α-氰基丙烯酸酯膠粘劑(α-cyanoacrylate adhesive)系引人注目的一類結(jié)構(gòu)型膠粘劑。它是美國(guó)Eastman公司在1955年合成乙烯類化合物時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)的。1959年,美國(guó)Eastman?Kodak公司開始生產(chǎn)營(yíng)銷。因其化學(xué)活性很大,在極短時(shí)間內(nèi),甚至幾秒鐘內(nèi),即可固化膠接,因而被譽(yù)為瞬干膠粘劑。最初生產(chǎn)的α-氰基丙烯酸酯為α-氰基丙烯酸甲酯,其牌號(hào)為Eastman910,后Eastman公司開發(fā)了系列產(chǎn)品如Eastman910FS、Eastman910EM、Eastman910HMT等。
中國(guó)從60年代開始研制氰基丙烯酸酯膠粘劑。1979年以前,發(fā)展緩慢,產(chǎn)量每年約為10噸以下。產(chǎn)品有α-氰基丙烯酸乙酯(ethyl α-cyanoacrylate 502膠)和少量的α-氰基丙烯酸甲酯(501膠)、α-氰基丙烯酸丁酯(醫(yī)用,504膠)。 1979年以后發(fā)展較快,研制生產(chǎn)單位有30多家,主要有北京化工廠、浙江黃巖有機(jī)化工廠、山東省禹王實(shí)業(yè)總公司禹城化工等。1993年生產(chǎn)量約400噸。西安化工研究所從事該方面的研制、開發(fā)工作,兼有小批量生產(chǎn)。 制法現(xiàn)在工業(yè)上廣泛采用的生產(chǎn)方法是將相應(yīng)的氰乙酸酯與甲醛發(fā)生加成縮合反應(yīng),繼而加熱解聚制得α-氰基丙烯酸酯。在制造過程可用鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯作增速劑;可用聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯或纖維素衍生物等作增粘劑。氰基丙烯酸酯單體極易聚合,故于生產(chǎn)和制品貯存過程中必須加入阻聚劑或穩(wěn)定劑。阻聚劑可分陰離子和游離基阻聚劑兩類。前者有偏磷酸、馬來酸、馬來酸酐、烷基磺酸、五氧化二磷、氯化鐵(Ⅲ)、氧化銻、2,4,6-三硝基苯酚、硫醇、烷基硫酰、烷基砜、烷基亞砜、亞硫酸烷基酯、磺內(nèi)酯、二氧化硫和三氧化硫等。后者有對(duì)苯二酚、鄰苯二酚及上述化合物的衍生物。一般制品中含有0.001~0.01%二氧化硫、0.05%對(duì)苯二酚、3~4%增塑劑和3~10%增粘劑。
性能瞬干膠之所以發(fā)展迅速是由于它具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),其主要有: (1)使用方便。它為單組分、無溶劑膠粘劑,勿需外加催化劑,勿需加熱、加壓,即可在室溫下幾分鐘,甚至幾秒鐘內(nèi)固化,便于自動(dòng)化流水線上使用。被粘體表面不需經(jīng)特殊處理。 (2)使用量少。瞬干膠的粘度低,易鋪展,單位面積的使用量少,僅需一二滴。 (3)膠接強(qiáng)度高,適用范圍廣。瞬干膠在弱鹽基性物質(zhì)如水(濕氣)、醇等存在下在瞬間之所以能發(fā)揮其強(qiáng)膠接作用是因?yàn)榧彼龠M(jìn)行陰離子聚合的結(jié)果。因瞬干膠分子中含有電負(fù)性強(qiáng)的基團(tuán)如-CN和一COOR,故此反應(yīng)可順利進(jìn)行。第一步由于陽(yáng)離子存在,使碳-碳鍵間形成雙鍵,借雙鍵使兩分子結(jié)合,且反復(fù)進(jìn)行,生成大分子化合物。如此得到的聚α一氰基丙烯酸酯具有極強(qiáng)的內(nèi)聚力和對(duì)各種被粘體的膠接力。除聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等惰性材料外,各種金屬和非金屬均可用其膠接,如鋼a鋁、欽等金屬,酚醛、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等塑料制件及玻璃木材、皮革、橡膠等,尚可用于外科、牙科等人體組織的膠接。 (4)膠層具有良好的透明性和氣密性,適用于光學(xué)儀器。氰基丙烯酸酯膠粘劑可用于膠接儀器、儀表零件、膠接應(yīng)變片,制作工藝美術(shù)品、膠接硫化橡膠密封條與框格,臨時(shí)加工用固定、定位,機(jī)器的修復(fù),器皿的修補(bǔ)等方面。國(guó)外有將瞬干膠用于砂模制造(金屬鑄造用),其抗拉強(qiáng)度為2.76MPa。 α-氰基丙烯酸酯的快速固化和使用方便給家庭用戶帶來很多使利,故作為家用膠日益被人們接受。