测试预涂厌氧胶微胶囊抗渗透性的研究

刘 洁，张 昊

（北京天山新材料技术有限公司，北京 100041）

测试预涂厌氧胶微胶囊抗渗透性的研究

刘 洁，张 昊

（北京天山新材料技术有限公司，北京 100041）

针对目前市场上双组分水基预涂厌氧胶使用中，由于B组分的渗透导致两组分混合后出现凝胶的现象，提出了快速测试B组分即微胶囊抗渗透性的方法。选择对芯材有良好溶解能力的溶剂作为浸泡液，利用气质联用仪测试渗透出的芯材含量，最终得到微胶囊的渗透曲线。同时通过贮存稳定性试验验证此方法的有效性，结果显示两种方法得到的结果一致。

厌氧胶；胶囊；抗渗透性

前言

预涂厌氧胶由于它的可预涂性可大大节省生产装配线的涂胶设备，简化现场操作，提高生产效率，因此越来越受到国内外机械行业的广泛重视。目前市场上使用的预涂厌氧胶主要是水基型双组分，其中A组分为含厌氧胶的水基型胶乳，B组分为含过氧化固化引发剂的微胶囊[1～2],使用前需要先将A、B组分混合均匀。然而在实际使用中由于B组分中含有的脲醛树脂微胶囊壁材并非是均匀连续的高聚物结构，导致囊壁不致密且存在微孔，从微孔渗出的芯材会直接和A组分接触，出现A/B组分混合后在操作时间内胶液逐渐硬化的现象。为了避免这种现象的发生，客户要求最好能提前对微胶囊的渗透性进行评价。

本文主要提出了一种快速测试预涂厌氧胶微胶囊的抗渗透性的方法：选择对芯材有良好溶解能力的溶剂作为浸泡液，利用气质联用仪测试渗透出的芯材含量，最终得到微胶囊的渗透曲线。根据市场应用情况，本文选用的芯材为过氧化苯甲酰，溶剂为丙酮。同时通过行业内常用的测试贮存稳定性的方法来检验此方法的有效性。

1 实验部分

1.1 试验材料、试剂与仪器

自制过氧化苯甲酰微胶囊、外购过氧化苯甲酰标样、外购C12H26（内标）、外购色谱纯丙酮、气质联用仪Agilent 7890/5975、索式提取器。

1.2 制备两种不同壁材微胶囊

微胶囊样品1的制备工艺主要是参照文献[3]，用原位聚合二步法，采用脲醛树脂为壁材、过氧化苯甲酰为芯材，通过改变反应时间，制备一种壁材不致密的微胶囊。具体反应式如下式所示：

第一步在弱碱性条件下进行反应，如式1：

（式1）

第二步在酸性条件下进行缩聚反应，得到体型网状结构的脲甲醛树脂，如式2：

（式2）

微胶囊样品2的制备工艺仅在反应体系中多引入了三聚氰胺，其余工艺与微胶囊样品1相同，具体反应如式3：

（式3）

1.3 微胶囊样品热重分析

根据热重分析的特点：样品在控温环境下，质量会随温度变化，不同物质会有不同的分解温度。为了考察两个微胶囊样品壁材的差异，分别对两个微胶囊样品做了热重分析，具体结果如图1。

图1 热重分析Fig.1 The TGA curves

从热重分析结果看，添加三聚氰胺的微胶囊样品2壁材的分解温度（约330℃）明显要高于未添加三聚氰胺的样品1的壁材分解温度（约230℃）。说明两个微胶囊的壁材有差异。

1.4 微胶囊渗透曲线的测定

1.4.1 过氧化苯甲酰GCMS上的标准曲线

由于GC上内标法是间接或相对的校准方法，在分析测定样品中某组分含量时，加入一种内标物质以校准和消除出于操作条件的波动而对分析结果产生的影响，以提高分析结果的准确度。选择添加C12H36作为内标，图2是添加了内标的不同浓度过氧化苯甲酰的GCMS谱图。

图2 含内标的过氧化苯甲酰的GCMS谱图Fig.2 The GCMS spectrum of benzoyl peroxide contains internal standard

从图2可以看到，谱图上内标和苯甲酸的响应度都较高。图3是用过氧化苯甲酰与内标的浓度比和苯甲酸与内标的峰面积比做的拟合曲线，两者之间有很好的线性关系（相关系数0.99981）。

拟合方程：Y=0.024+0.494 X

图3 过氧化苯甲酰在GCMS的标准曲线Fig.3 The standard GCMS curve of benzoyl peroxide

1.4.2 微胶囊样品的渗透曲线

通过索式提取器对微胶囊样品进行抗渗透试验，且间隔一定时间取样用GCMS测试，利用标线计算得到不同时间的渗透出的BPO含量，具体渗透曲线见图4。

图4 微胶囊的渗透曲线Fig.4 The permeation curves of microcapsule

从渗透曲线上可看到，添加有三聚氰胺的微胶囊样品2的渗透速率明显比微胶囊样品1要慢，说明微胶囊样品1的抗渗透性比样品2的要差，且在实际使用中微胶囊样品2应该有更长的操作时间。

1.5 贮存稳定性试验

预涂胶的A、B组分按照28∶1混合均匀后，密闭放置在38℃的条件下，观察出现凝胶的时间，结果见表1。

表1 稳定性测试结果Table 1 The results of stability tests

2 结论

两种不同壁材包裹过氧化苯甲酰的样品中，抗渗透性较差的样品1在稳定性试验中出现凝胶的时间较早，且操作时间也短。说明本文提出的抗渗透测试方法与贮存稳定性测试方法结果有很好的一致性。

［1］ DECLAN RROFTERY，MALCOLM R SMYTH，RAYMOND G I．Investisations into the cumene hydmpemxide based cure chemist～of anaerobic adhesives［J］．Int．J Adhesion and Adhesives,1997,17（4）：349～352.

［2］ 梁治齐．微胶囊技术及其应用［M］．北京：中国轻工业出版社，1999．17～27．

［3］ 龚永峰，傅相锴.厌氧胶固化引发剂微胶囊的制备［J］.精细化工,2006，23（2）：174～178.

Determination of Anti-permeability of Microcapsules for Precoated Anaerobic Adhesive

LIU Jie and ZHANG Hao
（Beijing Tonson Adhesive Co.,Ltd.,Beijing 100041,China）

Because of the permeability of microcapsules,it always gels after mixing A and B component when using two-component waterborne precoated anaerobic adhesive.Therefore a method for determine the anti-permeability of microcapsules for anaerobic adhesive is established.The curve of permeability is obtained by using solvent with good solubility to core material as soak solution and GCMS to determine the core material which has permeated.And the result gained by this method is in accordance with the results of storage stability test,which indicates this test method is available.

Anaerobic adhesive;microcapsules;anti-permeability

TQ433.439

A

101-0017（2015）03-0212-03

2015-01-06

刘洁（1979-），女，山西大同人，硕士，主要从事预涂厌氧胶、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂等方面的研究。E-mail：liujie@ts.com.cn。