一种低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶及其制备工艺的制作方法

2021-02-02 14:02:57|

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[0001]
本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶及其制备工艺。

背景技术：

[0002]
随着双组分结构粘接丙烯酸酯胶因室温快速固化、强度高、韧性好、操作简便等特点，广泛应用于汽车、机械、电子、家具、仪表、铁路车辆、土木工程等行业的结构粘接。传统双组分结构粘接丙烯酸酯胶粘剂虽然有诸多优点，但依然存在着明显的缺陷，如气味大，耐温差，经过高温烘烤后强度衰减很快，不适用于涂装高温烘烤。
[0003]
随着汽车技术工业技术的发展和对汽车产品的进一步要求，汽车部件越来越多的使用铝合金等轻质合金。由于汽车材料、生产工艺的改变及消费者的环保意识逐渐增强，亟待开发一种可对材料具有良好的粘接性能同时需要胶粘剂具有低气味和优异的耐热性满足涂装高温烘烤要求的双组分结构粘接丙烯酸酯胶。

技术实现要素：

[0004]
因此，针对上述的问题，本发明提供一种低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶及其制备工艺，本发明的双组分结构粘接丙烯酸酯胶具有较好的力学性能和耐温性能，在降低丙烯酸酯胶刺激性气味的同时，解决了胶层固化后表面发粘及耐温性能差的问题，满足涂装高温烘烤工艺。
[0005]
为解决此技术问题，本发明采取以下方案：一种低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶，由主剂组份和固化剂组份按照质量份数1：1进行配比组成，所述主剂组份按质量百分比由以下原料组成：（a）20%～60%wt乙烯基单官丙烯酸酯单体；（b）5%～15%wt乙烯基多官丙烯酸酯单体；（c）5%～35%wt弹性体；（d）0.1%～2%wt全精炼石蜡；（e）5%～10%wt至少含有1个乙烯基封端的聚氨酯树脂；（f）5%～10%wt填料；（g）0.01%～5%wt稳定剂；（h）1%～8%wt过氧化物引发剂；所述固化剂组份按质量百分比由以下原料组成：（a）20%～60%wt乙烯基单官丙烯酸酯单体；（b）5%～15%wt乙烯基多官丙烯酸酯单体；（c）5%～35%wt弹性体；（d）0.1%～2%wt全精炼石蜡；（e）5%～10%wt至少含有1个乙烯基封端的聚氨酯树脂；
（f）5%～10%wt填料；（g）0.01%～5%wt稳定剂；（h）1%～10%wt促进剂；（i）0.01%～2%wt过渡金属有机盐；（j）1%～5%wt助促进剂；（k）0.1%～3%wt偶联剂。
[0006]
进一步的，所述乙烯基单官丙烯酸酯单体是甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸环己酯的一种或其混合物；所述乙烯基多官丙烯酸酯单体是3,3,5-三甲基环己烷甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲丙烯酸酯、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯的一种或其混合物；所述弹性体是丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、sbs、mbs橡胶弹性体的一种或其混合物；所述全精炼石蜡是52#石蜡、58#石蜡、62#石蜡、68#石蜡的一种或其混合物；所述含有至少一个乙烯基封端的聚氨酯树脂是聚酯多元醇与异氰酸酯聚合反应并用甲基丙烯酸酯单体封端的聚氨酯树脂；所述填料是双马来酰亚胺树脂；所述过氧化物引发剂是过氧化氢混合物；所述促进剂是胺类、硫脲类、醛胺缩合物或其混合物；所述过渡金属有机盐是乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钛或其混合物；所述助促进剂是磷酸酯单体；所述偶联剂是硅烷偶联剂或其混合物。
[0007]
进一步的，所述主剂组份的稳定剂是酚类化合物、醌类化合物、草酸、钠盐、吩噻嗪的一种或其混合物。
[0008]
进一步的，所述固化剂组份的稳定剂是酚类化合物、醌类化合物的一种或其混合物。
[0009]
上述低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶的制备方法，包括以下步骤：（1）、主剂组分：将乙烯基单官丙烯酸酯单体、乙烯基多官丙烯酸酯单体、全精炼石蜡投入反应釜中，加热至70℃-75℃，加入弹性体，搅拌至完全溶解，停止加热，加入至少含有1个乙烯基封端的聚氨酯树脂和填料，搅拌至完全溶解，加入稳定剂，搅拌均匀，冷却至40℃以下，加入过氧化物引发剂，搅拌均匀，制得主剂组份；（2）、固化剂组分：将乙烯基单官丙烯酸酯单体和乙烯基多官丙烯酸酯单体投入反应釜中，加热至70℃-75℃，加入弹性体，搅拌至完全溶解，停止加热，加入至少含有1个乙烯基封端的聚氨酯树脂和填料，搅拌至完全溶解，加入稳定剂，搅拌均匀，冷却至40℃以下，加入促进剂、过渡金属盐、助促进剂、偶联剂，搅拌均匀，制得固化剂组份；（3）、将步骤（1）制得的主剂组份和步骤（2）制得的固化剂组份按照质量份数1：1进行配比混合均匀即得到低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶。
[0010]
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：采用了无刺激味的配方进行制备，
相对于目前市场上的大部分丙烯酸酯胶，气味较低，具有优异的耐高温高抗拉伸剪切特性、稳定性好不凝胶，不会产生对人体有危害的物质，也不会对环境造成污染，具有良好的环境相容性，低臭环保，表面不发粘，同时具有良好的力学性能和优秀的耐温性能，具有良好的抗拉伸剪切强度，适用于涂装高温烘烤，主要适用于高温的双组分结构粘接丙烯酸酯胶粘剂。
具体实施方式
[0011]
现结合具体实施方式对本发明进一步说明。
[0012]
实施例1：优选的低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶，由主剂组份和固化剂组份按照质量份数1：1进行配比组成：主剂组分：甲基丙烯酸羟乙酯
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20.00%wt甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯
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33.80%wt3,3,5-三甲基环己烷甲基丙烯酸酯
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10.00%wt氯磺化聚乙烯
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8.50%wtmbs
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8.50%wt58#石蜡
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1.00%wt聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯
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8.00%wt双马来酰亚胺树脂（填料）
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5.00%wtbht
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0.10%wt对苯二酚
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0.10%wt异丙苯过氧化氢
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5.00%wt；固化剂组分：甲基丙烯酸羟乙酯
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21.00%wt甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯
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32.50%wt乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯
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9.50%wt氯磺化聚乙烯
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8.30%wtmbs
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8.30%wt58#石蜡
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1.00%wt聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯
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8.00%wt双马来酰亚胺树脂（填料）
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5.00%wtbht
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0.10%wt吩噻嗪
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0.10%wt四甲基硫脲
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2.00%wt过渡金属盐
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0.20%wtp-2m
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2.00%wtkh-550
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2.00%wt。
[0013]
低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶的制备方法，包括以下步骤：（1）主剂组分：将甲基丙烯酸酯类单体、全精炼石蜡投入反应釜中，加热至70℃，加入弹
性体，搅拌至完全溶解，停止加热，加入聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯和双马来酰亚胺树脂，搅拌至完全溶解，加入稳定剂，搅拌均匀，冷却至40℃以下，加入异丙苯过氧化氢，搅拌均匀，制得主剂组份。
[0014]
（2）固化剂组分：将甲基丙烯酸酯类单体投入反应釜中，加热至70℃，加入弹性体，搅拌至完全溶解，停止加热，加入聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯和双马来酰亚胺树脂，搅拌至完全溶解，加入稳定剂，搅拌均匀，冷却至40℃以下，加入促进剂、过渡金属盐、助促进剂、偶联剂，搅拌均匀，制得固化剂组份。
[0015]
（3）、将步骤（1）制得的主剂组份和步骤（2）制得的固化剂组份按照质量份数1：1进行配比混合均匀即得到低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶。
[0016]
实施例2：优选的低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶，由主剂组份和固化剂组份按照质量份数1：1进行配比组成：主剂组分：甲基丙烯酸羟环己酯
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20.50%wt甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯
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27.30%wt三环癸烷二甲醇二甲丙烯酸酯
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10.00%wt氯丁橡胶
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10.50%wtsbs
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10.50%wt58#石蜡
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0.50%wt68#石蜡
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0.50%wt聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯
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9.00%wt双马来酰亚胺树脂（填料）
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6.00%wtbht
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0.10%wt对苯二酚
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0.10%wt异丙苯过氧化氢
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5.00%wt；固化剂组分：甲基丙烯酸羟环己酯
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20.00%wt甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯
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27.50%wt3,3,5-三甲基环己烷甲基丙烯酸酯
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9.50%wt氯丁橡胶
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10.30%wtsbs
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10.30%wt58#石蜡
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0.50%wt68#石蜡
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0.50%wt聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯
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9.00%wt双马来酰亚胺树脂（填料）
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6.00%wt对苯二酚
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0.10%wt吩噻嗪
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0.10%wt亚乙基硫脲
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2.00%wt过渡金属盐
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0.20%wtp-2m
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2.00%wt
kh-570
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2.00%wt。
[0017]
低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶的制备方法，包括以下步骤：（1）主剂组分：将甲基丙烯酸酯类单体、全精炼石蜡投入反应釜中，加热至75℃，加入弹性体，搅拌至完全溶解，停止加热，加入聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯和双马来酰亚胺树脂，搅拌至完全溶解，加入稳定剂，搅拌均匀，冷却至40℃以下，加入异丙苯过氧化氢，搅拌均匀，制得主剂组份。
[0018]
（2）固化剂组分：将甲基丙烯酸酯类单体投入反应釜中，加热至75℃，加入弹性体，搅拌至完全溶解，停止加热，加入聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯和双马来酰亚胺树脂，搅拌至完全溶解，加入稳定剂，搅拌均匀，冷却至40℃以下，加入促进剂、过渡金属盐、助促进剂、偶联剂，搅拌均匀，制得固化剂组份。
[0019]
（3）、将步骤（1）制得的主剂组份和步骤（2）制得的固化剂组份按照质量份数1：1进行配比混合均匀即得到低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶。
[0020]
实施例3：优选的低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶，由主剂组份和固化剂组份按照质量份数1：1进行配比组成：主剂组分：甲基丙烯酸羟丙酯
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18.00%wt甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯
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23.80%wt3,3,5-三甲基环己烷甲基丙烯酸酯
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12.00%wt丁腈橡胶
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12.50%wtmbs
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12.50%wt52#石蜡
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0.25%wt58#石蜡
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0.25%wt68#石蜡
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0.50%wt聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯
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10.00%wt双马来酰亚胺树脂（填料）
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5.00%wtbht
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0.10%wt对苯二酚
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0.10%wt异丙苯过氧化氢
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5.00%wt；固化剂组分：甲基丙烯酸羟丙酯
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15.00%wt甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯
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25.20%wt3,3,5-三甲基环己烷甲基丙烯酸酯
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12.00%wt丁腈橡胶
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12.30%wtmbs
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12.30%wt52#石蜡
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0.25%wt58#石蜡
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0.25%wt68#石蜡
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0.50%wt聚碳酸酯二醇聚氨酯二甲基丙烯酸酯
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10.00%wt双马来酰亚胺树脂（填料）
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5.00%wt
对苯二酚
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0.10%wt吩噻嗪
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0.10%wt四甲基硫脲
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1.00%wt过渡金属盐
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2.00%wtp-2m
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2.00%wtkh-560
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2.00%wt。
[0021]
低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶的制备方法与实施例2相同。
[0022]
实施例1-实施例3制备的低臭环保双组分结构粘接丙烯酸酯胶性能测试如下表：
测试项目实施例1实施例2实施例3反应时间（min）5.554.5拉伸剪切强度（mpa）222121.5t型剥离强度（mpa）2.833.1180℃/60min
→
冷却至常温测试拉伸剪切强度（mpa）2424.525220℃/60min
→
冷却至常温测试拉伸剪切强度（mpa）252625.5稳定性（80℃*6h）不凝胶不凝胶不凝胶
本发明中主剂组份的各原料的重量百分配比以以下配比为宜：（a）20%～60%wt乙烯基单官丙烯酸酯单体；（b）5%～15%wt乙烯基多官丙烯酸酯单体；（c）5%～35%wt弹性体；（d）0.1%～2%wt全精炼石蜡；（e）5%～10%wt至少含有1个乙烯基封端的聚氨酯树脂；（f）5%～10%wt填料；（g）0.01%～5%wt稳定剂；（h）1%～8%wt过氧化物引发剂；主剂组份的各原料的重量百分配比以以下配比为宜：（a）20%～60%wt乙烯基单官丙烯酸酯单体；（b）5%～15%wt乙烯基多官丙烯酸酯单体；（c）5%～35%wt弹性体；（d）0.1%～2%wt全精炼石蜡；（e）5%～10%wt至少含有1个乙烯基封端的聚氨酯树脂；（f）5%～10%wt填料；（g）0.01%～5%wt稳定剂；（h）1%～10%wt促进剂；（i）0.01%～2%wt过渡金属有机盐；（j）1%～5%wt助促进剂；（k）0.1%～3%wt偶联剂。
[0023]
其中主剂组份和固化剂组份中乙烯基单官丙烯酸酯单体还可为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸环己酯的一种或其混合物；乙烯基多官丙烯酸酯单体还可为3,3,5-三甲基环己烷甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲丙烯酸酯、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯的一种或其混合物；弹性体还可为丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、sbs、mbs橡胶弹性体的一种或其混合物；全精炼石蜡还可为52#石蜡、58#石蜡、62#石蜡、68#石蜡的一种或其混合物；含有至少一个乙烯基封端的聚氨酯树脂是聚酯多元醇与异氰酸酯聚合反应并用甲基丙烯酸酯单体封端的聚氨酯树脂；所述过氧化物引发剂是过氧化氢混合物；所述促进剂是胺类、硫脲类、醛胺缩合物或其混合物；所述过渡金属有机盐是乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钛或其混合物；所述助促进剂是磷酸酯单体；所述偶联剂是硅烷偶联剂或其混合物，主剂组份的稳定剂是酚类化合物、醌类化合物、草酸、钠盐、吩噻嗪的一种或其混合物，固化剂组份的稳定剂是酚类化合物、醌类化合物的一种或其混合物。
[0024]
本发明采用了无刺激味的配方进行制备，相对于目前市场上的大部分丙烯酸酯胶，气味较低，具有优异的耐高温高抗拉伸剪切特性、稳定性好不凝胶，不会产生对人体有
危害的物质，也不会对环境造成污染，具有良好的环境相容性，低臭环保，表面不发粘，同时具有良好的力学性能和优秀的耐温性能，具有良好的抗拉伸剪切强度，适用于涂装高温烘烤，主要适用于高温的双组分结构粘接丙烯酸酯胶粘剂。
[0025]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

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