丙烯酸酯B的含量为10％～20％，例如11.2％，百分比为所述甲基丙烯酸酯B与所述第二组份总质量的百分比；和/或，所述第一组份与所述第二组份的质量比为1:1。6.如权利要求1所述的丙烯酸酯胶粘剂，其特征在于，所述引发剂为烷基硼烷络合物，较佳地为三乙基硼烷与伯胺的络合物和/或三丁基硼与伯胺的络合物，例如三乙基硼烷
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1,3
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丙二胺；和/或，所述引发剂的含量为1％～4％，例如3％，百分比为所述引发剂的质量与所述第二组份总质量的百分比；和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋影，孙程程，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：