论文部分内容阅读
摘 要：从固化时间、剪切强度、金属腐蚀结果的影响等方面进行了系统研究，分析了改变缓蚀剂用量对丙烯酸酯胶腐蚀效果的影响。结果表明，当缓蚀剂苯丙三氮唑占到反应系统总剂量的1.5%时，丙烯酸酯胶固化时长为15.5min，剪切强度为16.6MPa，对铜的单位面积侵蚀为32%。
关键词：缓蚀剂;固化时间;剪切强度
中图分类号：TQ433.4+3 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）10-0001-02
Study on the Effect of Corrosion Inhibitor on the Properties of Acrylate Adhesive
Zhu Huajuan1， Jia Rongbin2
（1.Xiangyang Safety Production Publicity and Education Information Center， Xiangyang 441021，China;2.Logistics Service Center of Xiangyang Economic and Information Technology Bureau， Xiangyang 441003， China）
Abstract：In this paper， the effects of different inhibitor dosage on the properties of acrylate adhesive were studied， and the changes of curing time， shear strength and metal corrosion effect were analyzed and discussed. The results showed that when the corrosion inhibitor phenylprotriazole accounted for 1.5% of the total dosage of the reaction system， the curing time of the acrylic adhesive was 15.5min， and the corrosion effect on copper per unit area was 32%.
Key words：corrosion inhibitor; curing time; shear strength
0 引言
丙烯酸酯膠因固化速度快、强度高、粘接性好的特点在各工业领域中得到广泛应用，但因该物质在生产过程中，反应物含有甲基丙烯酸铜等，致使生成物的表面产生腐蚀瘢痕，限制了该产品的使用。本研究以最大限度降低金属表面腐蚀面积，同时使得胶体综合性能保持较好水平 [1]为目标，对降低胶体缓蚀剂量采取逐步增加措施，针对性的在丙烯酸酯胶中加入缓蚀剂，观察其添加剂量与腐蚀面积关系确定比例、剂量，达到预期效果。
1 实验材料和方法
1.1 主要原料
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸、苯丙三氮唑（缓蚀剂）、异丙苯过氧化氢、羧基丁腈橡胶（NBR）、工业硫脲、阻聚剂、增韧助剂，市售。
1.2 试验设备
炼胶机，行星真空混合机，高速分散机，万能电子拉力机。
1.3 制备方法
1.3.1 甲组分的制备
（1）将NBR在开炼机上塑炼，薄通10次后出片，备用。
（2）按照配比数量，将甲基丙烯酸、苯丙三氮唑、MMA、NBR、HEMA、增韧助剂等原料先后投入到反应釜内，经搅拌，至原料完全溶解。
（3）加入四甲基硫脲促进剂搅拌均匀待用。
1.3.2 乙组分的制备
（1）按配比，先后将甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、阻聚剂、甲基丙烯酸羟甲酯（MMA）、丁腈橡胶（NBR）等质料投入到反应釜中，充实搅拌，至全部物料彻底消融。
（2）加入甲基丙烯酸、异丙苯过氧化氢搅拌均匀。
1.3.3 试片的制备
选择合适的有机溶剂将铝合金板（规格25mm×80mm×2mm）表面清洁干净、去除水分。将甲、乙两组分按体积比1∶1均匀混合，刮涂在铝合金板表面，模具搭接完成。之后对模具进行固定，存放在室内自然固化24h。
1.4 性能测试
试片剪切强度测试依照《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法 （金属对金属）》（GB/T 7124—2008）规定条件，采取万能电子拉力机对试片进行剪切强度测试。
2 结果与讨论
2.1 不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶固化时间的影响
不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶固化时间的影响如图1所示。
由图1可知，缓蚀剂苯丙三氮唑增加剂量不同，对丙烯酸酯胶的固化时间产生明显影响，导致其固化时间被逐渐延长;分析认为，在测试条件下，氧化剂分解产生的自由基被苯丙三氮唑消耗，使得测试系统整体反应速度变缓，导致固化过程中的聚合反应速度降低，从而引起固化速度变慢[2]。
2.2 不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶剪切强度的影响
不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶剪切强度的影响如图2所示。
由图2可知，随着逐步增添缓蚀苯丙三氮唑的剂量，丙烯酸酯胶剪切强度呈逐渐下降趋势。说明在反应过程中苯丙三氮唑消耗了反应体系中的自由基，降低了反应体系的聚合反应转化率，导致丙烯酸酯胶在固化后交联密度大幅降低，使得产品剪切强度降低[3]。
2.3 不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶金属腐蚀效果的 影响
不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶金属腐蚀效果如图3所示。
由图3可知，当反应系统中没有苯丙三氮唑缓蚀剂时，胶体对金属表面的腐蚀面积达94%;当加入缓蚀剂苯丙三氮唑后，金属表面的腐蚀效应明显改善，缓蚀剂苯丙三氮唑抑制了胶体对金属表面的腐蚀。随着缓蚀剂用量的增加，抑制效果也越来越好，使腐蚀面积大幅降低。在空气中水分的作用下，苯丙三氮唑与金属表面的氧化层产生附着，形成络合物膜，起到有效阻止胶体中的酸性物质腐蚀金属表面[4-5]。
3 结论
在丙烯酸酯胶中加入缓蚀剂后能够有效阻止胶体中的酸性物质腐蚀金属表面。缓蚀剂的剂量对丙烯酸酯胶的固化时间，剪切强度具有负面影响，随着用量的增多会使丙烯酸酯胶的固化时间变长，剪切强度变小，具体使用中为保证丙烯酸酯胶结构性粘接强度，推荐加入量为1.5%。试验表明，当缓蚀剂苯丙三氮唑添加量达到1.5%时，丙烯酸酯胶固化时间为15.5min，剪切强度为16.6MPa，对铜的单位面积腐蚀面积为32%。
参考文献
[1]周建文，罗军.新型第二代丙烯酸酯结构胶[J].粘接，2000，21（4）：19-21.
[2]黄岐善，翁志学，黄志明，等.引发剂“笼蔽效应”的微观动力学解释[J].高等学校化学学报，1999（5）：5.
[3]刘苏宇，韩胜利，张浩军.触变型双组分丙烯酸酯胶粘剂的力学性能研究[J].粘接，2018，39（03）：40-42.
[4]尹正子，康永.苯并三氮唑复配缓蚀剂对铜缓蚀机理[J].清洗世界，2013，29（6）：24-27.
[5]杨雪莲，常青.缓蚀剂的研究与进展[J].甘肃科技，2004（1）：79-81.
关键词：缓蚀剂;固化时间;剪切强度
中图分类号：TQ433.4+3 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）10-0001-02
Study on the Effect of Corrosion Inhibitor on the Properties of Acrylate Adhesive
Zhu Huajuan1， Jia Rongbin2
（1.Xiangyang Safety Production Publicity and Education Information Center， Xiangyang 441021，China;2.Logistics Service Center of Xiangyang Economic and Information Technology Bureau， Xiangyang 441003， China）
Abstract：In this paper， the effects of different inhibitor dosage on the properties of acrylate adhesive were studied， and the changes of curing time， shear strength and metal corrosion effect were analyzed and discussed. The results showed that when the corrosion inhibitor phenylprotriazole accounted for 1.5% of the total dosage of the reaction system， the curing time of the acrylic adhesive was 15.5min， and the corrosion effect on copper per unit area was 32%.
Key words：corrosion inhibitor; curing time; shear strength
0 引言
丙烯酸酯膠因固化速度快、强度高、粘接性好的特点在各工业领域中得到广泛应用，但因该物质在生产过程中，反应物含有甲基丙烯酸铜等，致使生成物的表面产生腐蚀瘢痕，限制了该产品的使用。本研究以最大限度降低金属表面腐蚀面积，同时使得胶体综合性能保持较好水平 [1]为目标，对降低胶体缓蚀剂量采取逐步增加措施，针对性的在丙烯酸酯胶中加入缓蚀剂，观察其添加剂量与腐蚀面积关系确定比例、剂量，达到预期效果。
1 实验材料和方法
1.1 主要原料
甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸、苯丙三氮唑（缓蚀剂）、异丙苯过氧化氢、羧基丁腈橡胶（NBR）、工业硫脲、阻聚剂、增韧助剂，市售。
1.2 试验设备
炼胶机，行星真空混合机，高速分散机，万能电子拉力机。
1.3 制备方法
1.3.1 甲组分的制备
（1）将NBR在开炼机上塑炼，薄通10次后出片，备用。
（2）按照配比数量，将甲基丙烯酸、苯丙三氮唑、MMA、NBR、HEMA、增韧助剂等原料先后投入到反应釜内，经搅拌，至原料完全溶解。
（3）加入四甲基硫脲促进剂搅拌均匀待用。
1.3.2 乙组分的制备
（1）按配比，先后将甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、阻聚剂、甲基丙烯酸羟甲酯（MMA）、丁腈橡胶（NBR）等质料投入到反应釜中，充实搅拌，至全部物料彻底消融。
（2）加入甲基丙烯酸、异丙苯过氧化氢搅拌均匀。
1.3.3 试片的制备
选择合适的有机溶剂将铝合金板（规格25mm×80mm×2mm）表面清洁干净、去除水分。将甲、乙两组分按体积比1∶1均匀混合，刮涂在铝合金板表面，模具搭接完成。之后对模具进行固定，存放在室内自然固化24h。
1.4 性能测试
试片剪切强度测试依照《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法 （金属对金属）》（GB/T 7124—2008）规定条件，采取万能电子拉力机对试片进行剪切强度测试。
2 结果与讨论
2.1 不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶固化时间的影响
不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶固化时间的影响如图1所示。
由图1可知，缓蚀剂苯丙三氮唑增加剂量不同，对丙烯酸酯胶的固化时间产生明显影响，导致其固化时间被逐渐延长;分析认为，在测试条件下，氧化剂分解产生的自由基被苯丙三氮唑消耗，使得测试系统整体反应速度变缓，导致固化过程中的聚合反应速度降低，从而引起固化速度变慢[2]。
2.2 不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶剪切强度的影响
不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶剪切强度的影响如图2所示。
由图2可知，随着逐步增添缓蚀苯丙三氮唑的剂量，丙烯酸酯胶剪切强度呈逐渐下降趋势。说明在反应过程中苯丙三氮唑消耗了反应体系中的自由基，降低了反应体系的聚合反应转化率，导致丙烯酸酯胶在固化后交联密度大幅降低，使得产品剪切强度降低[3]。
2.3 不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶金属腐蚀效果的 影响
不同用量缓蚀剂对丙烯酸酯胶金属腐蚀效果如图3所示。
由图3可知，当反应系统中没有苯丙三氮唑缓蚀剂时，胶体对金属表面的腐蚀面积达94%;当加入缓蚀剂苯丙三氮唑后，金属表面的腐蚀效应明显改善，缓蚀剂苯丙三氮唑抑制了胶体对金属表面的腐蚀。随着缓蚀剂用量的增加，抑制效果也越来越好，使腐蚀面积大幅降低。在空气中水分的作用下，苯丙三氮唑与金属表面的氧化层产生附着，形成络合物膜，起到有效阻止胶体中的酸性物质腐蚀金属表面[4-5]。
3 结论
在丙烯酸酯胶中加入缓蚀剂后能够有效阻止胶体中的酸性物质腐蚀金属表面。缓蚀剂的剂量对丙烯酸酯胶的固化时间，剪切强度具有负面影响，随着用量的增多会使丙烯酸酯胶的固化时间变长，剪切强度变小，具体使用中为保证丙烯酸酯胶结构性粘接强度，推荐加入量为1.5%。试验表明，当缓蚀剂苯丙三氮唑添加量达到1.5%时，丙烯酸酯胶固化时间为15.5min，剪切强度为16.6MPa，对铜的单位面积腐蚀面积为32%。
参考文献
[1]周建文，罗军.新型第二代丙烯酸酯结构胶[J].粘接，2000，21（4）：19-21.
[2]黄岐善，翁志学，黄志明，等.引发剂“笼蔽效应”的微观动力学解释[J].高等学校化学学报，1999（5）：5.
[3]刘苏宇，韩胜利，张浩军.触变型双组分丙烯酸酯胶粘剂的力学性能研究[J].粘接，2018，39（03）：40-42.
[4]尹正子，康永.苯并三氮唑复配缓蚀剂对铜缓蚀机理[J].清洗世界，2013，29（6）：24-27.
[5]杨雪莲，常青.缓蚀剂的研究与进展[J].甘肃科技，2004（1）：79-81.