加成能夠提高RLP增韌劑的效率

RLP是使用一種羧基偶氮引發(fā)劑，通過(guò)自由基溶液聚合合成，在低分子量聚合物(一般分子量為3 000～ 4 000)的每一個(gè)末端引入羧酸基團(tuán)。

通常，在環(huán)氧膠黏劑中直接加入端羧基丁腈橡膠，并不能使其韌性最大化，因?yàn)橄鹉z和環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)速度不夠快，不足以提供充分的相分離。因此，要對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂官能端基進(jìn)行改性，以達(dá)到最佳效果，最常見(jiàn)的方法是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)雙酚A二縮水甘油醚(DGEBA)等雙環(huán)氧化合物發(fā)生反應(yīng)，形成端羧基丁腈橡膠的環(huán)氧加成物[4]。

重要的是端羧基丁腈橡膠的加成物必須能溶于環(huán)氧樹(shù)脂中，以確保固化前不會(huì)產(chǎn)生相分離。為保證橡膠和環(huán)氧樹(shù)脂能夠混合在一起，應(yīng)選擇含有丙烯腈成分的端羧基丁腈橡膠(CTBN)，使其溶解度參數(shù)接近環(huán)氧樹(shù)脂的溶解度參數(shù)。端羧基丁腈橡膠中丙烯腈的含量越高，其可溶性越好。但配方設(shè)計(jì)者必須均衡配方，以較好地實(shí)現(xiàn)固化過(guò)程中的相分離，同時(shí)降低橡膠在樹(shù)脂基體中的可溶性，盡可能低減少模量和玻璃化溫度 (Tg)的下降。

這一方法極大地增加了未改性的環(huán)氧樹(shù)脂的韌性，尤其是在常溫和高溫環(huán)境下黏合強(qiáng)度方面，這一方法中通常的最佳橡膠濃度大約為15份橡膠(份/100份樹(shù)脂)[5-6]。配方設(shè)計(jì)師必須采用的優(yōu)化配方，如圖2所示。

圖2 優(yōu)化環(huán)氧膠黏劑中RLP的添加量

加成物制備步驟

以下是制備端羧基丁腈橡膠環(huán)氧加成物的一般步驟。與直接加入端羧基丁腈橡膠相比，加入加成物的環(huán)氧膠黏劑性能更佳。

»選擇一種與最終產(chǎn)品相容的環(huán)氧樹(shù)脂。

»對(duì)端羧基丁腈橡膠中丙烯腈的含量進(jìn)行選擇，使其具有相容性和良好性能。

»將超過(guò)等量配比的環(huán)氧樹(shù)脂混入端羧基丁腈橡膠(一般質(zhì)量比例為60∶40)。

»在氮?dú)庵屑訜峄旌衔?，直至酸值低?。

在此加成化學(xué)反應(yīng)中，通常的溫度區(qū)間為60(有催化劑)～110 ℃(無(wú)催化劑)。反應(yīng)時(shí)間隨催化劑和溫度變化而變化，從30 min到8 h不等。常用的催化劑為三苯基膦或其他常用的酯化催化劑。

將環(huán)氧加成物加入單組分雙氰胺結(jié)構(gòu)的膠黏劑中，使每100份環(huán)氧樹(shù)脂中的橡膠含量達(dá)到15份。表1為單組分環(huán)氧膠黏劑配方，含40%(質(zhì)量比)端羧基丁腈橡膠的環(huán)氧加成物。

表1 單組分雙氰胺環(huán)氧膠黏劑的典型配方

配方中，如果希望每100份環(huán)氧樹(shù)脂中的橡膠含量達(dá)15份，則需要37.5份(按質(zhì)量)的加成物(37.5份 x0.40=15份)。配方中總的環(huán)氧樹(shù)脂的數(shù)量可以通過(guò)計(jì)算因加成物帶入的環(huán)氧樹(shù)脂的量加以調(diào)整。