水性丙烯酸酯塑料粘合剂的合成及改性研究

摘要

水性丙烯酸酯粘合剂生产成本低，属环保型产品，将此乳液用于塑料粘合，具有优良的耐候性、老化性和很大的断裂伸长率，是目前研究比较活跃的领域。但常规的水性丙烯酸酯粘合剂在某些性能尚存在不足，如产品的粘接性能不够好、耐水性差、贮存稳定性不好、特别是由于PE等塑料的表面能低、表面分子排列致密、表面无活性基团，所以其对PE、PVC、PET等塑料的粘接强度仍然不够高，这就影响到它在高性能、高要求的工业生产上的应用。因此，研制性能优良的塑料用水性丙烯酸酯粘合剂已成为当前的热点。本文对水性丙烯酸酯塑料粘合剂的合成及改性进行了研究。主要内容如下： ⑴合成制备了纯聚丙烯酸酯水性粘合剂，讨论了聚合温度、单体滴加时间、引发剂用量、乳化剂的用量、分子量调节剂的用量、单体组成配比等因素对共聚合及其性能的影响，确定了制备纯聚丙烯酸酯水性粘合剂的最佳工艺条件和最佳配比。在最优化工艺条件和最佳各单体配比的条件下，得到的水性粘合剂稳定性能良好，对塑料粘合的剥离强度为3.1N/cm。 ⑵提出了用氢化松香先与三乙醇胺在一定的温度和时间下进行酸碱反应形成一种盐，然后再加入乳化剂进行乳化，制备出均匀稳定的氢化松香乳液，然后把这种氢化松香乳液加入到纯聚丙烯酸酯乳液中进行共混改性，确定了氢化松香乳液的最佳用量。结果显示，当加入的氢化松香乳液含量为9％，氢化松香乳液共混改性的丙烯酸酯乳液的稳定性能良好，对塑料粘合的剥离强度增至5.6N/cm。 ⑶将氢化松香引入到丙烯酸酯乳液聚合中参与共聚反应，合成了综合性能较好的氢化松香/丙烯酸酯共聚水性粘合剂。通过对水性丙烯酸酯乳液的转化率、稳定性、粘合性能等综合性能的测试，确定了氢化松香在丙烯酸酯共聚乳液胶黏剂中的最佳用量，并对氢化松香共聚改性的丙烯酸酯乳液进行红外光谱（FIR）表征。得到的氢化松香共聚改性丙烯酸酯乳液具有良好的性能，当氢化松香含量为5％，乳液的储存稳性性大于3个月，对塑料粘合的剥离强度增至约7.2N/cm. ⑷将双丙酮丙烯酰胺（DAAM）引入到丙烯酸酯中参与共聚反应，制得含DAAM的水性丙烯酸酯粘合剂。然后加入己二酰肼（DHA）制得自交联的水性丙烯酸酯粘合剂。通过对粘合剂耐水性，粘合强度等性能的测试，确定了DAAM的最佳用量以及DAAM和DHA的最佳配比。结果显示，自交联体系的粘合剂乳液稳定性良好，当DAAM的含量为2％时，DAAM/DAH=2：1时，得到的胶黏剂的综合性能优良，耐水性由原来的15min增至180min。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1水性丙烯酸酯塑料粘合剂

1.1.1水性丙烯酸酯塑料粘合剂的特点及组成

1.1.2水性丙烯酸酯粘合剂的固化机理

1.1.3水性丙烯酸酯粘合剂的粘接机理

1.1.4影响水性丙烯酸酯粘合剂的性能因素

1.1.5水性丙烯酸酯塑料粘合剂的存在问题

1.1.6水性丙烯酸酯塑料粘合剂的改性方法

1.1.7水性丙烯酸粘合剂的前景

1.2本论文的研究背景、研究内容研究意义

1.2.1本论文的研究背景

1.2.2本论文的研究内容

1.2.3本论文的研究意义及创新点

第二章实验部分

2.1实验原料及试剂

2.2实验仪器及设备

2.3实验装置

2.4水性聚丙烯酸酯粘合剂的制备

2.4.1水性纯聚丙烯酸酯粘合剂的合成

2.4.2氢化松香共混改性水性丙烯酸酯粘合剂的制备

2.4.3氢化松香共聚改性水性丙烯酸酯粘合剂的制备

2.4.4自交联型水性丙烯酸酯粘合剂的合成

2.5水性丙烯酸酯粘合剂的性能测试

2.5.1乳液及粘接性能测试

2.5.2共聚物结构的IR表征

第三章水性纯聚丙烯酸酯粘合剂的合成

3.1聚合工艺的影响

3.1.1聚合温度对乳液体系性能的影响

3.1.2单体滴加时间对乳液聚合的影响

3.2引发剂对乳液性能的影响

3.3乳化剂用量对乳液稳定性的影响

3.4链转移剂对水性丙烯酸粘合剂性能的影响

3.5单体对乳液及胶黏剂性能的影响

3.5.1软硬单体的配比对胶黏剂性能的影响

3.5.2功能性单体对乳液粘合剂性能的影响

3.6本章小结

第四章氢化松香共混改性水性丙烯酸酯粘合剂

4.1氢化松香乳液的制备原理

4.2乳化剂影响

4.3溶剂的影响

4.4氢化松香乳液对水性丙烯酸酯粘合剂性能的影响

4.5本章小结

第五章氢化松香共聚改性水性丙烯酸酯粘合剂

5.1氢化松香/丙烯酸酯共聚乳液的红外图谱分析

5.2氢化松香与丙烯酸酯共聚合反应的转化率

5.3氢化松香的用量对共聚乳液性能的影响

5.4氢化松香用量对共聚乳液胶黏剂粘合性能的影响

5.4.1对乳液胶黏剂初粘力的影响

5.4.2对乳液胶黏剂的持粘力的影响

5.4.3对乳液胶黏剂T型剥离强度的影响

5.5本章小结

第六章 自交联水性丙烯酸酯粘合剂的研制

6.1交联反应原理

6.2 DAAM的用量对乳液性能的影响

6.3 DAAM的用量对水性丙烯酸酯粘合剂剥离强度的影响

6.4 DAAM和DHA的配比对丙烯酸酯乳液胶黏剂剥离强度的影响

6.5本章小结

结论

后继研究工作的展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢