反应型丙烯酸酯胶粘剂制备方法

单纯的（甲基）丙烯酸酯单体形成的胶粘剂，是热塑性的高聚物，受热软化，不耐溶剂，抗冲击性能很差。为此，对聚合单体进行改性，或者添加高分子弹性体增韧，相继开发了第一代丙烯酸酯胶粘剂（First Generation Adhesive，FGA），第二代丙烯酸酯胶粘剂（Second Generation Adhesive，SGA），第三代丙烯酸酯胶粘剂（Third Generation Adhesive，TGA），即紫外线固化或电子束固化的丙烯酸酯胶粘剂。上述统称为反应型丙烯酸酯胶粘剂。

1.第一代丙烯酸酯胶粘剂（FGA）

第一代丙烯酸酯胶粘剂是美国EASTMAN公司在1955年合成一系列乙烯类化合物时偶然发现其粘性的。这种胶粘剂虽然有高的剪切强度，但剥离强度、弯曲强度和抗冲击等强度较低，固化速度慢，因此在早期并没有得到广泛应用。

（1）第一代丙烯酸脂胶粘剂的基体成分 它主要由丙烯酸系单体、催化剂、弹性体（丙烯腈橡胶或丁二烯橡胶等）组成。弹性体分散在丙烯酸酯系聚合物中。

（2）第一代丙烯酸脂胶粘剂的配方设计 第一代丙烯酸酯胶粘剂的反应基团分布在分子末端，具有很高的反应活性，在过氧化物引发剂存在下，可以室温快速固化成交联型分子结构。但为了调节固化产物的结构与性能，常采用几种不同分子结构的树脂混合物作为基体。为了调节工艺性能，胶液中通常也需要添加一些烯类单体（如苯乙烯、二乙烯基苯等）作稀释剂，配合固化以及调节综合性能。配方中还可以加入聚合物增韧剂、稳定剂、促进剂、触变剂等。第一代丙烯酸酯胶粘剂的典型配方分析见表6-1。

表6-1 第一代丙烯酸酯胶粘剂的典型配方分析

注：固化条件：室温24h。剪切强度：铝合金30MPa，钢32MPa。

2.第二代丙烯酸酯胶粘剂（SGA）

由于FGA存在固化速度慢、剥离强度低等缺点，研究者们加入各种橡胶进行改性，改善了其剥离强度，开发出了第二代丙烯酸酯胶粘剂（SGA）。

第二代丙烯酸酯胶粘剂是以甲基丙烯酸酯自由基接枝共聚为基础的双组分室温固化胶粘剂。该胶粘剂操作方便，常温下即可快速发生聚合反应并固化，可油面粘接，耐冲击、抗剥离，粘接综合性能优良，被粘接材料广泛。

SGA从组成上与FGA基本相同，但是单体在聚合过程中会与弹性体发生接枝聚合。这一点是它区别于第一代丙烯酸酯胶粘剂的地方，也是其性能得以改进的重要原因。

（1）第二代丙烯酸酯胶粘剂的基体成分 第一代丙烯酸酯胶粘剂固化速度慢，经过改进发展成新型的第二代丙烯酸酯胶粘剂（SGA）。它的基体材料是带有两个活性基团的丙烯酸酯单体和常见的丙烯酸酯单体，如甲基丙烯酸-β-羟乙（丙）酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸等。(www.xing528.com)

（2）第二代丙烯酸酯胶粘剂的配方设计 第二代丙烯酸酯胶粘剂具有优良的粘接、室温快速固化性能，因为其基体成分具有高的反应活性，所以要求所选用的橡胶弹性体必须具备容易被激发的反应基团。目前，较多采用的是氯磺化聚乙烯，也可采用丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯等，以提高粘接层的抗冲击和抗剥离性能。

底涂胶的丙烯酸酯结构胶粘剂，分成主剂和底剂两部分。主剂由聚合物弹性体（氯磺化聚乙烯等）、丙烯酸酯单体、氧化剂（过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化酮类、过氧化酯类等）、稳定剂（对苯二酚、对苯二酚甲醚等）组成；底剂由促进剂（还原剂）、助促进剂（环烷酸钴等）以及溶剂组成。

目前，国产SGA胶粘剂的品种有SA-101、SA-102、SA-202、SA-401、J-39、J-56、WH901-2、184蜜月胶、BS-2等。SGA胶粘剂因其独特的优点，是目前应用最为广泛的丙烯酸酯类胶粘剂。

第二代丙烯酸酯与第一代组分相似，但第二代丙烯酸酯在固化时，聚合物弹性体和丙烯酸酯单体之间通过接枝共聚形成化学键，提高了该胶粘剂的综合性能。表6-2列出了第二代丙烯酸酯胶粘剂的典型配方分析。

表6-2 第二代丙烯酸酯胶粘剂的典型配方分析

注：固化工艺：25℃，10～15min凝胶，24h达到最高强度。

3.第三代丙烯酸酯胶粘剂（TGA）

第三代丙烯酸酯胶粘剂（TGA）是由低粘度丙烯酸酯单体或丙烯酸酯低聚物、催化剂、弹性体组成，经紫外光照射几秒钟即固化，也可添加增感剂促进固化速度。它主要用于玻璃、透明塑料与金属、陶瓷等的粘接。

由于固化采用的是紫外线，必须透过被粘接的材料才能起到固化作用，且紫外线的穿透范围非常有限，因此要求被粘接的材料一方透明且具有较小的厚度。但如果采用电子束辐照固化，其能量大、穿透力强，被粘接材料一方的厚度可以达到几个毫米，材料可以不透明。

紫外线固化胶粘剂的低聚体根据结构，可分为环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯。在丙烯酯系低聚物中，丙烯酸低聚物的紫外线固化速度要比甲基丙烯酸低聚物明显要快。作为光敏剂，可用安息香醚、苄基化合物等。现在还开发了耐候性好的光固化型带螺环烃结构的丙烯酸酯。

TGA的品牌主要有UV-400、UV-500、UV-580、UV-570、铁锚301、铁锚353、GBN-501、KH-820等。