專利名稱：一種納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性環(huán)氧膠粘劑，尤其是涉及一種納米交聯(lián)橡膠微粉改性的環(huán)氧膠粘劑。
背景技術(shù)：
70年代興起液態(tài)橡膠增韌劑改性環(huán)氧樹脂技術(shù)，典型的增韌劑品種是端羧基丁腈橡膠(CTBN)，其對(duì)環(huán)氧樹脂增韌改性是通過形成兩相結(jié)構(gòu)(即海島結(jié)構(gòu))實(shí)現(xiàn)的。但這種改性體系由于相分離形成兩相結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，因所使用的固化劑品種和固化條件的不同差別極大，往往因相分離不徹底，橡膠還繼續(xù)溶解在連續(xù)相的環(huán)氧樹脂中，致使環(huán)氧樹脂固有的玻璃化溫度(耐熱性)和模量下降，難以達(dá)到既改善樹脂脆性、提高抗沖擊性又保持環(huán)氧樹脂原有的耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度和耐化學(xué)藥品性的目的。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在已出現(xiàn)了一種新的增韌材料，如北京化工研究院研發(fā)的超細(xì)(納米級(jí))全硫化粉末橡膠，ZL03149232披露的納米橡膠微粉等，這是超細(xì)橡膠類乳液經(jīng)充分交聯(lián)再脫水干燥制得的納米粒徑橡膠微粉，這種微粉應(yīng)用于熱塑性和部分熱固性材料中，與傳統(tǒng)的材料和方法比較，有更好的增韌、增強(qiáng)作用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)環(huán)氧膠粘劑存在的不足，本發(fā)明的目的是用納米交聯(lián)橡膠粉末作為環(huán)氧膠粘劑的增韌劑，改性胺類化合物作為固化劑，制得一種室溫下快速固化的改性環(huán)氧膠粘劑。
本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑由環(huán)氧組份和固化組份組成，環(huán)氧組份與固化組份的重量比是100∶30～60，上述兩種組份各自的重量組成如下環(huán)氧組份雙酚A環(huán)氧樹脂60～85％
納米交聯(lián)橡膠微粉10～30％稀釋劑1～10％固化組份改性胺固化劑92～95％固化促進(jìn)劑2～5％偶聯(lián)劑1～3％本發(fā)明納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑的制備方法是在高速分散機(jī)中加入環(huán)氧樹脂，升溫至60～80℃以降低其粘度，開動(dòng)高速分散機(jī)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至2000～8000轉(zhuǎn)/分，慢慢加入納米橡膠微粉，加完后繼續(xù)攪拌30～120分鐘，然后將其轉(zhuǎn)入真空捏合機(jī)，加入稀釋劑，控制真空度為0.08～0.09MPa，溫度在20～60℃之間，連續(xù)捏合2～3小時(shí)出料，即得環(huán)氧膠粘劑的環(huán)氧部分。環(huán)氧膠粘劑固化組分的制備在反應(yīng)釜中進(jìn)行，將改性胺加入反應(yīng)釜，開動(dòng)攪拌，加入固化促進(jìn)劑，攪拌30分鐘，再加入有機(jī)硅偶聯(lián)劑，攪拌30分鐘，過濾出料即得。
本發(fā)明技術(shù)方案所用的原材料如下環(huán)氧組份中的雙酚A環(huán)氧樹脂是E-44環(huán)氧樹脂、E-51環(huán)氧樹脂或它們的混合物；納米交聯(lián)橡膠微粉是北京化工研究院產(chǎn)VP-501、VP-701型全硫化橡膠微粉，系超細(xì)橡膠類膠乳經(jīng)交聯(lián)、脫水干燥制成；稀釋劑是C12～C13脂肪族縮水甘油醚、鄰甲酚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚。固化組份中的固化劑是改性脂環(huán)胺、改性芳香胺、改性脂肪胺或它們的混合物，固化促進(jìn)劑是2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙烯二胺，偶聯(lián)劑是r-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-r-氨丙基三甲氧基硅烷或它們的混合物。
本發(fā)明的積極效果在于納米交聯(lián)橡膠微粉的粒子尺寸小，能均勻分散于連續(xù)相的環(huán)氧樹脂中，充分發(fā)揮增韌作用，同時(shí)，納米橡膠微粉擁有巨大的表面能，增強(qiáng)了環(huán)氧膠粘劑分子間的結(jié)合力和環(huán)氧膠粘劑與基材表面之間的粘附力，從而可以大幅度地提高膠粘劑的粘接強(qiáng)度和耐熱性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比(參見對(duì)照例)本發(fā)明的玻璃化溫度從95℃提高到118℃～128℃；拉伸剪切強(qiáng)度由15.6MPa提高到28.0MPa～34.5MPa；抗沖擊強(qiáng)度由15.0KJ/m2提高到22.0～26.0KJ/m2；剝離強(qiáng)度由1.5KN/m提高到3.0～3.4KN/m；高溫拉伸剪切強(qiáng)度由10.8MPa提高到26.4～33.2MPa。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例中的分?jǐn)?shù)均為重量份數(shù)。
實(shí)施例1A環(huán)氧組份的制備將雙酚A環(huán)氧樹脂E-51 60份，E-44 40份，加熱至60～80℃，變稀后，開高速分散機(jī)，將轉(zhuǎn)速調(diào)至6000轉(zhuǎn)/分，慢慢加入納米交聯(lián)橡膠微粉VP-50115份，攪拌60分鐘，將物料置于真空捏合機(jī)，加入稀釋劑C12～C13脂肪族縮水甘油醚5份，溫度控制在40℃，真空度0.08～0.09MPa，捏合時(shí)間2.5小時(shí)出料。
B固化組份的制備將改性脂環(huán)胺40份、改性芳香胺13份加入反應(yīng)釜中，攪拌15分鐘后，加入固化促進(jìn)劑三乙烯二胺2份，攪拌均勻后再加入有機(jī)硅偶聯(lián)劑r-氨丙基三乙氧基硅烷1份，攪拌30分鐘，過濾出料。
實(shí)例2所用原料環(huán)氧組份中是環(huán)氧樹酯E-51 50份，E-44 30份，納米交聯(lián)橡膠微粉VP-501 16份，稀釋劑鄰甲酚縮水甘油醚4份。固化組份中是改性脂環(huán)胺30份，改性脂肪胺22份，固化促進(jìn)劑三乙烯二胺1.8份，偶聯(lián)劑r-氨丙基三乙氧基硅烷1.2份。
制作工藝條件同實(shí)施例1實(shí)施例3所用原材料環(huán)氧組份中是環(huán)氧樹脂E-51 28份，E-44 50份，納米交聯(lián)橡膠微粉VP-701 12份，稀釋劑三羥甲基丙烷三縮水甘油醚6份。固化組份中是改性芳香胺30份，改性脂肪胺24份，固化促進(jìn)劑2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚2.5份，偶聯(lián)劑N-(β-氨乙基)-r-氨丙基三甲氧基硅烷1.7份。
制作工藝條件同實(shí)施例2對(duì)照例納米交聯(lián)橡膠微粉VP-501由液態(tài)羧基丁腈橡膠(CTBN)等量代替，其余配方和工藝同實(shí)施例1按環(huán)氧組份與固化組份重量比為2∶1取樣混合制得環(huán)氧膠粘劑，然后根據(jù)膠粘劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制作試樣并測(cè)試，結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑，在使用時(shí)將環(huán)氧組份和固化組份混合均勻，其特征在于環(huán)氧組分與固化組分的重量比是100∶30～60，兩種組份各自的重量組成如下環(huán)氧組份雙酚A環(huán)氧樹脂60～85％納米交聯(lián)橡膠微粉10～30％稀釋劑1～10％固化組份改性胺固化劑92～95％固化促進(jìn)劑2～5％偶聯(lián)劑1～3％兩組份各自重量百分?jǐn)?shù)之和為100％。
2.如權(quán)利要求1所述的納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑，其特征在于環(huán)氧組份采用雙酚A環(huán)氧樹脂E-44、E-51或它們的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑，其特征在于環(huán)氧組份使用的納米交聯(lián)橡膠微粉，是由丁苯橡膠、丁腈橡膠、羧基丁苯橡膠，羧基丁腈橡膠、丁苯吡橡膠超細(xì)微粉經(jīng)常規(guī)交聯(lián)、脫水、干燥工藝制成。
4.如權(quán)利要求1所述的納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑，其特征在于環(huán)氧組份的稀釋劑是C12～C13脂肪族縮水甘油醚、鄰甲酚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚。
5.如權(quán)利要求1所述的納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑，其特征在于環(huán)氧膠粘劑固化組份使用改性芳香胺固化劑、改性脂肪胺固化劑、改性脂環(huán)胺固化劑或它們的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑，其特征在于固化促進(jìn)劑是2.4.6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙烯二胺。
7.如權(quán)利要求1所述的納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑，其特征在于偶聯(lián)劑是r-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-r-氨丙基三甲氧基硅烷或它們的混合物。
8.如權(quán)利要求1至7所述的任一種納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑的制備方法其特征如下A環(huán)氧組份的制備將雙酚A環(huán)氧樹脂加熱至60～80℃，開動(dòng)分散機(jī)，攪拌轉(zhuǎn)速為2000～8000轉(zhuǎn)/分，慢慢加入納米交聯(lián)橡膠微粉，加完后繼續(xù)攪拌30～120分鐘，然后將物料轉(zhuǎn)入真空捏合機(jī)進(jìn)行捏合，加入稀釋劑，真空度為0.08～0.09MPa，溫度為20～60℃，捏合脫泡2～3小時(shí)出料；B固化組份的制備將改性胺類固化劑加入帶攪拌的反應(yīng)釜，開動(dòng)攪拌，加入固化促進(jìn)劑，攪拌10～30分鐘，均勻后再加入有機(jī)硅偶聯(lián)劑，攪拌30分鐘，攪拌均勻即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑及其制備方法，該納米交聯(lián)橡膠微粉改性環(huán)氧膠粘劑由環(huán)氧組份和固化組份組成，其中環(huán)氧組份包括雙酚A環(huán)氧樹脂、納米交聯(lián)橡膠微粉、稀釋劑；固化組份包括改性胺固化劑、固化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑。環(huán)氧組份和固化組份分別制取，分別包裝，使用時(shí)按比例混合均勻。根據(jù)本發(fā)明制取的環(huán)氧膠粘劑，不會(huì)因固化劑品種、固化條件不同而降低膠的耐熱性，并能獲得高的拉伸剪切強(qiáng)度、高的剝離強(qiáng)度和高的抗沖擊強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C09J11/02GK101050344SQ20071003486
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者袁宏偉, 李冬月, 鄭保昌, 王理堯 申請(qǐng)人:湖南神力實(shí)業(yè)有限公司