1、实验
1. 三氟化硼微型胶囊的制备
按预设的热控温度选择囊壁材料及配比，加热熔融，加入三氟化硼一乙醚络合物与适量的表面活性剂，搅拌使之成为均匀乳液，趁热以高压空气驱动的喷枪进行喷雾，收集在空中自由凝成的微囊。然后用疫水洗涤，除出囊壁表面吸附的三氟化硼，凉干，密闭避光贮存。
2. 单组分三氟化硼微囊热控固化环氧树脂胶粘剂的配制
取E－44环氧树脂10克，加丙酮6毫升进行稀释，搅拌均匀，加入0.8克三氟化硼微囊，轻轻搅拌均匀，注入密闭容器中贮存以备使用。根据不同的粘接材料和使用要求，还可以添加增柔剂、林强刑和其它添加剂。
3. 胶粘剂贮存性能
将上述胶粘剂产品密闭贮存于10℃左右的环境中，观察其固化过程，并记录贮存时间。在贮存的不同时间取样测定其红外光谱，观测913cm-1与769cm-1处环氧吸收峰的变化。
4. 胶粘剂粘接工艺
4.1 被粘接材料的表面处理
实验中我们对铝合金、碳钢、铜、玻璃、陶瓷、大理石、酚醛树酯进行了粘接实验。
4.2 涂布
在已经处理的被粘接材料的表面均匀涂布一层约0.1毫米厚的胶层，放置片刻使熔剂挥发，然后根据被粘接材料的大小和形状，采取不同的工艺。对易于传热的小材料，可将被粘接面对接好，进入热控固化工序；而对于难传热的大材料，则可先对胶层进行热启动，然后迅速对接。
4.3 热控固化
确定型号的微囊有确定的热控温度。将上述对接好的小材料或涂布而未对接的大材料加热到热控温度，使微囊囊壁熔融破裂，三氟化硼与环氧树脂触而迅速固化。

2、结果与讨论
1. 三氟化硼微型胶囊的性能
1.1 囊形与囊径
我们对制备出的微型胶囊进行显微观察，得到的囊形与囊径分别见图1与图2：
1.2 包裹率取定量的微型胶囊分散于水中，加热熔融，使囊芯三氟化硼溶于水中，与水发生下述反应[6]：4BF3＋6H2O＝3H3O＋＋3BF4＋B（OH）3分别测定熔融前后水的pH值，计算出微囊的包裹率为15％。
1.3 热控温度
热控温度由囊壁混合物质及其配比决定。考虑到三氟化硼一乙醚的沸点和贮存稳定性，我们制备了热控温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃等型号的三氟化硼微型胶囊。本实验采用70℃热控温度的微囊进行各项性能测试。
2.2 单组分三氟化硼微囊环氧树脂胶粘剂常温贮存稳定性
三氟化硼是环氧树脂的常温快速固化剂。将三氟化硼微囊与环氧树脂配成单组分的胶粘剂，主要是利用微囊囊壁的阻断作用将两者分离。因而这种胶粘剂的常温贮存稳定性主要取决于囊壁的致密性，同时也与配方中其它能吸收三氟化硼物质及其含量有关。我们选用一种非极性的高分子材料作为主要的囊壁材料，大大地提高了胶粘剂的常温稳定性，使其在10℃左右环境中能稳定贮存三个月以上。初配液、80天与固化后的胶粘剂的红外光谱图，769cm-1与913cm-1处是环氧键的吸收峰[7]。图5中此两峰几乎消失，说明已固化完全。此两峰相对于图3有所减弱，说明三氟化硼已经部分释放，并可能产生部分交联，但由于交联程度低还不足以固化。实际上该样品已经放置三个多月仍未完全固化。
加入能吸收三氟化硼的物质能延长贮存时间，但却不利于热控固化。我们曾在配方中加入聚硫橡胶，以期增加胶粘剂的柔性和抗弯曲抗剥离强度。这种配方能稳定贮存更长时间，但当加热固化时却基本失败。可能的原因是三氟化硼优先与聚硫橡胶反应而大部分消耗，从而再难催化环氧树脂进行固化。
2.3 单组分三氟化硼热控环氧树脂胶粘剂粘接工艺与性能
我们对金属的铝合金、碳钢、铜片，非金属的玻璃、大理石、陶瓷，以及有机高分子材料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、有机玻璃、酚醛树脂等进行了粘接实验，均能获得较好的粘接强度。对25号碳钢我们按照GB7124－86标准[8]进行检测，测得其拉伸强度为16.03Mpa。（熟化时间20小时，检测温度25℃）
影响粘接强度的因素主要有胶粘剂的配方，被粘材料的表面处理，涂布胶层的均匀性与厚度，加热温度与加热时间等。其中胶粘剂的配方中粘料的选择是决定胶粘剂粘接强度的内在因素。被粘材料的表面处理对粘接强度的影响也非常大，处理质量的好坏可以成倍地改变粘接强度。研究了胶层涂布与加热温度与时间对25号碳钢拉伸剪切强度的影响。
涂布胶层愈均匀愈簿，粘接强度愈高。加热至热控温度后一定时间，胶层会逐渐改变颜色，这种颜色改变愈明显粘接强度愈高。检查拉伸断裂后胶接面的破坏类型可以发现，纯粹的内聚破坏其强度均不高，而界面粘接破坏与混合破坏粘接强度较高。
3、结论
1. 单组分三氟化硼微囊热控固化环氧树脂粘剂在常温下可稳定贮存三个月以上。一次配制可以连续使用三个月，满足大部分工程施胶要求。
2. 单组分三氟化硼微囊热控固化环氧树脂胶粘剂对大部分金属、非金属和有机高分子材料均有较好的粘接效果，对25号碳钢的拉伸剪切强达到16.03Mpa。特别适合于机械电子元件的粘接与建筑装饰装潢行业的使用。
参考文献
[1]洪宗国、王利华、张爱清等《BF3微囊化与环氧树脂热控固化》湖北化工1998（6）23－25
[2]洪宗国、雷玉平《微型胶囊制备工艺研究》胶体与聚合物1999（4）38－39
[3]洪宗国《微型胶囊在粘剂中的应用》中国胶粘剂2000
[4]王致禄等《聚合物胶粘剂》上海科技出版社（1998）
[5]杨玉等《合成胶粘剂》科学出版社（1980）
[6]武汉大学等校编《无机化学》第二版下册
[7]夏文干，韩养军《单组分中温固化环氧结构胶粘剂研究》电子工艺技术1992（4）16－21
[8]化学工业标准汇编－胶粘剂　中国标准出版社（1997）

（作者：中南民族学院化学系 洪宗国、杨政险 430074）