本发明涉及粘接剂领域，特别涉及一种高强度低气味双组份丙烯酸酯结构胶及其制备方法。
背景技术：
：丙烯酸酯胶黏剂，具有粘接材料广泛、粘接强度高、成本低等优点，普遍应用于国民生产的各个领域。随着新能源汽车和人工智能等新技术的快速发展，对金属、塑料以及复合材料粘接的需求越来越高，作为一款“普适型”的胶黏剂，丙烯酸酯结构胶应用前景非常广阔。但是，当前市面上所售的大多数丙烯酸酯结构胶，单体挥发性强、气味浓烈刺鼻，严重污染环境、威胁人体健康。针对这种情况，低气味、环保、粘接强度大的丙烯酸酯结构胶受到了高度重视。目前，低气味丙烯酸酯结构胶通常采用分子量大的长链单体或者高沸点的低挥发性单体来代替传统的易挥发单体，然而，采用低挥发单体作为结构胶组分时，胶体固化时会因为表面氧阻聚而造成固化表面发粘，极大降低了胶体对塑料或金属的粘接强度。因此，如何设计一种高强度、低气味的结构胶，是本领域技术人员亟待解决的问题。技术实现要素：本发明的目的之一是针对现有技术的不足，提供一种高强度低气味双组份丙烯酸酯结构胶，其气味低、环境友好度高，氧化组份、还原组份单独存放时间长，氧化组份、还原组份混合后反应速率快、定位时间短、放热平稳无气孔等优势，且表面不发粘，对金属或塑料的粘接强度高。本发明的目的之二是提供上述结构胶的制备方法，其操作简单、方便，适用于大规模推广应用。实现本发明目的之一的技术方案是：一种高强度低气味双组份丙烯酸酯结构胶，包括相互独立的氧化组份、还原组份，所述氧化组份包括丙烯酸酯类单体、增韧树脂、引发剂、触变剂、偶联剂，丙烯酸酯类单体、增韧树脂、引发剂、触变剂、偶联剂的质量比为40-70：5-15：1-10：1-5：1-5，所述还原组份包括丙烯酸酯类单体、增韧树脂、促进剂、触变剂、偶联剂，丙烯酸酯类单体、增韧树脂、促进剂、触变剂、偶联剂的质量比为50-70：5-15：1-10：1-5：1-5，氧化组份、还原组份按体积比或质量比1:1混合，得到双组份丙烯酸酯结构胶。优选的，丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢糠醇酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十四酯、马来酸、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸中的任意一种或几种混合。优选的，增韧树脂为丁腈橡胶、abs树脂、sbs树脂、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、mbs树脂、聚丙烯酸酯橡胶、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸树脂、增韧剂中的任意一种或几种混合。进一步的，增韧剂的制备方法为，取双酚a环氧树脂与端羧基丁腈橡胶按质量比1:1混合，加入催化剂，在保护气氛、140℃条件下反应2h制得，催化剂为三苯基膦，添加量为1％。优选的，引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的任意一种或几种混合。优选的，促进剂为硫脲及其硫脲衍生物、硫醇、正丁醛苯胺缩合物、环烷酸铜、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮钒、四甲基硫脲中的任意一种或几种混合。优选的，触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的任意一种或几种混合。优选的，偶联剂为γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷中的任意一种或几种混合。进一步的，氧化组分还包括稳定剂，丙烯酸酯类单体与稳定剂的质量比为40-70：1-5；还原组分还包括稳定剂，丙烯酸酯类单体与稳定剂的质量比为50-70：1-5；所述稳定剂为氢醌、苯醌、na4edta、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一种或几种混合。实现本发明目的之二的技术方案是：上述任一双组份丙烯酸酯结构胶的制备方法，具有以下步骤：1)制备氧化组份按比例取料，将丙烯酸酯类单体和增韧树脂高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入引发剂、偶联剂、触变剂，最后抽真空脱泡得到氧化组份；2)制备还原组份按比例取料，将丙烯酸酯类单体和增韧树脂高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入促进剂、偶联剂、触变剂，最后抽真空脱泡得到还原组份；3)混合将步骤1，2)制备的氧化组份、还原组份按体积比或质量比1：1配比混合，得到目标产品。采用上述技术方案具有以下有益效果：1、本发明中，丙烯酸酯类单体作为聚合单体，若含量过低，体系粘度升高影响操作性，同时固化后胶层变软，强度降低，若含量过高，体系粘度变小影响操作性，同时使固化后胶层变脆，强度降低；增韧树脂用于提升结构胶的抗冲击性，若含量过低，胶层柔韧性差，不耐冲击，若含量过高，则会降低胶层的本体强度；引发剂用于与促进剂发生反生，引发氧化组份中的单体与还原组分中的单体聚合，得到结构胶主体，若引发剂的含量过高，聚合成的胶体分子量低，胶体强度不足，若含量过低，引发效率变低，可能造成聚合度降低，造成胶体强度不足；若促进剂的含量过高，聚合速率变快，产生暴聚现象，聚合成的胶体分子量低，胶体强度不足，若含量过低，聚合速率变慢，可能造成聚合度降低，造成胶体强度不足；触变剂用于改善氧化组份、还原组份的稠度，满足混合需求，若含量过高，则体系黏度过大，影响操作性能，若含量过低，则胶体拉丝严重，操作性能变差；偶联剂用于增强对基材表面的附着力，提高结构胶的粘接强度，若含量过高，反而影响体系强度，同时增加成本，若含量过低，则附着力增加不明显，影响粘接强度。2、本发明的结构胶由相互独立的氧化组份和还原组份构成，单独存在的氧化组份、还原组份性质稳定，保质时间可达一年以上。需要施胶时，将氧化组份、还原组份按体积比或质量比1：1的比例混合，混合物中引发剂在促进剂的作用下，产生大量自由基，自由基进而引发含双键单体或聚合物迅速聚合，形成立体三维网状结构，具有反应速率快、定位时间短、放热平稳无气孔等优势，能有效满足对金属、塑料以及复合材料粘接的需求。3、本发明结构胶氧化组份、还原组份中不挥发物含量达到98％以上，气味低、环境污染小，对人体健康无危害，是一种环保型结构胶。4、本发明结构胶施胶至少24小时后表面不发粘，表面产生的大量自由基可以一定程度上隔绝氧气，进而避免氧阻聚的影响，能长时间保持对塑料或金属的粘接性能。本发明中，重量份为g、kg。下面结合具体实施例作进一步的说明。具体实施方式实施例一各原料的来源如下表：组分名称牌号生产厂家甲基丙烯酸羟乙酯美国百吉甲基丙烯酸羟丙酯美国百吉2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯长兴化学环氧丙烯酸酯2261长兴化学聚氨酯丙烯酸酯6112-100长兴化学马来酸阿拉丁聚丙烯酸树脂东莞叁漆化工abs树脂gp-35巴斯夫kh-570江汉精细化工氢醌天津欧博凯化工异丙苯过氧化氢山东高鸣化工四甲基硫脲江西银河新材气相二氧化硅ml-150卡博特氧化组份、还原组份的配比(重量份)如下表：制备氧化组份按比例取料，将甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯、马来酸(丙烯酸酯类单体)和环氧丙烯酸酯、abs树脂、聚氨酯丙烯酸酯(增韧树脂)投入行星搅拌器中，高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入异丙苯过氧化氢(引发剂)、气相二氧化硅(触变剂)、氢醌(稳定剂)，最后抽真空脱泡得到氧化组份；制备还原组份按比例取料，将甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯、马来酸(丙烯酸酯类单体)和环氧丙烯酸酯、abs树脂、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸树脂(增韧树脂)投入行星搅拌器中，高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入四甲基硫脲(促进剂)、气相二氧化硅(触变剂)、kh-570(偶联剂)、氢醌(稳定剂)，最后抽真空脱泡得到还原组份；混合将氧化组份、还原组份按体积比或质量比1：1配比混合，得到目标产品。实施例二各原料的来源如下表：其中，增韧剂的制备方法为：取双酚a环氧树脂、端羧基丁腈橡胶(ctbn)，按质量比1:1称量后，加入1％的三苯基膦在氮气气氛中140℃反应2h即可制得。氧化组份、还原组份的配比如下表：制备氧化组份按比例取料，将甲基丙烯酸四氢糠醇酯、甲基丙烯酸羟丙酯(丙烯酸酯类单体)和环氧丙烯酸酯、abs树脂、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸树脂、增韧剂(增韧树脂)投入行星搅拌器中，高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入异丙苯过氧化氢(引发剂)、气相二氧化硅(触变剂)、氢醌(稳定剂)，最后抽真空脱泡得到氧化组份；制备还原组份按比例取料，将甲基丙烯酸四氢糠醇酯、甲基丙烯酸羟丙酯(丙烯酸酯类单体)和环氧丙烯酸酯、abs树脂、聚氨酯丙烯酸酯、聚丙烯酸树脂((增韧树脂)投入行星搅拌器中，高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入四甲基硫脲、环烷酸铜(促进剂)、气相二氧化硅(触变剂)、kh-570(偶联剂)、氢醌(稳定剂)，最后抽真空脱泡得到还原组份；混合将氧化组份、还原组份按体积比或质量比1：1配比混合，得到目标产品。实施例三各原料的来源如下表：组分名称牌号生产厂家甲基丙烯酸异冰片酯长兴化学甲基丙烯酸羟乙酯美国百吉环氧丙烯酸酯l-6135东莞叁漆化工聚氨酯丙烯酸酯l-9601东莞叁漆化工甲基丙烯酸重庆川东化工聚酯树脂l-8466东莞叁漆化工增韧剂自制abs树脂gp-35巴斯夫改性kh-560江汉精细化工苯醌德国洋樱过氧化苯甲酸叔丁酯阿拉丁808hp(苯胺缩合物)上海光易化工氢化蓖麻油丹东金海精细化工有限公司乙酰丙酮铜阿拉丁其中，增韧剂的制备方法为：取双酚a环氧树脂、端羧基丁腈橡胶(ctbn)，按质量比1:1称量后，加入1％的三苯基膦在氮气气氛中140℃反应2h即可制得。氧化组份、还原组份的配比如下表：组分名称氧化组份还原组份甲基丙烯酸异冰片酯1025甲基丙烯酸羟乙酯2510环氧丙烯酸酯1515聚氨酯丙烯酸酯125甲基丙烯酸52聚酯树脂15增韧剂15abs树脂1014改性kh-5606苯醌0.050.2过氧化苯甲酸叔丁酯5808hp(苯胺缩合物)5氢化蓖麻油33乙酰丙酮铜500ppm制备氧化组份按比例取料，将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯(丙烯酸酯类单体)和环氧丙烯酸酯、abs树脂、聚氨酯丙烯酸酯、增韧剂(增韧树脂)投入行星搅拌器中，高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入过氧化苯甲酸叔丁酯(引发剂)、氢化蓖麻油(触变剂)、氢醌(稳定剂)，最后抽真空脱泡得到氧化组份；制备还原组份按比例取料，将甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯(丙烯酸酯类单体)和环氧丙烯酸酯、abs树脂、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯树脂((增韧树脂)投入行星搅拌器中，高速搅拌至增韧树脂溶解完全，再依次加入808hp(苯胺缩合物)、乙酰丙酮铜(促进剂)、氢化蓖麻油(触变剂)、改性kh-560(偶联剂)、氢醌(稳定剂)，最后抽真空脱泡得到还原组份；混合将氧化组份、还原组份按体积比或质量比1：1配比混合，得到目标产品。按照gb/t2793-1995测试胶黏剂的不挥发物含量，按照gb/t7123.2-2002测试胶黏剂的储存期，按照gb/t7124-2008测试胶黏剂的搭接剪切强度。结果如下：由上表可看到，与现有市售产品相比，本发明低气味双组份丙烯酸结构胶挥发性物质少、气味低、固化速度快、定位时间短，放热平稳无气孔纹路等缺陷。表面不发粘，不处理al-al搭接剪切强度可达到20.57mpa，未表面处理的pet-pet搭接剪切强度可达到4.5mpa。当前第1页1 2 3