提升PVC塑溶胶附着力
汽车工业应用胶粘剂起始于40年代, 最初目的是为了密封和防锈。自6 0 年代 开始, 随着汽车工业生产工艺改进和轿车舒适化、豪华化的需要, 特别是油面胶粘剂的出现, 汽车工业开始大量使用胶粘剂和密封胶。
8 0年代以前汽车工业使用的胶粘剂和密封胶以氯丁橡胶、丁睛橡胶和醇酸树脂等为主。这些胶粘剂 (密封胶 )最大缺点是含有苯类溶剂, 不但毒性大, 对操作工人身体和环境有害, 而且在固化过程中, 由于溶剂挥发, 会产生气泡和发生 体积收缩等现象, 使密封胶难以达到密封作用。70年代末PVC塑溶胶的出现使 汽车胶(密封胶)出现了质的飞跃。
P V C塑溶胶以聚氯乙烯糊树脂、增塑剂、稳定剂、填料等配制而成, 在常温下是稳定的糊状物, 当加热到一定温度即可以“塑化”成有一定弹性和强度, 有良好耐水、耐油、 碱介质的固状物。因而很适于制造单组份加热固化密封胶。 PV C塑溶胶虽然有很多优点, 但是它与绝大多数材料没有粘附力。要使用PVC塑溶胶制造汽车胶粘剂 (密封胶)必须对PVC塑溶胶进行适当改性,使其对钢板 或电泳漆有良好的粘合力。 1. 增粘机理及增粘剂选择
我们知道, 胶粘剂粘合力好坏, 主要与其高分子化合物分子结构和聚合度有关。一般来说,粘合力好的高分子材料分子中都含有一定比例的极性基团,聚合度则应 较低为宜。如果配制胶粘剂的主体高分子材料不具备上述条件, 则应添加适当的低分子聚合物以提高其粘合力。
PVC树脂是聚合度高(分子量10万左右)、没有极性基团的高分子化合物, 因此以它为主体材料配制胶粘剂(密封胶)必须添加增粘剂。一般聚合度较高的材料 如天然橡胶、丁睛橡胶、SBS等配制胶粘剂时使用的增粘剂多为酚醛树脂、松香、萜烯树脂等。但由于PVC塑溶胶中含有大量增塑剂,这些增粘剂对PVC塑溶胶 几乎没有增粘作用。根据我们的经验适于PVC塑溶胶的增粘剂应具备以下条件: ( 1 )增粘剂分子中应有大量含孤电子对的极性基团如氨基、酞胺基、尿基、氰基等。这些极性基团的存在可以与被粘材料生成良好配价键, 从而产生化学粘附作用。含有上述基团的低聚物如低分子聚酞胺、液体丁睛、 封闭型异氰酸酯、胺(尤其是双氰胺)固化环氧树脂、氨基树脂等, 都可以做为PVC塑溶胶增粘剂。
( 2 )增粘剂与PVC塑溶胶不能互溶。如果互溶性好,增粘剂会被PVC树脂吸收到分子之间,与PVC结合为一体,而起不到增粘作用。如低分子聚酰胺和液体丁腈都可以做为VP C增粘剂,因液体丁腈与PVC互溶性好(同时也因为聚合度较大),所以液体丁腈增粘效果较差。
( 3 ) 有适当的聚合度(分子量)。分子量低的增粘剂固然有良好的增粘作用,但由于 内聚强度低也不利于产生良好的粘合力,分子量高的增粘剂则增粘效果大为下降。 一般来说增粘剂分子量应在2000~3000以下, 最大不能超过10000。以上三个条件是我们根据有关文献边试验边总结出来的。三个条件总结出来后, 又指导我们进一步寻找新的增粘剂。经过几年的试验研究,我们认为PVC塑溶胶增粘剂较好的有:
l ) 特殊固化剂 (及促进剂)与环氧树脂组成物,如间苯二胺锅络合物E51环氧树脂组成物,双氰胺、有机尿和 E51环氧树脂组成物等。同样配方用酚醛环氧比双酚A环氧更好一些。
2)以二聚酸和二元胺缩合的低分子聚酰胺, 如德国505树脂、国产011树脂等
3 )某些结构的封闭型聚氨酯树脂(封闭型异异氰酸酯) 4)某些结构的氨基树脂
5)低分子量的聚甲基丙烯酸甲酯树脂
要指出的是, PVC塑溶胶对增粘剂的选择是很严格的, 如同样是双氰胺与E51环氧树脂组成物,加不同促进剂增粘效果大不相同, 有的根本就没有增粘作用。低分子量的聚甲基丙烯酸甲酯可以做为PVC的增粘剂, 但高分子的聚甲基丙烯酸甲酯就没有增粘作用,另外，聚甲基丙烯酸丁酯或聚丙烯酸甲酯则无论聚合度多低也没有增粘作用。聚酰胺、聚氨酯也基本一样, 仅少数类型树脂才有增粘作用。
表1. 增粘剂增粘效果定性表
增粘剂 间苯二胺镉络合物—环氧树脂 双氰胺、有机尿—环氧树脂 液态聚酰胺（低与PVC糊互溶性 中 中 较差 用量（基于PVC糊%） 3—5 8—15 1—3 塑化后附着力 优 良 良 塑化后强度 优 良 良 分子量） 固态聚酰胺（中分子量） 中分子量封闭聚氨酯 封闭聚氨酯氨基树脂 低分子聚甲基丙烯酸甲酯 较差 较差 差 中 3—5 4—8 5—10 10—20 中 优 中 中 中 优 良 良
