【膠黏劑】佳百特膠黏劑 優化活性液態聚合物的使用,增強環氧化物的韌性
雙組分環氧膠黏劑中RLP的選擇
以上論述了在單組分環氧膠黏劑中端環氧基RLP 的使用。在雙組分胺固化環氧膠黏劑中,發現RLP可與胺類固化劑結合,也可與配方中的環氧部分結合。因此,恰當選擇活性端基對于增韌效果至關重要。
如果將RLP加到胺類固化劑中,那么得到的端胺基丁腈橡膠(ATBN)共聚物將使韌性達最佳。如果將 RLP加到配方中的環氧組分中,那么端環氧基丁腈橡膠 (ETBN)也將使韌性達最佳。究竟是將RLP加入胺類固化劑中,還是加入到環氧樹脂中,取決于下面幾個因素,包括RLP與所選胺類的相容性、黏度限制及膠黏劑的最終韌性等。若考慮與胺類固化劑的相容性,應選擇端胺基丁腈橡膠;一般來說,端胺基丁腈橡膠與脂肪胺不相容。
如果端胺基丁腈橡膠與所選胺類固化劑不相容,應在配方加入環氧加成物或縮水甘油酯端環氧基丁腈橡膠。RLP加入配方中的任一組分都會增加黏度。因此,RLP可以加在配方的任一組分中,這擴大了黏度增加的空間。加入濃度相似的端胺基丁腈橡膠或者環氧加成物,并非總能達到相同的增韌效果。相分離動力學對于增韌過程中提供最佳形態至關重要。
確認助劑的不同功效
將改性脂肪胺加成物與聚酰胺進行混合,對標準的雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂進行固化,固化劑中包含25份(份/100份樹脂)含18%丙烯腈的端胺基丁腈橡膠,或25份含18%或26%丙烯腈的環氧加成物[8](第一個體系)。在對第二個體系進行的評估中,僅使用一種脂肪胺類固化劑,對標準雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂進行固化,固化劑中包含與第一個配方完全相同的橡膠配比15份(份/100份樹脂)。
圖8為在冷軋鋼上T剝離強度試驗結果,結果表明,在配方中加入端胺基丁腈橡膠或環氧加成物,并使用改性脂肪胺加成物和聚酰胺混合物進行固化,可產生極佳效果,而僅使用脂肪胺進行固化的配方,端胺基丁腈橡膠未能起到任何增韌效果。
圖8 加入端氨基丁腈橡膠或環氧加成物的雙組分胺固化環氧膠黏劑的增韌性
這是因為,如上所述,端胺基丁腈橡膠與脂肪胺不相容,且它在配方中反應緩慢,使其沒有機會進行相分離,從而無法為增韌提供恰當的第二相形態。數據還表明,環氧加成物中丙烯腈的含量與固化劑體系有關,需要對不同丙烯腈含量的加成物進行檢測,以確保達到最佳效果。
RLP可以用于配制自由基固化膠黏劑
使用RLP增加膠黏劑韌性的方法,也可推廣到其他類型的體系中,如丙烯酸類、自由基固化類或紫外固化類體系。恰當選擇活性端基化學方法,對這些體系達到最佳效果至關重要。甲基丙烯酸酯(乙烯基)端基的 RLP可有效介入這些膠黏劑體系的配制,并為增韌提供恰當的相形態。甲基丙烯酸酯端基RLP的使用量接近環氧膠黏劑中的使用量,一般為15份(份/100份樹脂)。除了端基功能外,含有丙烯腈的甲基丙烯酸酯端基的RLP 在其聚合物鏈主鏈上也含有類似的活性丙烯酸甲酯基側基,沿主鏈分布。這進一步確保了甲基丙烯酸酯端基的RLP可有效植入這些膠黏劑中。
仔細甄選助劑,使性能達到最優化
無論是采用斷裂韌性試驗、T剝離強度試驗,還是搭接剪切試驗,結果均表明,在環氧膠黏劑中使用RLP 能夠極大提高膠黏劑的韌性。選擇恰當的RLP,對于實際應用達到最佳性能至關重要。要使韌性最大化,需要考慮選擇合適的活性端基化學組成和丙烯腈含量。
對于單組分環氧樹脂,應使用端環氧基丁腈橡膠,以環氧加成物的形式或以縮水甘油酯的形式使用均可。而專為低溫環境開發的環氧加成物在-40 ℃下具有獨特的低溫性能。
對于雙組分環氧樹脂,可使用端胺基丁腈橡膠或端環氧基丁腈橡膠,且必須考慮與配方中成分的相容性,以避免發生相分離。因此,在增強膠黏劑韌性方面,配方設計人員有多種選擇。