[发明专利]一种用于氟塑料与金属粘结的胶黏剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种胶黏剂及其制备方法，具体地说是一种用于氟塑料与金属粘结的胶黏剂及其制备方法。

二、背景技术

众所周知，氟塑料具有一系列优异的综合性能，耐高低温，化学性稳定，耐腐蚀，耐大气老化，不易燃等，广泛应用于化工、石油、机械、矿山、冶金、电子、医药、建筑、交通运输、轻纺、食品等各个领域，已成为尖端科学和现代工业不可缺少的重要材料之一。但是，氟塑料因结构对称，结晶度高，表面能低，其表面极不易润湿，同时溶解度参数比一般胶粘剂的溶解度参数小很多，界面间很难扩散，从而难以产生紧密的粘附，被认为是一种难粘材料，从而限制了使用。

早期有人采用松衬翻边的方法把氟塑料直接衬到金属容器里，依靠翻边来固定。在负压700-760mm/Hg情况下，氟塑料变形无法使用。目前国内外研究的主要是氟橡胶与金属之间的胶粘剂，而氟塑料与金属之间胶粘剂的研究很少且效果不太理想。黄震等用分子量比较低的偏氟乙烯类共聚物研制出单组分溶剂型的含氟聚合物粘合剂，考察了聚四氟乙烯(PTFE)对不锈钢的粘接性能，拉伸剪切强度最大仅有2.31MPa。瑞士产环氧型Araldite(A V138M与固化剂HV988双组分)胶粘剂等，Araldite胶粘剂具有固化温度低、固化速度快、高温粘接强度好等特点，比较适合PTFE的粘接，但没有研究与金属的粘结作用。西北工业大学的孙曼灵等研制的环氧双组份胶黏剂用来粘聚四氟乙烯导轨带拉伸剪切强度室温8MPa，但双组份使用时要称量混合配比，工艺复杂。

三、发明内容

本发明旨在提供一种用于氟塑料与金属粘结的胶黏剂及其制备方法，所要解决的技术问题是提供一种胶黏剂，使其既与氟塑料有很好的粘接性又与金属材料有很好的粘接性从而可以用于氟塑料与金属制品的粘结。

本发明提供一种单组份侧链含氟烷基、封闭异氰酸酯基团、环氧基团的丙烯酸酯胶黏剂，用于粘接氟塑料与金属，具体采用如下技术方案：

本发明用于氟塑料与金属粘结的胶黏剂的结构通式为：

式中R选自-H或-CH₃；

R₁选自-CH₂、-C₂H₄或-C₃H₆；

R₂选自

或-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-；

R₃选自

R₄选自-C₂H₂F₃、-C₄H₃F₆或-C₇H₃F₁₂；

式中x、y、z表示重复单元的聚合度，其中15≤x≤25，15≤y≤25，10≤z≤20；

所述胶黏剂的分子量为8000-20000。

本发明用于氟塑料与金属粘结的胶黏剂的制备方法，包括带有封闭异氰酸酯基团的丙烯酸酯单体的合成和胶黏剂的制备，其特征在于：

所述带有封闭异氰酸酯基团的丙烯酸酯单体的合成是在30-60℃、N₂保护的条件下将30-50份丙烯酸羟基酯与40-80份二异氰酸酯加入三口烧瓶，常压下搅拌反应2-4小时，得到带异氰酸酯基团的丙烯酸酯中间体，再加入30-50份封端剂在20-40℃反应3-4小时对丙烯酸酯中间体所带的异氰酸酯基团进行封端，得到带有封闭异氰酸酯基团的丙烯酸酯单体；

所述的丙烯酸羟基酯为丙烯酸羟甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种，若为多种时，比例任意；

所述的二异氰酸酯为2，4或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六甲撑二异氰酸酯(HDI)中的一种或几种，若为多种时，比例任意；

所述的封端剂为甲乙酮肟、苯酚、丙二酸二乙酯中一种或几种，若为多种时，比例任意；