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厌氧胶黏剂和耐碱胶黏剂

发布时间:2017-07-08 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:667

1.厌氧胶黏剂

厌氧胶黏剂(Anaerobic Adhesives)简称厌氧胶,又名绝氧胶、嫌气胶、螺纹胶、机械胶,国外亦称“厌氧锁固(紧)剂”。它与氧气或空气接触时不会固化,一旦隔绝空气之后,加上金属表面的催化作用,能在室温很快聚合固化,形成牢固的粘接和良好的密封。利用氧的阻聚作用,可以储存多年。所谓“厌氧”是指这种胶黏剂使用时不喜欢氧的意思。

厌氧胶是为了解决机械产品中液体与主体泄漏,各种螺纹件在振动下松动及机械装配工艺改革而发展起来的工业用胶。汽车用厌氧胶约占其总销售量的25%。

厌氧胶以甲基丙烯酸双酯为主体配以改性树脂、引发剂、促进剂、阻聚剂、增稠剂、染料等组成。厌氧胶之所以能够形成单包装,并能在特定条件下快速固化,主要存在着如下的两个平衡反应:

在贮存阶段,生成的自由基速度较慢,氧的阻聚点起主要作用,因此能够稳定贮存,保持液态。当使用时,由于金属离子催化作用,引发的自由基速度加快,同时由于胶层的缝隙减小,氧的扩散量减小,氧的阻聚作用减小,生成自由基的速度大于失活的速度,生成的自由基将会引发单体的聚合,最终导致胶黏剂的固化。厌氧胶的基本组成设计就是根据单体类型、引发剂、促进剂、稳定剂、阻聚剂的配合性,达到厌氧胶贮存固化的基本要求,然后再根据固化后形成的接头的结构与性能关系,选用合适结构的单体及增韧剂,达到特定胶接强度、工艺性能和耐环境性能要求。

厌氧胶的典型配比为:树脂70%~90%,交联剂(丙烯酸等)0~30%,催化剂(BPO等)2%~5%,促进剂(二甲基苯胺等)0~2%,稳定剂(苯醌等)0~0.1%。如国产铁锚300厌氧胶配方(质量份)为:甲基丙烯酸双酯100,二甲苯丙胺2,过氧化二异丙苯1~3,对苯醌适量。又如Y-150厌氧胶配方(质量份)为:环氧丙烯酸双酯100,丙烯酸2,过氧化羟基二异丙苯5,糖精0.3,三乙胺2,白炭黑0.5。它们的固化条件均为室温、隔氧即可。

2.耐碱胶黏剂

耐碱胶黏剂是能够抵抗碱性介质腐蚀的胶黏剂。在实际应用中,大到大型蓄碱罐的防腐衬里,小至碱性电池的密封,均需要各种不同性能的耐碱胶黏剂。耐碱胶黏剂的种类很多,如由呋喃树脂、二甲苯树脂、环氧树脂、氯磺化聚乙烯橡胶等为基体组成的耐碱胶黏剂和耐碱胶泥。

耐碱胶黏剂的组成是由树脂、增塑剂、填料、固化剂等成分组成的。应特别强调指出的是这些成分必须耐碱介质,但在实际应用中这些物质的耐蚀程度不可能完全相同。有时在碱性介质中一种或几种成分有选择性的溶出或结构遭到破坏,会造成整体性能下降。因此在配制耐碱胶黏剂时应对每种成分的耐碱程度有所了解。

以二甲苯树脂为主体的耐碱胶黏剂具有非常优异的耐碱、耐水和电绝缘性能。生产工艺如下:

(1)二甲苯树脂的合成该树脂的制备过程与酚醛树脂相似,只是二甲苯不像苯酚那样活泼,需要加入大量的浓硫酸才能反应。反应的第一阶段是二甲苯与甲醛进行加成反应,生成二甲基苯基醇。它与二甲苯再进一步反应可生成二甲基苯基甲烷,二甲基苯基醇相互缩合可生成二甲基苯基醚。合成路线与工艺如下:

将工业甲醛溶液220kg投入反应釜内,再将120kg 45%硫酸打到不锈钢的高位槽内,这时启动搅拌,打开反应釜的夹套冷却水,然后把高位槽中的硫酸缓慢滴加到反应釜内,勿使釜温超过45℃。待酸全部加完后,投入工业二甲苯200kg,停止夹套冷却水,送蒸气加热釜内物料,当釜温达80℃时,缓慢升温至沸(注意勿使爆沸,如爆沸可开夹套冷却水),在回流温度下反应8~10h,设法调整和脱除反应生成的水,取样检测甲醛含量,当小于3%时可视反应完成。静置冷却,分去下层酸液,产物用水或二甲苯洗涤,静置分出上层液,在93.3kPa和150℃下蒸馏回收二甲苯。45%硫酸可再次投入使用。将蒸余物冷却即为二甲苯树脂,含氧量大于10%。

(2)聚醚型二甲苯甲醛树脂的合成这种树脂的制备有四步法及改进的二步法两种。四步法的反应式为:

(3)聚酯型二甲苯树脂的合成聚酯型二甲苯树脂是以二甲苯树脂与马来酸和甘油反应制成的一种新型树脂。在整个分子结构中芳香环含量约在80%以上,酯基数比一般的不饱和聚酯少,酯键受到芳香环的空间屏蔽,故在酸、碱作用下的水解速度减缓。因此该树脂表现出极好的耐酸、碱交变、耐水及耐热性能。

聚酯型二甲苯树脂的合成:二甲苯树脂与马来酸最佳配比为100:343,反应温度为140~160℃,反应后期添加4.4%的甘油作为改性剂。甘油与顺式酸反应,增加了树脂中的双键含量,提高了树脂的固化程度。反应后期还需加入4.0%二甲苯树脂,其目的是使树脂端基的羧基、羟基被二甲苯基置换,提高树脂的耐水、耐酸和耐碱性能。反应式如下:

树脂合成工艺流程参见图6-22。

图6-22聚酯型二甲苯树脂的合成工艺流程

(4)二甲苯树脂的固化纯二甲苯树脂经加热和加六次甲基四胺均不固化,没有实用价值,因此一般要在酸催化下与酚类、酸类、醇类、胺类、蒽、苊、三甲基苯等进行的缩聚反应,得到具有新特性的热固性树脂,从而为二甲苯树脂的应用奠定了基础。例如,在聚酯型二甲苯树脂中,加入过氧化苯甲酰二甲基苯胺,在室温和加热的条件下均可固化。

(5)耐碱二甲苯树脂胶泥的配制二甲苯树脂胶泥中,目前应用最多的是聚黏型二甲苯树脂胶泥,它是由聚酯型二甲苯树脂、引发剂、促进剂和填料等组成。其配制是将100份聚酯型二甲苯树脂、3~4份引发剂、300~400份石英粉或辉绿岩粉混合,在室温下搅拌均匀即可。

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