[发明专利]一种高性能厌氧胶粘剂的制备方法及产品

说明书

技术领域

本发明属于室温快速固化型单组分丙烯酸系胶粘剂领域，具体是涉及一种高性能厌氧胶粘剂的制备方法及产品。

背景技术

厌氧胶粘剂，又称嫌气胶、绝氧胶，是一种单组分室温固化胶粘剂。1953年美国GE公司最早发现了甲基丙烯酸双酯的厌氧固化特性，随后于60年代中期由美国Loctite公司制成丙烯酸系厌氧胶出售，产品一经面世，就以其组成简单、贮存时间长、可室温快速固化、施胶工艺简便、无溶剂环保等一系列优点受到人们关注，可广泛应用于航空航天、交通运输、车辆船舶、机械电子、化工装备等各种领域，用于金属、非金属(指硬材料)材料之间的自粘、互粘以及螺纹连接处的固定、密封等等。

近些年，随着高速铁路和城市轨道交通的迅速发展，市场上对丙烯酸系厌氧胶的需求呈逐年上升势态，对其综合性能要求也越来越高，尤其是在弹性粘接、固定和密封方面，对耐候性、耐老化，以及抗疲劳、抗振动等各项指标均有极高的要求。但传统的厌氧胶由于配方组成过于简单，存在着胶层韧性差、抗冲击性低、耐候性不足等缺点。为避免或消除这些缺点，可在配方体系中引入聚合物弹性体对厌氧胶粘剂进行改性。

在用来进行改性的聚合物弹性体中，许多事实证明，在各种丙烯酸酯胶粘剂配方体系中引入液体丁腈橡胶(NBR)尤其是液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)对产品的综合性能改善效果较为明显，改性后的丙烯酸酯胶粘剂的韧性、耐候性能等均有一定程度的提高。但由于丁腈橡胶分子结构中的不饱和双键活性不高，在胶粘剂的快速交联固化过程中很难或极少参与到交联固化反应中，即使采用遥爪聚合物—端羧基丁腈橡胶(CTBN)进行改性，但在以自由基为主导的交联固化反应中也作用有限，致使大部分液体丁腈橡胶聚合物在胶层中仅起“惰性填料”作用，而没能与其它丙烯酸酯单体或预聚物形成立体网状结构，聚合物体系难免会出现相分离现象，影响了液体丁腈橡胶对各类丙烯酸系胶粘剂的改性效率，进而导致其部分力学性能下降。

发明内容

为克服现有丙烯酸系厌氧胶的不足，本发明提供了一种高性能厌氧胶粘剂的制备方法及该方法得到的产品，本发明得到的产品为单组分，其具有可室温快速固化，以及胶层韧性好、粘接强度高、综合性能优良等特点。

本发明的方法首先采用自制活性遥爪聚合物—端甲基丙烯酸基丁腈橡胶作为改性弹性体，再经过甲基丙烯酸类单体或预聚物、阻聚剂、无机填料、触变剂、促进剂、引发剂的复配制作丙烯酸系厌氧胶粘剂产品。具有原料来源方便，制作工艺简单，贮存时间长，施胶工艺简便，无溶剂环保等优点。

一种高性能厌氧胶粘剂的制备方法，包括下列步骤：

(1)活性遥爪聚合物—端甲基丙烯酸基丁腈橡胶的制备：

将原料甲基丙烯酸、端羟基丁腈橡胶(HTBN)、溶剂、阻聚剂、催化剂按计量投入具有分水器和冷凝器的反应釜中，开动搅拌器，加热至反应体系出现回流现象，并维持在此温度下进行反应；当反应至理论出水量大部分被蒸出时停止加热，结束反应，降温至50～60℃，真空抽除并回收溶剂，然后降温至40℃以下时即可出料，得到的端甲基丙烯酸基丁腈橡胶备用。

(2)厌氧胶粘剂的制备，包括：

将步骤(1)得到的端甲基丙烯酸基丁腈橡胶以及甲基丙烯酸类单体或预聚物、阻聚剂、无机填料、触变剂、促进剂、引发剂按比例加入混料釜中，升温至30～40℃，搅拌30～60min，然后抽真空30～60min，出料灌装即得产品。

优选的技术方案中，按照重量百分比计算，所述的步骤(1)中原料包括：

按照重量百分比计算，所述的步骤(2)中原料包括：

上述原料中，所述的端羟基丁腈橡胶(HTBN)分子量为2000～3000，羟值为0.4～0.5mmol/g。

作为优选，步骤(1)中，所述的催化剂为有机酸或者无机酸，比如可以是盐酸、硫酸等，也可以是对甲苯磺酸等等中的一种或多种；作为优选，本发明直接采用质量百分比浓度为37％的盐酸作为催化剂。

作为优选，所述的溶剂包括苯、甲苯、二甲苯中的一种或两种以上混合物。所述的二甲苯可以是对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯其中一种的纯溶剂，也可以是其中两种或两种以上的混合溶剂。可以采用市售产品，也可以采用回收溶剂等。

作为优选，所述的阻聚剂包括对苯醌、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、对羟基苯甲醚中的一种或两种以上混合物。