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浅谈一种笔记本计算机用丙烯酸酯胶的研制论文
由于丙烯酸酯胶粘剂优异的粘接性能，其在很多新的领域得到了应用。在笔记本和平板电脑行业中,要求胶水具有固化迅速、紧固时间短、有超强的耐冲击和抗疲劳性能，而这些对丙烯酸酯胶提出了新的要求， 即要求其具有操作时间长，定位时间短， 能够进行热压固化。本文通过对不同种类丙烯酸酯单体、弹性体和促进剂的选择， 制备了一种综合性能优异的丙烯酸酯结构胶。
1 实验部分
1.1 主要原料
甲基丙烯酸甲酯(M M A)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(S B S)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(M B S) 、丁腈橡胶(N B R)、环氧树脂、甲基丙烯酸羟乙酯(H E M A) 、甲基丙烯酸(M A A) 、四氢呋喃酯、环己酯、异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(E M 3 3 1)、引发剂、促进剂、阻聚剂，均为市售工业品。
1.2 制备方法
1)甲组分的制备
将M M A、弹性体、H E M A、阻聚剂按配比投入反应釜， 通冷却水， 搅拌至弹性体完全溶解。再加入促进剂、M A A，搅拌均匀。
2)乙组分的制备
将M M A、环氧树脂、弹性体、阻聚剂按配比投入反应釜， 通冷却水搅拌至弹性体完全溶解。再加入引发剂搅拌均匀。
1.3 性能测试
1)试件制备
使用自动点胶机在笔记本样件上进行点胶， 然后使用热压机进行热压， 固化2 4 h后进行拉拔力试块的粘接。
2)拉拔力强度
在万能电子拉力机上分别对常温、恒温恒湿老化后、冷热冲击老化后的试样进行拉拨力强度测试。测试仪器： 万能电子拉力机。测试条件：室温固化2 4 h;室温固化2 4h后，5 0℃/ 9 5 % R H老化3 3 6 h;室温固化2 4 h后，- 4 0～8 0℃ 冷热冲击1 5个循环( 每循环2h)。
3)挤出率
灌装一组5 0 m L胶， 放入专用夹具中， 气压0 . 4 M P a，使用5 0 m L专用静态混合管， 用自制注射泵挤出，测试1 m i n内挤出胶液的量。
4)操作时间
称取A组份9 g、B组份1 g，从开始混合时计时， 混合均匀后将胶涂于2 m m厚的模具中， 记录胶开始增稠不能再粘接使用的时间，即为操作时间。
2 结果与讨论
2.1 不同种类单体的选择
在甲组分中分别加入不同种类第3单体，在相同的反应条件下进行反应。图1给出了不同种类第3单体用量与拉拔力的关系曲线。从图1可以看出， 随着第3单体用量的增加， 拉拔力呈现先增大后减小的趋势。当用量为6 %时，拉拔力达到最大值。其中E M 3 3 1>四氢呋喃酯>环己酯>异冰片酯。
分析图1结果可能有如下2种原因：
1)上述4种单体中都含有高反应性的乙烯基官能团，随着交联反应的进行， 聚合物体系的交联密度逐渐增大， 结构紧密， 从而使拉拔力逐渐增加。当用量大于6 %时， 聚合物交联度达到饱和，产生包裹效应， 使自由基无法和单体接触， 导致过量的单体不再参与接枝聚合反应， 成为外增塑剂游离于体系中， 溶胀大分子链， 降低分子间作用力， 从而使拉拔力下降。
2)E M 3 3 1具有3个高反应性官能团， 因此在反应初期就能够快速地提升交联密度， 同时多点反应使其聚合物的互穿网络结构更加致密， 因此具有最大的拉拔力。四氢呋喃酯、异冰片酯、环己酯3者都具有环状结构，而环状结构供电子能力的强弱决定了3者拉拔力的高低， 即供电能力越弱，拉拔力越高。3者中，四氢呋喃酯具有含氧五元环，具有较强吸电子能力即供电能力低， 因此四氢呋喃酯中乙烯基上的C +离子具有较强的正电荷，从而更易发生聚合反应， 具有较高的强度。环己酯与异冰片酯都是含碳六元环， 但异冰片酯的六元环上具有一个叔丁基，使其供电能力大于环己酯， 因此环己酯的拉拔力大于异冰片酯。
以下述条件对粘接好的常温固化样件进行老化实验：
(1)5 0℃/ 9 5 % R H老化3 3 6 h;
(2)- 4 0～8 0℃ 冷热冲击1 5个循环( 每循环2 h)。不同第3单体体系老化后的拉拨力测试结果见图2。从图2可以看出， 经过老化， 拉拔力都出现了衰减。各体系在第3单体加入6 %时对应拉拔力测试结果列于表1。
从表1可以看出， 拉拔力衰减率规律是：四氢呋喃酯>E M 3 3 1>环己酯>异冰片酯。分析原因是：
1) 上述4种单体中异冰片酯、四氢呋喃酯、环己酯都含有环状结构即空间结构为稳定的类椅型结构，提高了聚合物体系的热稳定性。而电负性方面， 四氢呋喃酯> 环己酯> 异冰片酯， 因此经过湿热老化， 拉拔力保留率规律为： 四氢呋喃酯> 环己酯> 异冰片酯>E M 3 3 1。
2) 玻璃化温度决定着产品在冷热冲击过程中聚合物回弹能力的大小， 即玻璃化温度越大，回弹能力越差则强度衰减越多。因此由表1玻璃化温度数据可知，经过冷热冲击拉拔力顺序为：四氢呋喃酯>E M 3 3 1>环己酯>异冰片酯。
综上，经过老化后拉拔力均出现衰减，但四氢呋喃酯为最低， 因此选择四氢呋喃酯为主功能单体。
2.2 不同种类弹性体的选择
分别在甲组分中加入不同种类弹性体，在相同的反应条件下进行反应。图3给出了不同种类弹性体用量与挤出率的关系曲线。从图3可以看出，随着弹性体用量的增加，挤出率呈现逐渐增大的趋势。
由于笔记本点胶机具有点胶针速快， 针头距离点胶作业面低的特点， 所以要求胶粘剂在点胶压力下具有较好的挤出率， 出胶顺畅，不断胶， 不拉丝， 停线后针头不溢胶。因此弹性体的选择至关重要。以挤出率2 . 0g / m i n为标准进行选择，弹性体N B R在有限的用量范围内无法达到要求，C S M和S B S可以满足。
相同挤出率下，C S M具有更高拉拔力。这是由于C S M(氯磺化聚乙烯)本身带有强吸电子基团磺酸基和强吸电子元素氯，使其聚合物的骨架结构具有很强的电负性， 能够增强聚合物分子链间的分子间作用力和静电作用， 同时能够更好地与被粘材料表面湿润， 从而具有更高的拉拔力。但笔记本用丙烯酸酯胶作为一款为电子产品配套的胶粘剂，需要进行R O H S认证， 在产品体系中不能含有卤素。而C S M含有氯，因此选择S B S作为主弹性体，用量1 2 . 6 %。
2.3 不同种类促进剂的选择
分别在甲组分中加入不同种类促进剂，在相同的反应条件下进行反应。图4给出了不同种类促进剂用量与操作时间的关系曲线。随着促进剂用量的增加，操作时间逐渐缩短。
笔记本外壳在点胶机器人点胶后， 会放在传输带上传至下一热压工序。由于各个工厂传输带的长短不一， 在传输带上传输的时间也不相同。这就要求胶水在混合点出后，不能立刻发生交联反应，而要具有一定的操作时间。在操作时间内， 交联反应的转化率很低， 之后转化率迅速升高， 胶水快速反应固化，产生大量热量至7 m i n时完成固化。
促进剂用量增加就能缩短操作时间， 还会使产品的稳定性下降。以操作时间4 m i n为标准进行选择， 促进剂1用量最小，以1 . 4 5 %为最佳。
3 结论
通过系列实验， 对各种影响因素进行了深入分析， 优化确定了其最佳用量， 制得了一种笔记本行业用丙烯酸酯胶。实验结果显示，当体系中四氢呋喃酯的用量为6 %，S B S用量为1 2 . 6 %，促进剂1用量为1 . 4 5 %时其综合性能最佳。
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