氰基丙烯酸酯胶粘剂的介绍

1959年，美国发明了Eastman910胶粘剂（α-氰基丙烯酸甲酯），它具有对金属、橡胶、玻璃、塑料等材料的快速粘接作用，广泛应用于汽车、机械、电子等行业；尤其是作用于生物体组织时，会产生迅速聚合而起到粘接作用，并且几乎无毒，因此被广泛用作医用胶粘剂。氰基丙烯酸酯胶粘剂是单组分、液态、无溶剂、室温迅速固化胶粘剂。

氰基丙烯酸酯胶粘剂主体成分是α-氰基丙烯酸酯，其分子中同时存在吸电子性强的氰基和酯基。此类单体易在水或弱碱的催化剂作用下进行阴离子型聚合反应而成为一种快速固化胶粘剂。

由于α-氰基丙烯酸酯分子中的酯基不同而有多种化合物，见表6-3。

表6-3 α-氰基丙烯酸酯

α-氰基丙烯酸酯的酯基碳链长短结构对产物性能有很大影响。碳链长韧性好，耐水性也好，但粘接强度较差，选用单体时宜考虑其综合性能。

1.α-氰基丙烯酸酯胶粘剂的组成

α-氰基丙烯酸酯胶粘剂又称瞬干胶，是目前在室温下固化时间最短的一种胶粘剂。α-氰基丙烯酸酯单体是由氰乙酸酯和甲醛在碱性介质中进行缩合反应，生成的低聚物经加热裂解而制备的。

氰基丙烯酸酯胶粘剂组成如下：

1）单体：α-氰基丙烯酸酯。

2）增稠剂：聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯、纤维素衍生物等。

3）增塑剂（改善固化后胶层的脆性）：邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。

4）稳定剂：二氧化硫、对苯二酚等。

2.α-氰基丙烯酸酯胶粘剂的性能

α-氰基丙烯酸酯胶粘剂为单组分、透明的液体状胶粘剂，遇潮气瞬间固化。该胶粘剂使用方便，被粘接材料表面不必进行特殊预处理，无需加温加压，广泛用于粘接金属、玻璃、陶瓷、有机玻璃、硫化橡胶、硬质塑料等多种材料。在医疗方面，它可用于止血、粘接皮肤和骨骼、连接血管等。

α-氰基丙烯酸酯单体上的酯基影响粘接层的性能，随着酯基碳链的增长，胶层的柔韧性增加。该类胶粘剂的耐化学介质性与被粘接材料的种类有关。在粘接金属、玻璃等材料时，耐酸碱性、耐水性和耐大气老化性较差；而在粘接橡胶时，耐水性则显得十分优良。对于不同种类的粘接材料，胶液的固化速度也有较大差别：玻璃和橡胶最快，塑料次之，金属最慢。

α-氰基丙烯酸酯胶粘剂对于不同的粘接材料，有着不同的粘接强度。粘接材料的极性越大，粘接强度越高。通常，粘接金属的强度最高，玻璃和橡胶次之，塑料最差，而未经处理的聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等不能粘接。此外，该类胶粘剂适于致密材料的粘接，而不适于多孔性疏松材料的粘接。

3.α-氰基丙烯酸酯胶粘剂的配方设计

首先根据被粘接对象选择α-氰基丙烯酸酯单体的类型，如甲酯的固化速度最快，耐热性较好，力学强度最高，但胶层脆性最大，高碳链烷酯的柔韧性好。其次因为单体的粘度很低，使用时胶液易流到不应粘接的部位，需要加入增稠剂增稠。再次是为了改善胶粘剂固化后胶层的脆性，需要加入增塑剂。为了防止胶液在贮存过程中发生聚合作用，还应添加阻聚剂（稳定剂）。α-氰基丙烯酸酯胶粘剂的典型配方分析见表6-4。

表6-4 α-氰基丙烯酸酯胶粘剂的典型配方分析

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4.502胶粘剂

502胶粘剂是以α-氰基丙烯酸乙酯为主要成分的“瞬干胶”，以室温快速固化而著称。502胶粘剂尽管用途很广，但绝不是“万能胶”，虽然使用方便，但必须使用得当。使用502胶时，应注意下列事项：

1）胶层越薄，强度越高。每滴0.02g的胶液涂敷面积应为8～10cm²。

2）控制好最佳合拢时间。涂胶后应晾置几秒钟，使胶层吸收微量水分后再合拢。涂胶后马上合拢，会使粘接失败。

3）合拢10min后，强度可达额定值的50%～60%，完全固化需要24h。

4）在未完全固化前，最好施加点压力。

5）如果粘接件能预热至60℃时进行粘接，可提高粘接强度。

6）粘接操作的环境以相对湿度以50%为好，切忌过于干燥或潮湿。

7）不能用于大面积的粘接。

8）不能用于接触缝隙过大的被粘物和多孔材料的粘接。

9）不能用于受振动和冲击的粘接件。

10）不耐高温，使用温度为-50～70℃。

11）粘接金属的耐水性差，不能用于潮湿环境。粘接钢材后，室温浸水6～11个月即自行脱落；粘接铜材后室温浸水12个月，其粘接强度仅为原来的1/3～1/2。

12）适用于应急修补及装配定位，不宜用于产品制造。

13）被粘物表面不必粗化处理，光滑些为好。

14）冬天在室外施工粘接，应先将被粘物在室内预热至30～50℃。

15）502胶用后应密封严紧，避免水气浸入。

16）粘接后，如果被粘物表面出现白化物，可用于布擦除或用二甲基甲酰胺清除。

17）可用丙酮拆胶。