一種環保阻燃低氣味丙烯酸結構膠的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種環保阻燃低氣味丙烯酸結構膠。
【背景技術】
[0002]第二代丙烯酸酯結構膠(SGA)具有粘接力高、粘接基材廣泛等有點，已在電子、軌道交通、汽車、建筑、文教娛樂用品等行業得到廣泛應用。但其以甲基丙烯酸酯甲酯為主要單體，沸點低氣味大，對施膠人員和環境產生嚴重危害。隨著環保法規的推出和操作人員安全環保意識的提高，以高沸點丙烯酸酯類單體為主的低氣味環保丙烯酸酯結構膠的開發和應用逐漸成為市場的重點方向。
[0003]同時在丙烯酸酯類膠黏劑應用的電子、軌道交通、建筑等領域，預防火災是一個永恒的主題。并且各行業人員也認識到，采用阻燃材料是防止和減少火災的戰略性措施之一。但是作為該應用領域的重要材料之一的丙烯酸酯類膠黏劑，屬于易燃的材料，它們的極限氧指數多低于21%，燃燒速度較快，為人們的生活和火災逃生帶來了較大的隱患。鹵素阻燃劑是最有效的阻燃劑，但其材料燃燒后，會產生有毒有害的物質，并伴有大量的濃煙，這些均違背當今社會無毒、無污染的環保理念，阻燃的無鹵化已經成為了阻燃材料開發的熱點。專利CN103834308和專利CN103074000均公開了一種環保丙烯酸膠黏劑，但是上述膠黏劑均不含阻燃劑，屬于易燃材料。因此環保阻燃低氣味丙烯酸結構膠開發顯得尤為迫切。
【發明內容】
[0004]為解決上述現有技術的問題，本發明提供了一種環保阻燃低氣味丙烯酸結構膠。
[0005]—種環保阻燃低氣味丙烯酸結構膠，由甲組分和乙組分組成，其特征在于:
[0006]所述甲組分包括如下重量份數的物質:丙烯酸酯類單體20-60份，增韌樹脂12-30份，成碳協效樹脂8-20份，氧化劑3-10份，穩定劑0.2-4份，阻燃劑A 15-30份；
[0007]所述乙組分包括如下重量份數的物質:丙烯酸酯類單體20-50份，增韌樹脂12-25份，成碳協效樹脂8-25份，還原劑2-10份，穩定劑0.2-4份，阻燃劑B 10-30份，磷系附著阻燃促進劑8-30份，固化促進劑1 -3份。
[0008]所述丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、月桂酸甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一種或幾種；
[0009]所述增韌樹脂為丁腈橡膠、ABS樹脂、MBS樹脂、C5石油樹脂中的一種或幾種；
[0010]所述氧化劑為異丙苯過氧化氫、過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化異丙苯、1，1_ 二 (叔丁基過氧)-3，3，5_三甲基環己烷、1，1_ 二 (叔丁基過氧)環己烷、乙基-3，3-二 (叔丁基過氧)丁酸酯、乙基-3，3-二 (叔戊基過氧)丁酸酯中的一種或幾種；
[0011]所述穩定劑為對苯二酚、對苯醌、2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物、抗氧化劑TH-1790、4-羥基哌啶醇氧自由基中的一種或幾種；
[0012]所述還原劑為四甲基硫脲、N-丙烯酰硫脲、N-苯甲酰硫脲、1-烯丙基-2硫脲、1-烯丙基-3-(2-羥乙基)-2硫脲、二苯基硫卡巴肼、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-乙烯基咪唑、N，N-二甲基哌嗪、二乙烯三胺、N，N，N’，N’_四甲基-1,6-己二胺、N，N-二甲基芐胺、1-乙酰哌啶、1-苯甲酰-4-哌啶酮中的一種或幾種。
[0013]所述成碳協效樹脂為聚醚酰亞胺樹脂粉末、聚醚酰亞胺-硅氧烷共聚物粉末、聚苯醚樹脂粉末中的一種或幾種。
[0014]所述聚醚酰亞胺樹脂粉末的粒徑小于45微米。
[0015]所述阻燃劑A為八乙烯基硅倍半氧烷、八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷、4A型分子篩、Re-Y型分子篩中的一種或幾種。
[0016]所述阻燃劑B為聚磷酸胺與氫氧化鋁納米復合物、聚磷酸胺與蒙脫土納米復合物、三(1-氧代-1-磷雜-2，6，7-三氧雜雙環[2，2，2]辛烷-4-亞甲基)磷酸酯中的一種或幾種。
[0017]所述磷系附著阻燃促進劑由丙烯酸羥基酯和與五氧化二磷按摩爾比5:1的反應制得，其中丙烯酸羥基酯為4-羥基丁基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一種或兩種。
[0018]所述磷系附著阻燃促進劑由下述方法制備:將5mol的丙烯酸羥基酯與阻聚劑加入反應器中，攪拌，控制反應器的溫度為10-15°C之間，分批加入lmol的五氧化二磷，控制升溫速率為2°C/min，升溫至65-70°C之間，反應4-5h后冷卻至室溫，出料，得磷系附著阻燃促進劑;所述阻聚劑為對苯二酚、對苯醌中的一種或幾種，添加量為0.03mol。
[0019]所述固化促進劑為異辛酸鈷、異辛酸錳、異辛酸鋅、異辛酸鋯、異辛酸鈰中的一種或幾種。
[0020]本發明的有益效果:本發明制備的環保阻燃低氣味丙烯酸結構膠無鹵環保，阻燃性能達到V0級，通過采用成碳協效樹脂、磷、硅系阻燃劑復配、自制的磷系附著阻燃促進劑，實現了低氣味丙烯酸酯結構膠的無鹵化阻燃;通過采用特定的氧化劑-還原劑引發體系、自制的磷系附著阻燃促進劑保證了該環保阻燃低氣味丙烯酸結構膠具有較佳的粘接性能；同時成碳協效樹脂亦可起到一定的增韌樹脂作用，確保結構膠的粘接強度。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0022]實施例1
[0023](1)制備磷系附著阻燃促進劑
[0024]將5mol的4-羥基丁基丙烯酸酯與0.03mol的對苯二酚加入反應器中，攪拌，控制反應器的溫度為10-15°C之間，分批加入lmol的五氧化二磷，控制升溫速率為2°C/min，升溫至65-70°C之間，反應4-5h后冷卻至室溫，出料，得磷系附著阻燃促進劑。
[0025](2)甲組分、乙組分制備
[0026]甲組分制備:將甲基丙烯酸羥乙酯23.6kg、異冰片基甲基丙烯酸酯13.8kg、丙氧化季戊四醇四丙稀酸酯2.8kg、對苯二酸0.7kg、丁腈橡膠9.2kg、ABS樹脂6.4kg投入反應爸中，攪拌至樹脂完全溶解;再向反應釜中投入聚醚酰亞胺樹脂粉末13.8kg、異丙苯過氧化氫
5.5kg、1，1 -二 (叔丁基過氧)環己烷0.9kg，攪拌1 -3h至混合均勻;再向反應釜中投入八乙烯基硅倍半氧烷25kg，攪拌l-3h至混合均勻，真空脫除氣泡得甲組分；
[0027]乙組分的制備:將甲基丙烯酸羥乙酯20.7kg、異冰片基甲基丙烯酸酯4.7kg、丙氧化季戊四醇四丙稀酸酯3.2kg、對苯二酸0.7kg、丁腈橡膠14.2kg、ABS樹脂7.1kg投入反應爸中，攪拌至樹脂完全溶解；再向反應釜中投入聚醚酰亞胺樹脂粉末12.7kg、四甲基硫脲2.4kg、N-苯甲酰硫脲2.4kg，攪拌l-3h至混合均勻;再向反應釜中投入聚磷酸胺與氫氧化鋁納米復合物18.9kg、磷系附著阻燃促進劑11.9kg攪拌l-3h至混合均勻;再向反應釜中投入異辛酸鋅1.2kg，攪拌l-3h至混合均勻，真空脫除氣泡得乙組分。
[0028]將甲組分和乙組分按照體積比1:1進行配比施膠。
[0029]根據GB/T2791-1995測試膠粘劑的剝離強度，根據GB/T 6328-1999測試膠粘劑的沖擊強度，根據GB/T 7124-2008測試膠粘劑的剪切強度，根據GB/T4609-1984測試膠黏劑的垂直燃燒性能，根據GB/T 2406-2009測試膠黏劑的氧指數。測得的氧指數(％)為37%，垂直燃燒級別V-0，剝離強度3.5N/mm，沖擊強度21KJ/m2，剪切強度20MPa。
[0030]實施例2
[0031 ] (1)制備磷系附著阻燃促進劑
[0032]將4mol的4-羥基丁基丙烯酸酯、lmol的季戊四醇三丙烯酸酯與0.03mol的對苯二酚加入反應器中，攪拌，控制反應器的溫度為10-15°C之間，分批加入lmol的五氧化二磷，控制升溫速率為2°C/min，升溫至65-70°C之間，反應4-5h后冷卻至室溫，出料，得磷系附著阻燃促進劑。
[0033](2)甲組分、乙組分制備
[0034]甲組分制備:將甲基丙烯酸羥丙酯21.lkg、異冰片基甲基丙烯酸酯10kg、乙氧化季戊四醇四丙稀酸酯4kg、對苯醌0.5kg、2，2，6，6-四甲基呢啶氧化物0.2kg，丁腈橡膠9kg、MBS樹脂4kg投入反應釜中，攪拌至樹脂完全溶解;再向反應釜中投入聚醚酰亞胺-硅氧烷共聚物粉末10kg、聚苯醚樹脂粉末6kg、異丙苯過氧化氫5kg、l，乙基-3，3-二(叔丁基過氧)丁酸酯lkg，攪拌l-3h至混合均勻；再向反應釜中投入八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷25kg，4A型分子篩3份，攪拌l_3h至混合均勻，真空脫除氣泡得甲組分；
[0035]乙組分的制備:將甲基丙烯酸羥丙酯20kg、異冰片基甲基丙烯酸酯6kg、丙氧化季戊四醇四丙稀酸酯3.2kg、對苯醌0.4kg、2，2，6，6-四甲基呢啶氧化物0.2kg、丁腈橡膠
11.2kg、MBS樹脂2kg投入反應釜中，攪拌至樹脂完全溶解;再向反應釜中投入聚醚酰亞胺_硅氧烷共聚物粉末12.4kg、聚苯醚樹脂粉末3.2kg、四甲基硫脲4kg、N-苯甲酰硫脲1.6kg，攪拌l-3h至混合均勻；再向反應釜中投入聚磷酸胺與蒙脫土納米復合物18kg、三(1-氧代-1-磷雜-2，6，7-三氧雜雙環[2，2，2]辛烷-4-亞甲基)磷酸酯3.2kg、磷系附著阻燃促進劑12kg攪拌l_3h至混合均勻;再向反應釜中投入異辛酸鋅1.6kg，攪拌l-3h至混合均勻，真空脫除氣泡得乙組分。
[0036]將甲組分和乙組分按照體積比2:1進行配比施膠。
[0037]根據GB/T2791-1995測試膠粘劑的剝離強度，根據GB/T 6328-1999測試膠粘劑的沖擊強度，根據GB/T 7124-2008測試膠粘劑的剪切強度，根據GB/T 4609-1984測試膠黏劑的垂直燃燒性能，根據GB/T 2406-2009測試膠黏劑的氧指數。測得的氧指數(％)為38%，垂直燃燒級別V-0，剝離強度3.7N/mm，沖擊強度24KJ/m2，剪切強度22MPa。
[0038]實施例3
[0039](1)制備磷系附著阻燃促進劑
[0040]將5mol的4-羥基丁基丙烯酸酯與0.03mol的對苯二酚加入反應器中，攪拌，控制反應器的溫度為10-15°C之間，分批加入lmol的五氧化二磷，控制升溫速率為2°C/min，升溫至65-70°C之間，反應4-5h后冷卻至室溫，出料，得磷系附著阻燃促進劑。
[0041 ] (2)甲組分、乙組分制備
[0042]甲組分制備:將甲基丙烯酸羥乙酯23.6kg、異冰片基甲基丙烯酸酯13.8kg、丙氧化季戊四醇四丙稀酸酯2.8kg、對苯二酸0.7kg、丁腈橡膠9.2kg、ABS樹脂6.4kg投入反應爸中，攪拌至樹脂完全溶解;再向反應釜中投入聚醚酰亞胺樹脂粉末13.8kg、異丙苯過氧化氫
5.5kg、1，1 -