CN101665674A - 一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特点是由下述重量配比的组分制成：环氧树脂40～70份，活性稀释剂10～80份，环氧固化剂20～60份，尿素8～20份，甲醛溶液30－60份，间苯二酚10～30份，填料0.5～5份，表面活性剂5～15份，蒸馏水80～200份，膜材料0.5～2份，水解抑制剂0.1－1份，溶剂5－10份；先将环氧树脂和环氧固化剂分别微胶囊化，然后将它们与其它组分按比例混合均匀即可；具有施工方便，适用工件材料多样化、固化条件限制少、耐湿性好、破坏力矩和平均拆卸力矩均高的特点，保证了它的锁固性能，进而产品的安全可靠性也就有了更好的保障。

Description

一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体的讲是一种单组份环氧预涂胶及其制备方法，适用于螺纹锁固。

背景技术：

众所周知，螺丝的应用范围很广，但经常会因为冲击、振动等原因使螺丝松动，一颗小小的螺钉的松动与脱落，就有可能造成重大的事故。为了预防事故的发生，人们着手开发预防螺丝松动的螺纹锁固胶。目前市场上在应用的螺纹锁固胶主要是厌氧胶，存在很多缺点，主要体现在：(1)厌氧胶有的是液体的，只能现涂现用，影响工作效率，并且被螺丝挤出来的那部分胶不能固化，会污染工件，影响产品质量；(2)有的虽然能预涂在螺纹上，使用便捷，但其对湿气敏感，在高温高湿环境中强度很差；(3)厌氧胶的固化条件比较苛刻，只能在隔绝空气，又有活泼金属的催化作用下才能固化，若用在塑料件上就很难固化。

为了克服厌氧胶的上述缺点，增加产品的适用性，人们研制了环氧体系胶粘剂。众所周知，大多数环氧体系胶粘剂都是由环氧树脂和固化剂构成的双组分产品，使用时需要将两个组分先混合均匀后再用，对施工造成了很大不便。为了解决这一问题，现在通常采用的方法是用脲醛树脂将环氧树脂和/或固化剂微胶囊化，采用这种方法的缺点是囊壁材料较脆，耐水性差，甲醛残余量多，环境污染厉害。

发明内容：

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种锁固强度高、应用范围广、高温高湿环境对其性能影响不大的单组分螺纹锁固环氧预涂胶。

本发明的另一目的是提供了一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶的制备方法。

本发明主要解决了现有的螺纹锁固胶效率低、污染工件、固化条件比较苛刻、耐水性差、污染环境等问题。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特殊之处在于它由下述重量配比的组分制成：环氧树脂40～70份，活性稀释剂10～80份，环氧固化剂20～60份，尿素8～20份，甲醛溶液30-60份，间苯二酚10～30份，填料0.5～5份，表面活性剂5～15份，蒸馏水80～200份，膜材料0.5～2份，水解抑制剂0.1-1份，溶剂5-10份；先将环氧树脂和环氧固化剂分别微胶囊化，然后将它们与其它组分按比例混合均匀即可。

本发明的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油醚树脂、缩水甘油胺环氧树脂和卤化环氧树脂，可以是一种，也可以是几种的混合物；其中双酚A型环氧树脂为E-54、E-51、E-44、E-42、E-20、CYD-127、CYD-128中的一种或多种混合，其中优选E-44；线性酚醛环氧树脂为F-51、F-54、F-44、F-48、JF-43、JF-45、JF-46、ECN-268、ECN-273、Epikote-154、EPN-1138中的一种或几种混合；卤化环氧树脂为四溴化双酚A型环氧树脂、四氯化双酚A型环氧树脂中的一种或两种的混合物。

所述的活性稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲酚缩水甘油醚中的一种或多种混合，其中优选丁基缩水甘油醚。

所述的环氧固化剂为聚酰胺类、脂肪族多胺、脂环族多胺、聚硫醇、改性芳香胺中的一种或多种混合。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物、阿拉伯树胶、明胶、聚乙烯醇、乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或几种混合。

所述的膜材料为聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种混合。

所述的填料为气相二氧化硅、颜料、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种混合。

所述的水解抑制剂优选炭化二亚胺系列产品。

所述的溶剂为甲苯、二甲苯、乙醇中的一种。

所述的甲醛溶液一般采用37％甲醛溶液。

本发明的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶的制备方法，其特殊之处在于它包括如下工艺步骤：

A、环氧树脂微胶囊的制备

在烧瓶中加入蒸馏水和表面活性剂，加热至50-85℃，搅拌使其充分溶解，将环氧树脂和活性稀释剂加入其中，提高转速，将混合溶液分散成50-200μm的液滴，用滴液漏斗缓慢滴加尿素、间苯二酚、37％甲醛溶液和蒸馏水的混合溶液，缓慢滴加酸溶液，保持此温度，搅拌8小时，用碱溶液调节PH＝4.0-5.0，继续搅拌30分钟，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，用蒸馏水漂洗数次，真空抽滤，干燥，得到环氧树脂胶囊；

B、环氧固化剂微胶囊的制备

在烧瓶中加入蒸馏水和表面活性剂，加热至50-85℃，搅拌使其充分溶解，加入环氧固化剂，搅拌分散，形成液滴大小为200μm的乳液，搅拌30min，降温至40℃。用滴液漏斗缓慢加入尿素、甲醛、间苯二酚、蒸馏水的混合溶液。反应4小时后，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，得到含有环氧固化剂微胶囊的泥浆状物质；

C、单组分螺纹锁固环氧预涂胶的制备

将A、B、填料、蒸馏水、溶剂、膜材料、水解抑制剂按比例混合均匀即得单组分螺纹锁固环氧预涂胶。

本发明的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，通过将环氧树脂和环氧固化剂微胶囊化，将其变成单组分胶粘剂，环氧树脂和环氧固化剂被分隔开，可以稳定存放而不会发生化学反应。这样这种单组分胶粘剂就可以很方便的直接涂在粘接面上，当胶囊破裂时，环氧树脂和环氧固化剂发生反应进而形成坚固的粘接物。

本发明的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶的使用方法如下：

(1)将单组分螺纹锁固环氧预涂胶涂在螺纹处(螺栓头部留2mm不涂胶)，刷涂应饱满均匀(也可用设备自动化涂胶)。

(2)刷涂后摆放整齐，放入100℃烘箱中，烘干15分钟。

(3)取出，晾凉后即可使用或贮存。

本发明所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶及其制备方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，1、提高了囊壁材料的柔韧性和耐水性，耐水性好，降低了胶液中游离甲醛的含量，减少环境污染；2、产品施工方便，适用工件材料多样化，固化条件限制少，耐湿性好，破坏力矩和平均拆卸力矩均高；3、锁固性能好，进而保障产品的安全可靠性。

具体实施方式：

为了更好地理解与实施下面结合实施例详细说明本发明一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶及其制备方法。

实施例1，首先，在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入阿拉伯树胶3g和蒸馏水15g，搅拌并升温至50℃，待阿拉伯树胶完全溶解后，加入双酚A型环氧树脂(E-44)40g和活性稀释剂丁基缩水甘油醚10g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成50-200μm的液滴，降温至40-50℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素5g、间苯二酚7g、37％甲醛溶液20g、蒸馏水25g的混合溶液，加完后10min，加入10％的盐酸溶液15g，保持此温度，继续搅拌8h，用10％的氢氧化钠溶液调节体系的PH值至4-5，继续搅拌30分钟，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，用蒸馏水漂洗5次，真空抽滤，干燥，得到环氧树脂胶囊；

再在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入阿拉伯树胶2g和蒸馏水10g，搅拌并升温至50℃，待阿拉伯树胶完全溶解后，加入改性芳香胺二氨基二苯基甲烷(环氧固化剂中无具体说明)20g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成200μm的液滴，搅拌30min，降温至40℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素3g、间苯二酚3g、37％甲醛溶液10g、蒸馏水20g的混合溶液，保持此温度，继续搅拌4h，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，得到含有环氧固化剂微胶囊的泥浆状物质；

最后将上述环氧树脂胶囊、环氧固化剂微胶囊、气相二氧化硅0.5g、蒸馏水10g、溶剂甲苯5g、聚乙烯醇0.5g、炭化二亚胺0.1g混合均匀即得单组分螺纹锁固环氧预涂胶。

实施例2，先在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入阿拉伯树胶9g和蒸馏水30g，搅拌并升温至85℃，待阿拉伯树胶完全溶解后，加入双酚A型环氧树脂(E-44)70g和活性稀释剂丁基缩水甘油醚80g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成50-200μm的液滴，降温至40-50℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素13g、间苯二酚21g、37％甲醛溶液38g、蒸馏水70g的混合溶液，加完后10min，加入10％的盐酸溶液调节PH为2-3，保持此温度，继续搅拌8h，用10％的氢氧化钠溶液调节体系的PH值至4-5，继续搅拌30分钟，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，用蒸馏水漂洗5次，真空抽滤，干燥，得到环氧树脂胶囊；

在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入阿拉伯树胶6g和蒸馏水25g，搅拌并升温至85℃，待阿拉伯树胶完全溶解后，加入改性二氨基二苯基甲烷60g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成200μm的液滴，搅拌30min，降温至40℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素7g、间苯二酚9g、37％甲醛溶液22g、蒸馏水55g的混合溶液，保持此温度，继续搅拌4h，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，得到含有环氧固化剂微胶囊的泥浆状物质；

最后将上述环氧树脂胶囊、环氧固化剂微胶囊、气相二氧化硅5g、蒸馏水20g、溶剂二甲苯10g、聚乙烯醇缩丁醛2g、炭化二亚胺1g混合均匀即得单组分螺纹锁固环氧预涂胶。

实施例3，首先在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入阿拉伯树胶7g和蒸馏水22g，搅拌并升温至60℃，待阿拉伯树胶完全溶解后，加入双酚A型环氧树脂(E-44)55g和活性稀释剂丁基缩水甘油醚45g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成50-200μm的液滴，降温至40-50℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素10g、间苯二酚15g、37％甲醛溶液29g、蒸馏水45g的混合溶液，加完后10min，加入10％的盐酸溶液调节PH为2-3，保持此温度，继续搅拌8h，用10％的氢氧化钠溶液调节体系的PH值至4-5，继续搅拌30分钟，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，用蒸馏水漂洗5次，真空抽滤，干燥，得到环氧树脂胶囊；

再在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入阿拉伯树胶3g和蒸馏水18g，搅拌并升温至60℃，待阿拉伯树胶完全溶解后，加入改性二氨基二苯基甲烷45g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成200μm的液滴，搅拌30min，降温至40℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素4g、间苯二酚6g、37％甲醛溶液16g、蒸馏水40g的混合溶液，保持此温度，继续搅拌4h，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，得到含有环氧固化剂微胶囊的泥浆状物质；

最后将上述环氧树脂胶囊、环氧固化剂微胶囊、气相二氧化硅5g、蒸馏水15g、溶剂乙醇7.5g、聚乙烯醇2g、炭化二亚胺0.5g混合均匀即得单组分螺纹锁固环氧预涂胶。

实施例4，先在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物3g、乙烯-马来酸酐共聚物3g、明胶1g、和蒸馏水22g，搅拌并升温至75℃，待表面活性剂完全溶解后，加入双酚F型环氧树脂(F-51)20g、E-5130g、JF-465g、和活性稀释剂丁基缩水甘油醚25g、聚乙二醇二缩水甘油醚10g、三羟甲基丙烷缩水甘油醚10g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成50-200μm的液滴，降温至40-50℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素10g、间苯二酚15g、37％甲醛溶液29g、蒸馏水45g的混合溶液，加完后10min，加入10％的盐酸溶液调节PH为2-3，保持此温度，继续搅拌8h，用10％的氢氧化钠溶液调节体系的PH值至4-5，继续搅拌30分钟，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，用蒸馏水漂洗5次，真空抽滤，干燥，得到环氧树脂胶囊；

再在配有搅拌器的500ml的三口烧瓶中加入阿拉伯树胶2g、聚乙烯醇1g和蒸馏水18g，搅拌并升温至75℃，待表面活性剂完全溶解后，加入聚酰胺25g、聚硫醇20g，提高转速为2000rpm，将溶液分散成200μm的液滴，搅拌30min，降温至40℃，用滴液漏斗缓慢加入预先混好的尿素4g、间苯二酚6g、37％甲醛溶液16g、蒸馏水40g的混合溶液，保持此温度，继续搅拌4h，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，得到含有环氧固化剂微胶囊的泥浆状物质；

最后将上述环氧树脂胶囊、环氧固化剂微胶囊、气相二氧化硅3g、滑石粉1g、碳酸钙1g、蒸馏水15g、溶剂甲苯6g、聚乙烯醇1g、聚丙烯酸钠1g、炭化二亚胺0.5g混合均匀即得单组分螺纹锁固环氧预涂胶。

破坏力矩和平均拆卸力矩是依据标准GB/T 18747.1-2002测试的。

将市场上用的螺纹锁固厌氧胶与实施例1、2、3、4进行性能对比测试结果如下：

从上表的实验结果可以看出，本发明制备的单组分螺纹锁固环氧预涂胶具有施工方便，适用工件材料多样化，固化条件限制少，耐湿性好，破坏力矩和平均拆卸力矩均高的特点，保证了它的锁固性能，进而产品的安全可靠性也就有了更好的保障。

Claims (10)

1、一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于它由下述重量配比的组分制成：环氧树脂40～70份，活性稀释剂10～80份，环氧固化剂20～60份，尿素8～20份，甲醛溶液30-60份，间苯二酚10～30份，填料0.5～5份，表面活性剂5～15份，蒸馏水80～200份，膜材料0.5～2份，水解抑制剂0.1-1份，溶剂5-10份；先将环氧树脂和环氧固化剂分别微胶囊化，然后将它们与其它组分按比例混合均匀即可。

2、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油醚树脂、缩水甘油胺环氧树脂和卤化环氧树脂，可以是一种，也可以是几种的混合物；所述的双酚A型环氧树脂为E-54、E-51、E-44、E-42、E-20、CYD-127、CYD-128中的一种或多种混合，其中优选E-44；所述的线性酚醛环氧树脂为F-51、F-54、F-44、F-48、JF-43、JF-45、JF-46、ECN-268、ECN-273、Epikote-154、EPN-1138中的一种或几种混合；所述的卤化环氧树脂为四溴化双酚A型环氧树脂、四氯化双酚A型环氧树脂中的一种或两种的混合物。

3、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的活性稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲酚缩水甘油醚中的一种或多种混合，其中优选丁基缩水甘油醚。

4、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的环氧固化剂为聚酰胺类、脂肪族多胺、脂环族多胺、聚硫醇、改性芳香胺中的一种或多种混合。

5、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物、阿拉伯树胶、明胶、聚乙烯醇、乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或几种混合。

6、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的膜材料为聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种混合。

7、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的填料为气相二氧化硅、颜料、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种混合。

8、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的水解抑制剂优选炭化二亚胺系列产品。

9、根据权利要求1所述的一种单组分螺纹锁固环氧预涂胶，其特征在于所述的溶剂为甲苯、二甲苯、乙醇中的一种。

10、上述权利要求的单组分螺纹锁固环氧预涂胶的制备方法，其特征在于它包括如下工艺步骤：

A、环氧树脂微胶囊的制备

在烧瓶中加入蒸馏水和表面活性剂，加热至50-85℃，搅拌使其充分溶解，将环氧树脂和活性稀释剂加入其中，提高转速，将混合溶液分散成50-200μm的液滴，用滴液漏斗缓慢滴加尿素、间苯二酚、37％甲醛溶液和蒸馏水的混合溶液，缓慢滴加酸溶液，保持此温度，搅拌8小时，用碱溶液调节PH＝4.0-5.0，继续搅拌30分钟，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，用蒸馏水漂洗数次，真空抽滤，干燥，得到环氧树脂胶囊；

B、环氧固化剂微胶囊的制备

在烧瓶中加入蒸馏水和表面活性剂，加热至50-85℃，搅拌使其充分溶解，加入环氧固化剂，搅拌分散，形成液滴大小为200μm的乳液，搅拌30min，降温至40℃。用滴液漏斗缓慢加入尿素、甲醛、间苯二酚、蒸馏水的混合溶液。反应4小时后，停止加热和搅拌，静置30min，去掉上面的漂浮物，得到含有环氧固化剂微胶囊的泥浆状物质；

C、单组分螺纹锁固环氧预涂胶的制备

将A、B、填料、蒸馏水、溶剂、膜材料、水解抑制剂按比例混合均匀即得单组分螺纹锁固环氧预涂胶。