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双组份环氧丙烯酸胶粘剂的研制

2020-12-09阅读(1006)

双组份环氧丙烯酸胶粘剂的研制

论文摘要

由于轻质、高强度工程塑料的出现和应用,以及节约原材料、人力、能源,提高加工效率和产品质量的迫切要求,以粘接技术代替机械连接的组装、加工等方法已被人们所接受,并广泛应用。根据胶粘剂市场的供需情况和经济发展的需要,未来胶粘剂的发展方向主要是环保型、高性能和高附加值,其中环氧类胶粘剂的发展更是成为研究中的热点。EA由于粘接性高,固化速度快,对基材润湿性好,与其它树脂混溶性好,固化涂层光泽度高,耐化学药品性能优异,而且原料易得,价格较便宜,被广泛用在制备胶粘剂、涂料和油漆等行业。然而EA具有脆性大和耐候性差的缺点,且传统的固化剂或固化体系普遍存在颜色深、气味大且粘接低表面能材料强度小的问题。为了提高环氧类胶粘剂的竞争力,本实验利用柔韧性好的丙烯酸酯预聚物来对其进行改性,以自制有机硼胺络合物为引发剂,从而制备了一种柔韧性好、无污染、粘接低表面能材料强度大的无色、双组份的环氧丙烯酸胶粘剂。实验中,首先制备了EA、PMMA和硼胺络合物;然后将EA和AA制成A组份,PMMA和硼胺络合物制成B组份,从而制成双组份环氧丙烯酸胶粘剂。实验证明较佳的工艺条件为:（1）合成EA预聚物:环氧基团与羧基摩尔比为1:1.05,反应温度为110℃,反应时间为6.5h,苯乙烯加入量占原料总质量的20%;（2）合成PMMA:其反应温度在8090℃之间,反应时间为3.5h,最终粘度达到30s左右;（3）合成硼胺络合物:原料三氟化硼乙醚无水乙醚溶剂中的浓度为0.5 M·L-1,反应温度为2030℃之间,滴加完毕后反应时间为0.5h; （4）胶粘剂的配制:EA与PMMA的质量比约为1:1;当控制凝胶时间为7min10min时,硼胺络合物和丙烯酸的质量比为1:0.21:0.4之间,引发体系硼胺络合物和丙烯酸的总质量占胶粘剂总质量的1.5%为宜。最终对胶粘剂性能进行了测定,胶粘剂粘接塑料基材ABS的剪切强度最大,其为基材断裂;粘接金属基材表面处理与否对剪切强度的影响不大,其剪切强度分别达到:雪花板1.95 MPa、阴极电泳板9.93 MPa、阳极电泳板5.38 MPa。而且胶粘剂在室温下贮存时间在半年以上。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究的意义和应用前景
  • 1.1.1 前言
  • 1.1.2 胶粘剂的发展历史
  • 1.1.3 胶粘剂的发展现状
  • 1.1.4 胶粘剂的发展趋势
  • 1.2 环氧丙烯酸酯类胶粘剂的发展
  • 1.2.1 醇改性环氧丙烯酸酯
  • 1.2.2 酸或酸酐改性环氧丙烯酸酯
  • 1.2.3 半酯改性环氧丙烯酸酯
  • 1.2.4 聚氨酯改性环氧丙烯酸酯
  • 1.3 双组份环氧丙烯酸胶粘剂的发展
  • 1.3.1 双组份环氧丙烯酸胶粘剂的特点
  • 1.3.2 双组份环氧丙烯酸胶粘剂的组成
  • 1.3.3 引发剂硼胺络合物的发展
  • 1.4 课题研究的内容
  • 第2章 实验部分
  • 2.1 主要原料
  • 2.1.1 合成环氧丙烯酸酯（EA）预聚物的主要原料
  • 2.1.2 合成丙烯酸酯预聚物的主要原料
  • 2.1.3 合成硼胺络合物的主要原料
  • 2.2 主要仪器设备
  • 2.3 实验装置图
  • 2.3.1 聚合反应装置图
  • 2.3.2 合成硼胺络合物的装置图
  • 2.4 实验方案
  • 2.4.1 实验基本配方
  • 2.4.2 合成步骤
  • 2.5 中控与最终产物性能测定方法
  • 2.5.1 EA 预聚物酸值的测定
  • 2.5.2 预聚物粘度的测定
  • 2.5.3 IR 表征
  • 2.5.4 胶粘剂剪切强度的测定
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 预聚物的制备与研究
  • 3.1 EA 预聚物的合成
  • 3.1.1 合成原料的确定
  • 3.1.2 环氧基团与羧基摩尔比的确定
  • 3.1.3 反应温度的确定
  • 3.1.4 反应时间的确定
  • 3.1.5 稀释剂加入量的确定
  • 3.2 聚丙烯酸酯类预聚物的合成
  • 3.2.1 聚合方法的确定
  • 3.2.2 丙烯酸酯类单体的选择
  • 3.2.3 反应温度的确定
  • 3.2.4 反应时间的确定
  • 3.3 本章小结
  • 第4章 引发剂硼胺络合物的制备与研究
  • 4.1 合成硼胺络合物反应条件的确定
  • 4.1.1 合成硼胺络合物原料的确定
  • 4.1.2 合成硼胺络合物搅拌方式的确定
  • 4.1.3 硼胺络合物合成方法的确定
  • 4.1.4 三氟化硼乙醚浓度对收率的影响
  • 4.1.5 一步法中温度对合成硼胺络合物的影响
  • 4.1.6 滴加完毕后反应时间的确定
  • 4.2 固化体系的确定
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 胶粘剂的配制与性能研究
  • 5.1 胶粘剂的固化机理
  • 5.2 结果与讨论
  • 5.2.1 EA 与PMMA 质量比的确定
  • 5.2.2 硼胺络合物与丙烯酸质量比对凝胶时间的影响
  • 5.2.3 引发体系含量对剪切强度的影响
  • 5.2.4 粘接塑料基材剪切强度的测定
  • 5.2.5 粘接金属板剪切强度的测定
  • 5.2.6 固化时间对剪切强度的影响
  • 5.3 IR 表征
  • 5.4 胶粘剂的稳定性分析
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间所发表的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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