陳亮 彭小琴 陳炳耀 凌輝

摘要：以乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯（BPA2EODPT）、環(huán)氧丙烯酸酯（EA）和甲基丙烯酸羥丙酯（HPMA）為主體材料，BMI為耐熱改性劑，添加SiO2等無機(jī)填料以及Span 85等表面活性劑，制備出油面粘接性好的耐高溫厭氧膠。結(jié)果表明，以破壞扭矩、平均拆卸扭矩、油面粘接強(qiáng)度損失率為考查指標(biāo)，當(dāng)w（SiO2）=4%～6%、w（Span 85）=0.4%時(shí)，油面粘接性能較優(yōu)。

關(guān)鍵詞：厭氧膠；耐高溫；油面粘接；改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TQ433.4+39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2014）04-0044-04

單組分厭氧膠因其固化速度快、粘接牢固、使用便捷等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于車輛工業(yè)、工程機(jī)械、電子、家電等領(lǐng)域[1]。一般而言使用厭氧膠前都需要對(duì)工件進(jìn)行除油處理。普通的厭氧膠對(duì)零件表面的油膜較為敏感[2]，但是在實(shí)際使用過程中，很難做到對(duì)油污的徹底清理，油膜的存在往往會(huì)降低其粘接性能，因此改善厭氧膠的耐油污能力非常重要。

本研究在以往研發(fā)的耐高溫性較好的厭氧膠基礎(chǔ)上，通過添加一些特殊填料、助劑等來提高厭氧膠的油面粘接性能?？疾榱烁鹘M分對(duì)油面粘接性能的影響，制備了耐油污的耐高溫厭氧膠。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯（BPA2EODPT），工業(yè)級(jí)，沙多瑪；環(huán)氧丙烯酸酯（EA），自制；甲基丙烯酸羥丙酯（HPMA），工業(yè)級(jí)，日本三菱；N，N'-4，4'-二苯甲烷雙馬來酰亞胺（BMI），工業(yè)級(jí)，萊州市萊玉化工有限公司；氣相二氧化硅（SiO2），工業(yè)級(jí)，美國(guó)卡博特公司；失水山梨醇三油酸酯（Span 85）、十二烷基磺酸鈉（SDS）、十二烷基苯磺酸鈉（LAS）、辛烷基酚聚氧乙烯醚（OP），工業(yè)級(jí)，市售；異丙苯過氧化氫（CHP），工業(yè)級(jí)，阿克蘇諾貝爾；N，N-二乙基對(duì)甲苯胺（DPT），分析純，上海寶曼生物科技有限公司；糖精（SA），分析純，成都格雷西亞化學(xué)技術(shù)有限公司；穩(wěn)定劑，自制。

1.2 試驗(yàn)儀器

扭力扳手，ZNB25A型，中航工業(yè)東方儀器廠；數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱，101-2A型，上海滬越試驗(yàn)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)制備及測(cè)試

按照一定比例將單體BPA2EODPT、EA、HPMA攪拌均勻后，加入BMI、DPT、SA、填料、表面活性劑和穩(wěn)定劑，水浴升溫至40～60 ℃，攪拌至固體溶解完全；快速冷卻至室溫，加入CHP攪拌均勻，出料；將厭氧膠分別涂敷在鋼制M8螺栓和螺母上，隨即裝配，常溫固化后進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。

1.4 性能測(cè)試

（1）破壞扭矩（Tb）、平均拆卸扭矩（Tp）

參照J(rèn)B/T 7311—2008，采用扭力扳手測(cè)定儀測(cè)定（測(cè)試溫度25 ℃）。

（2）油面粘接強(qiáng)度

現(xiàn)將螺栓和螺母浸入32#液壓油5 min，取出在25 ℃靜置10 min，再參照J(rèn)B/T 7311—2008進(jìn)行Tb、Tp測(cè)試，分別以Tb′、Tp′表示。

（3）油面粘接強(qiáng)度降低率

破壞扭矩降低率（φb）的計(jì)算公式為φb=（Tb-Tb′）/Tb；平均拆卸扭矩降低率（φp）的計(jì)算公式為φp=（Tp-Tp′）/Tp。

2 結(jié)果與討論

2.1 影響因素確定

已有研究指出，提高厭氧膠油面粘接性有2種可能機(jī)理，即油膜的熱力學(xué)置換和膠液對(duì)油膜的吸收，以后者更為主要[3]。本研究在試驗(yàn)時(shí)，欲通過添加填料和表面活性劑來促進(jìn)膠液對(duì)油膜的吸收以及提高對(duì)被粘表面的潤(rùn)濕性。需要重點(diǎn)考查的因素有：填料與表面活性劑的屬性、扭矩（Tb、Tp）、油面粘接強(qiáng)度（Tb′、Tp′）、油面粘接強(qiáng)度降低率（φb、φp）等。

2.2 主體材料

厭氧膠的耐高溫性筆者已經(jīng)就主體材料的選擇進(jìn)行了前期探索性試驗(yàn)，單體及齊聚物由BPA2EODPT、HPMA和EA組成，為了進(jìn)一步提高膠粘劑的耐熱性，還添加了BMI進(jìn)行改性[4]，改善油面粘接性的試驗(yàn)就是在以上研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

2.2 填料

2.2.1 填料的選擇

填料影響厭氧膠的粘接性、耐熱性及成本等，在本研究中，吸油量是選擇填料的關(guān)鍵因素之一，其大小與填料的粒徑、形狀、比表面積及表面性質(zhì)等有關(guān)。為了提高厭氧膠的油面粘接性，選擇一些吸油量大的填料進(jìn)行試驗(yàn)。幾種厭氧膠常用填料的吸油量如表1所示。由表1可以看出，SiO2吸油量最高 通過對(duì)幾種填料進(jìn)行對(duì)比，只有SiO2既能改善油面粘接性又能滿足厭氧膠貯存穩(wěn)定性的要求。這是因?yàn)槌齋iO2外，其余填料中所含的金屬離子、雜質(zhì)較多，會(huì)極大影響厭氧膠的貯存穩(wěn)定性。

2.2.2 SiO2用量對(duì)厭氧膠性能的影響

在其他條件不變的前提下，SiO2用量對(duì)厭氧膠性能的影響見表2和圖1。

由表2和圖1可以看出，未加填料時(shí)，厭氧膠油面粘接強(qiáng)度降低率很高；隨著SiO2用量的增加，厭氧膠Tb、Tp、Tb′、Tp′變化均呈先增后減趨勢(shì)。當(dāng)w（SiO2）=4%時(shí)油面粘接強(qiáng)度降低率最小。但w（SiO2）>6%時(shí)，油面粘接強(qiáng)度下降明顯。主要是因?yàn)镾iO2與膠液共混后，通過物理吸附、化學(xué)吸附等作用，使得填料粒子與膠液分子鏈之間產(chǎn)生一定交聯(lián)，增強(qiáng)了粘接強(qiáng)度，因SiO2吸油量較大，極大減少了油膜對(duì)膠液濕潤(rùn)性的不利影響；若SiO2過量，則會(huì)導(dǎo)致SiO2在膠液中分散不均勻，容易團(tuán)聚，從而影響粘接性能。綜合考慮，選擇w（SiO2）=4%～6%較適宜。

2.3 表面活性劑

2.3.1 表面活性劑的選擇

在厭氧膠中添加一些特殊的表面活性劑作為改性助劑，可改善膠液對(duì)附油被粘表面的粘接性[2]。常見的表面活性劑分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑，幾種表面活性劑如表3所示。

HLB值表征了表面活性劑的親油或親水程度，HLB值越大親水性越強(qiáng)，HLB值越小親油性越強(qiáng)。在其他條件不變的前提下，不同種類表面活性劑對(duì)厭氧膠性能的影響見表4。

由表4可以看出，添加表面活性劑后，厭氧膠扭矩強(qiáng)度略有下降，但油面強(qiáng)度降低率整體減小，可見表面活性劑的添加對(duì)油面粘接有利；添加非離子型表面活性劑的改性效果要優(yōu)于陰離子型表面活性劑，其中以Span 85效果最好。這是因?yàn)?，表面活性劑可以使膠液表面張力顯著下降，膠液中的SiO2粒子可以更加充分地與油膜接觸，增強(qiáng)了膠液與基材的潤(rùn)濕性，提高了吸收程度；與陰離子型表面活性劑相比，非離子型表面活性劑在各種溶劑中均有良好的溶解性，且在固體表面上不發(fā)生強(qiáng)烈吸附，減少了對(duì)界面強(qiáng)度的不利影響。

2.3.2 Span 85對(duì)厭氧膠性能的影響

在其他條件不變的前提下，考查了Span 85用量對(duì)厭氧膠性能的影響，結(jié)果如表5所示。由表5可以看出，隨著Span 85用量的增加，膠粘劑扭矩呈下降趨勢(shì)，油面強(qiáng)度損失先減小后增加。當(dāng)w（Span 85）用量在0.2%～0.4%之間時(shí)，扭矩變化不大，到0.4%時(shí)油面強(qiáng)度損失最小，Tb、Tp分別損失約12.8%、16.2%；超過0.4%時(shí)，扭矩強(qiáng)度逐漸下降，油面強(qiáng)度損失又逐漸增加，說明對(duì)粘接性能產(chǎn)生了不利影響。

這是由于表面活性劑可以改善膠液與界面的潤(rùn)濕性能，使SiO2分散更均勻，吸油效果更好，但它并不參與固化反應(yīng)。當(dāng)添加過量時(shí)，在聚合物分子鏈中存在較多游離的Span 85反而影響粘接強(qiáng)度。綜合考慮，選擇w（Span 85）=0.4%較適宜。

3 結(jié)論

（1）以BPA2EODPT、HPMA和EA為主體材料，BMI為耐熱改性劑，并引入其他填料和表面活性劑等，制備油面粘接性好的耐高溫厭氧膠。

（2）在厭氧膠中w（SiO2）=4%～6%時(shí)，油面粘接性能較優(yōu)。

（3）添加適量表面活性劑有助于厭氧膠油面粘接性的提高，當(dāng)w（Span 85）=0.4%時(shí)，效果較好。

參考文獻(xiàn)

[1]張德成，朱榮強(qiáng)，李天書，等.耐高溫厭氧膠的研制[J].粘接，2003，24（4）：13-24.

[2]張軍營(yíng).丙烯酸酯膠黏劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：116-117.

[3]翟海潮，黃燕濱.可油面使用的厭氧膠的研究[C]//2004北京國(guó)際粘接技術(shù)研討會(huì).北京：2004.

[4]彭小琴，陳亮，陳炳耀，等.耐高溫厭氧膠的研制及其貯存穩(wěn)定性研究[J].化工進(jìn)展，2012，31（9）：2058-2063.

Improvement of bonging property of high-temperature resistant anaerobic adhesive to oiled surfaces

CHEN Liang1，PENG Xiao-qin3，CHEN Bing-yao2，3，LING Hui1

（1.Guangdong SANVO Chemical Technology Co.，Ltd.，Zhongshan，Guangdong 528429，China；2.Guangdong Shunde SANVO Chemical Industry Co.，Ltd.，F(xiàn)oshan，Guangdong 528325，China；3.Zhongshan FUVO Chemical Technology Co.，Ltd.，Zhongshan，Guangdong 528434，China）

Abstrac：With ethoxylated bisphenol A dimethacrylate（BPA2EODPT），epoxy acrylate（EA） and hydroxypropyl methacrylate（HPMA） as the main raw materials，bismaleimide（BMI） as the heat-resting modifier，adding the fillings such as SiO2 and the surfactants such as Span 85，a high-temperature resistant anaerobic adhesive with better bonding on property to the oiled surfaces was prepared.The results showed that based on the failure torque，the average disassembly torsion and the loss rate of bonding strength to oiled surfaces as the evaluation indices，the bonding property to oiled surfaces was better when the mass fraction of SiO2 was 4%～6% and the mass fraction of Span 85 was 4%.

Key words：anaerobic adhesive；high temperature resistance；oiled surfaces bonding；improvement