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引言

    丙烯酸酯壓膠經(jīng)其優(yōu)良的粘性性能，化學(xué)穩(wěn)定性以及無毒，無害，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。普通丙烯酸酯壓敏膠耐熱性能欠佳，交聯(lián)后的丙烯酸酯壓敏膠也僅能在150℃下短期使用。有機(jī)硅壓敏膠的性能雖好，但強(qiáng)度較低。從目前壓敏膠的應(yīng)用情況綜合來看，要制備強(qiáng)度高，耐熱性好的壓敏膠，單純使用一類樹脂，難以獲得良好的效果，必須進(jìn)行改性。如果用有機(jī)硅單體，樹脂或橡膠改性丙烯酸酯壓敏膠，不僅可以保持丙烯酸酯壓敏膠固有優(yōu)點(diǎn)，面目還可以提高其耐高溫和耐介質(zhì)性能。目前，國內(nèi)外一些研究工作者利用有機(jī)硅單體，樹脂或橡膠，通過物理共混或化學(xué)共聚等方法合成的有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠，具有較好的粘接性，耐溶劑，耐水性，耐候性及耐溫性。但是對于有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠的耐高低溫沖擊老化，熱老化，濕熱老化等方面的系統(tǒng)研究，自今為止文獻(xiàn)報(bào)道較少。綜合國內(nèi)外研究工作，本文自行合成了有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠，并利用光譜儀對產(chǎn)物進(jìn)行了分析，研究了改性壓敏膠的耐高低溫沖擊老化，熱老化和濕熱老化性能。

一、試劑與儀器

試劑:

    甲基乙烯基（MQ)硅樹脂，乙烯基含量1.9%~2.2%相對分子質(zhì)量20~22萬。甲基丙烯酸酯環(huán)氧本酯（GMA）化學(xué)純。

    丙烯酸丁酯（BA）丙烯酸異辛酯（2-EHA），甲基丙烯酸-β-羥丙酯（HPMA)化學(xué)純。過氧化二苯甲酰（BPO）分析純。甲苯，乙酸乙酯分析純。

儀器：

剝離力試驗(yàn)箱                                                   精密烘箱 

可程式恒溫恒濕試驗(yàn)箱                                  冷熱沖擊試驗(yàn)箱   

試驗(yàn)過程：

    將帶不飽和鍵的乙烯基硅樹脂和丙烯酸酯單體通過自由基溶液聚合反應(yīng)，在聚合物的側(cè)鏈上引入硅鏈段是合成有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂的一種有效方法。乙烯基硅樹脂與丙烯酸酯單體共聚合。從而改性丙烯酸酯壓敏膠。

丙烯酸酯壓敏膠的制備：

    將一定量的乙酸乙酯和部分BPO加入四口瓶中，按比例將軟硬單體，CMA和部分BPO混合，將部分混合液加入到四口瓶中，通入氮?dú)?，加熱?3℃；恒溫聚合一定時(shí)間后，再滴加剩余部分單體，滴完后，繼續(xù)滴加由甲苯，HPMA和剩余BPO的混合液。在一定時(shí)間內(nèi)滴完，反應(yīng)至一定時(shí)間后出料，即得丙烯酸酯壓敏膠液。

有機(jī)硅壓敏膠的制備：

    將MQ硅樹脂與硅橡膠按比例混合，加入聚合催化劑，在一定溫度下聚合一定時(shí)間，然后加入溶劑調(diào)成稀膠液，最后向膠液中加入交聯(lián)劑，涂布，揮發(fā)凈溶劑后，高溫下交聯(lián)一定時(shí)間，即得有機(jī)硅壓敏膠帶。

有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠的制備：

    在丙烯酸酯壓敏膠液合成過程中，將MQ硅樹脂分別在不同的加料階段加入，即可制得各種硅樹脂含量不同的硅改性丙烯酸酯壓敏膠。即在反應(yīng)初始與乙酸乙酯共同加入硅樹脂所得膠液為初期加入膠液；與剩余丙烯酸酯單體及GMA混合滴加所得壓敏為中期加入膠液；與甲苯一起滴加所得膠液為后期加入膠液。

壓敏膠帶的制備：

    向上述膠液中加入一定量的交聯(lián)劑，涂布在聚丙烯薄膜上，高溫烘干，分切，即可制得壓敏膠膠帶。

二、結(jié)果與討論

    有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠的結(jié)構(gòu)表征：

    有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠的高低溫沖擊性能

    將制好的壓敏膠試樣置于冷熱沖擊試驗(yàn)箱內(nèi)高溫沖擊溫度為200℃，沖擊時(shí)間為1小時(shí)。然后在1min

    內(nèi)轉(zhuǎn)換低溫沖擊溫度為-20℃，沖擊時(shí)間為1小時(shí)。取出于室溫（溫度23℃±1℃，濕度50%±5%）放置1小時(shí)。反復(fù)5次后進(jìn)行180度剝離力測試。測試結(jié)果見表1

    從表1可以得出，純丙烯酸酯壓敏膠經(jīng)過高低溫沖擊后，膠膜老化，失去壓敏性，而經(jīng)有機(jī)硅改性的丙烯酸酯壓敏膠雖然持黏力和180°剝離強(qiáng)度均有下降，但還有一定的粘接強(qiáng)度，這說明硅樹脂的加人明顯改善了丙烯酸酯壓敏膠的耐溫性能。持黏力在150℃下進(jìn)行測試：180°剝離強(qiáng)度在室溫測試。

    有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠的耐熱老化性能

    將有機(jī)硅改性后的丙烯酸酯壓敏膠帶放置在200℃的烘箱中進(jìn)行老化性能測試，取出后粘接在鋁片上，測試室溫下180°剝離強(qiáng)度，測試結(jié)果見圖3.

    從圖3中可以看到，熱老化后的壓敏膠剝離強(qiáng)度隨著老化時(shí)間的延長而降低，起始階段降低幅度比較劇烈，隨后降低緩慢，而老化后的膠帶剝離時(shí)呈界面破壞，且具有一定的壓敏性。這說明改性后的壓敏膠具有良好的耐熱老化性能。

    有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠耐濕熱老化性能

    將有機(jī)硅改性后的丙烯酸酯壓敏膠帶放置在60℃、相對濕度為95%的恒溫濕熱老化箱中，老化1000h,測試室溫下180°剝離強(qiáng)度，測試結(jié)果見圖4。

    從圖4可以得出，有機(jī)硅改性后的丙烯酸酯壓敏膠帶隨著濕熱老化時(shí)間的延長，剝離強(qiáng)度逐漸降低，在老化起始階段，剝離強(qiáng)度降低較為劇烈，而后降低比較緩慢。.這說明改性后的壓敏膠具有良好的耐濕熱老化性能。

    三種壓敏膠的耐溫性能比較

    本文合成了丙烯酸酯壓敏膠、有機(jī)硅壓敏膠、有機(jī)硅改性丙烯竣酯壓敏膠，三種壓敏膠性能各異，現(xiàn)對其室溫和高溫性能進(jìn)行比較，結(jié)果見表2~4.

    以上三種測試樣品均在相同的規(guī)格和測試條件下進(jìn)行的，有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠中硅樹脂加入時(shí)間為反應(yīng)中期加入，加入量為10%.通過對表2、表3和表4的比較可以得出，室溫下：有機(jī)硅壓敏膠的初黏力很高，但剝離強(qiáng)度和持黏力比較低，而丙烯酸酯壓敏膠的持黏力和剝離強(qiáng)度明顯高于其它兩種壓敏膠，經(jīng)硅樹脂改性后的丙烯酸酯壓

    敏膠持黏力和剝離強(qiáng)度介于兩者之間；高溫下：有機(jī)硅壓敏膠的持黏力和剝離強(qiáng)度高于其它兩種，而經(jīng)硅樹脂改性后丙烯酸酯壓敏膠的150℃下持黏力和100℃下剝離強(qiáng)度均高于純丙烯酸酯壓敏膠，經(jīng)高低溫沖擊后，丙烯酸酯壓敏膠失去壓敏性能，而硅樹脂改性的丙烯酸酯壓敏膠還具有一定的剝離強(qiáng)度。這說明利用硅樹脂來改性丙烯酸酯壓敏膠可以明顯提高丙烯酸酯壓敏膠的耐溫性能，使丙烯酸酯壓敏膠的應(yīng)用范圍可以得到一定的拓展

三、結(jié)論

    （1)相于未改性的丙烯酸酯壓敏膠，經(jīng)有機(jī)硅改性的丙烯酸酯壓敏膠的耐高低溫沖擊性能有著明顯的改善，中期加入硅樹脂用量為10%時(shí)的改性壓敏膠，高低溫沖擊后180°室溫剝離強(qiáng)度為10.32N/25mm.

    （2)有機(jī)硅改性后的丙烯酸酯壓敏膠的熱老化性能良好，200℃熱老化10h后，剝離強(qiáng)度為6.2N/25mm.

    （3)有機(jī)硅改性后的丙烯酸酯壓敏膠具有良好的耐濕熱老化性能，60℃下濕熱老化1000h后，改性壓敏膠180°室溫剝離強(qiáng)度為568N/25mm4)對丙烯酸酯壓敏膠、有機(jī)硅壓敏膠、有機(jī)硅改性丙烯酸酯壓敏膠的室溫、高溫性能，以及高溫老化性能性能進(jìn)行了比較。得出，經(jīng)硅樹脂改性后的丙烯酸酯壓敏膠持黏力和剝離強(qiáng)度介于丙烯酸酯壓敏膠和有機(jī)硅壓敏膠之間；經(jīng)高低溫沖擊后，丙烯酸酯壓敏膠失去壓敏性能，而硅樹脂改性的丙烯酸酯壓敏膠和有機(jī)硅壓敏膠還具有一定的剝離強(qiáng)度。