陳亮等

摘要：將為克服雙組分丙烯酸酯膠粘劑（SGA）韌性差、耐沖擊性差的缺點，采用不同橡膠對其進(jìn)行改性。以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS1401）、氯丁橡膠（CR3223）、氯磺化聚乙烯（CSM3305）、粉末丁腈橡膠（GS33）為增韌劑，考查了它們對SGA膠液穩(wěn)定性、黏度及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)采用CR3223、GS33時膠液穩(wěn)定性較好；不同橡膠對膠粘劑的黏度影響較大；當(dāng)w（CR3223）=6%或w（CSM3305）=4%或w（GS33）=3%時，制備的膠粘劑拉伸剪切強度較高；當(dāng)w（CR3223）=5%或w（CSM3305）=3%或w（GS33）=4%時，制備的膠粘劑沖擊強度較高。

關(guān)鍵詞：雙組分丙烯酸酯膠粘劑（SGA）；橡膠；拉伸剪切強度；沖擊強度

雙組分丙烯酸酯膠粘劑（SGA）固化速度快、粘接力強、耐腐蝕性好、強度高，但其韌性和抗沖擊性能較差。一般通過添加嵌段、接枝預(yù)聚物或高分子彈性體對膠粘劑進(jìn)行改性，可克服上述缺點[1～3]。本研究通過采用不同橡膠對SGA進(jìn)行改性，對比考查了改性后膠粘劑的綜合性能。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸（MAA），工業(yè)級，臺灣塑膠工業(yè)有限公司；丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS），工業(yè)級，臺灣奇美實業(yè)股份有限公司；異丙苯過氧化氫（CHP），工業(yè)級，Akzo Nobel；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS1401），工業(yè)級，中國石化集團(tuán)；氯丁橡膠（CR3223），工業(yè)級，山西合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司；氯磺化聚乙烯（CSM3305），工業(yè)級，美國Dupont公司；粉末丁腈橡膠（GS33），工業(yè)級，山東高氏科工貿(mào)有限公司；硫脲衍生物，工業(yè)級，市售。

1.2 測試設(shè)備

JB90-D型強力攪拌機，上海標(biāo)本模型廠；NDJ-1型旋轉(zhuǎn)黏度計，上?，F(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司；擺錘沖擊試驗機，東莞市高達(dá)儀器有限公司；LJ-10001型拉力試驗機，廣州廣材實驗儀器有限公司。

1.3 膠粘劑的制備

A 組分配方（質(zhì)量份，下同）：MMA 100、MAA 10、ABS 10、CHP 6和少量助劑；B 組分配方：MMA 100、MAA 5、橡膠變量、硫脲衍生物6、少量助劑。mA∶mB=1∶1。

1.4 性能測試與表征

1）黏度

參考GB/T 2794—1995，采用旋轉(zhuǎn)黏度計進(jìn)行測定（3#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為12 r/min，測試溫度為25 ℃）。

2）拉伸剪切強度

參考GB/T 7124—1996，采用拉力試驗機進(jìn)行測定（鋼-鋼，拉伸速度為5 mm/min，測試溫度為25 ℃）。

3）沖擊強度

參考GB/T 6328—1999，采用擺錘沖擊試驗機進(jìn)行測定（鋼-鋼，擺錘速度為3.4 m/s，試驗角度為150°，測試溫度為25 ℃）。

4）穩(wěn)定性

將膠液盛放于10 mL玻璃試劑瓶中，置于50 ℃的數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱中規(guī)定時間，取出恢復(fù)至室溫觀察其外觀和流動性變化。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同橡膠對SGA性能的影響

選擇橡膠時需考慮其基本性能，主要是拉伸強度、斷裂伸長率、硬度和門尼黏度等。本研究采用SBS1401、CR3223、CSM3305和GS33對SGA進(jìn)行改性試驗，各橡膠的基本性能如表1所示。

2.2 橡膠對SGA外觀和穩(wěn)定性的影響

在其他條件保持不變的前提下，通過改變橡膠的種類，考查膠粘劑外觀和貯存穩(wěn)定性的變化，結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，當(dāng)在貯存時間為60 d時，膠液無異常；120 d后，用SBS1401制備的膠液出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象，CSM3305制備的膠液出現(xiàn)流動性差、增稠現(xiàn)象。采用CR3223、GS33時膠液穩(wěn)定性較好。

2.3 橡膠對SGA黏度的影響

在其他條件保持不變的前提下，通過改變橡膠的種類，考查膠粘劑黏度的變化，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，在用量相同的情況下，用SBS1401黏度最低，CR3223和CSM3305略高，GS33最大。膠液黏度的高低會影響膠粘劑的生產(chǎn)、施工、助劑在膠液中的擴(kuò)散速度[2]、反應(yīng)速度等，可根據(jù)實際要求調(diào)節(jié)。

2.4 橡膠對SGA力學(xué)性能的影響

2.4.1 不同橡膠對SGA拉伸剪切強度的影響

不同橡膠對SGA拉伸剪切強度的影響如圖2所示。由圖2可知，隨著橡膠用量增加，拉伸剪切強度的變化情況類似，均是在逐漸增加到一定峰值后開始減小。當(dāng)w（CR3223）=6%時拉伸剪切強度達(dá)到最大，比未改性提升了約66.6%；當(dāng)w（CSM3305）=4%時拉伸剪切強度達(dá)到最大，提升了約67.3%；當(dāng)w（GS33）=3%時拉伸剪切強度達(dá)到最大，提升了約70%；但SBS1401改性效果略有提升但不明顯，只提升了約1.3%。

2.4.2 橡膠對SGA剪切沖擊強度的影響

由圖3可以看出，當(dāng)w（SBS1401）=4%時沖擊強度最大，比未改性提高了約0.8倍；當(dāng)w（CR3223）=5%時剪切沖擊強度最大，比未改性提高了約2.8倍；當(dāng)w（CSM3305）=3%時剪切沖擊強度最大，比未改性提高了約2.6倍；當(dāng)w（GS33）=4%時剪切沖擊強度最大，比未改性提高了約2.7倍。

由此可見，橡膠的添加有利于SGA拉升剪切強度和沖擊強度的提升，主要是因為若基體未經(jīng)橡膠改性，當(dāng)受到應(yīng)力作用時，產(chǎn)生很多裂紋，基體無法有效吸收應(yīng)力產(chǎn)生的能量，裂紋迅速擴(kuò)散并變大，最終導(dǎo)致基體斷裂。當(dāng)采用適量的橡膠改性后，橡膠粒子成為應(yīng)力的集中中心點，并誘發(fā)產(chǎn)生大量的銀紋或剪切帶，有效吸收了大量的應(yīng)力能量，阻止了裂紋的擴(kuò)展[1，4]，直觀表現(xiàn)為拉伸剪切強度和沖擊強度提高。當(dāng)橡膠含量增加到一定程度后，橡膠粒子過于密集甚至團(tuán)聚，導(dǎo)致整個基體體系被破壞，強度下降。但是由于橡膠自身特點和在SGA固化過程中的結(jié)構(gòu)不同，其對粘接性能的影響也各異，需要根據(jù)膠粘劑應(yīng)用場合和用戶要求不同加以選擇。

3 結(jié)論

（1）分別采用橡膠CR3223、GS33對SGA進(jìn)行改性時，制備的SGA穩(wěn)定性較好。

（2）膠液黏度影響膠粘劑的固化速度、施工、生產(chǎn)效率等，采用不同橡膠制得的SGA膠液黏度的也不同，同等條件下，SBS1401最小，CR3223和CSM3305次之，GS33最大。

（3）橡膠的添加有利于SGA粘接性能的提升，其中當(dāng)w（CR3223）=6%或w（CSM3305）=4%或w（GS33）=3%時，膠粘劑拉伸剪切強度較優(yōu)；當(dāng)w（CR3223）=5%或w（CSM3305）=3%或w（GS33）=4%時，膠粘劑沖擊強度較優(yōu)。

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