CN102925091B - 一种高强高韧环氧树脂胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环氧胶粘剂的制备技术领域，特别涉及一种高强高韧环氧树脂胶粘剂及其制备方法，该环氧树脂胶粘剂包括环氧树脂、稀释剂、偶联剂、纤维、填料、阻燃剂、颜料、聚醚胺、脂肪族胺、芳香族胺类固化剂、偶联剂和促进剂。与现有技术相比，本发明的高强高韧环氧胶粘剂具有优异的粘接性、触变性、和抗流淌性能，其固化后具有较高的强度，良好的韧性，其制备方法操作简单，适宜工业化生产；该环氧胶粘剂可在苛刻的工艺条件下使用，对大型构件器件的粘接，具有良好的效果。

Description

一种高强高韧环氧树脂胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及环氧胶粘剂的制备技术领域，特别涉及一种高强高韧环氧树脂胶粘剂及其制备方法。
背景技术
环氧树脂胶粘剂由于具有粘接强度高、固化收缩小、抗蠕变性强、抗腐蚀性好、耐化学介质、受热时无腐蚀性气体放出等特点，广泛应用于汽车、国防、航空航天、风电、太阳能等领域。
一些大型器件构件，如：汽车车门、风机叶片、航天飞机舱门、机械臂和压力容器、人造卫星展开式太阳能电池板、结构隐身材料等，这些制品在性能上主要体现高强度、高韧性和良好的耐温性，该类器件构件的粘接大多使用双酚A环氧与多官能度（TDE85,AG80等）的复配物，同时采用橡胶材料进行增韧，采用填料进行补强，才能满足使用要求。由于多官能度环氧粘度大，生产难度较大，价格较为昂贵，采用丙酮、乙醇、单缩水甘油醚等稀释剂进行稀释，暂时地提高了材料的可操作性和降低了生产成本，但同时也降低了材料的强度、模量和韧性。
中国专利文献公开的“一种风电级双组分环氧胶粘剂及其制备方法”（公开号：CN101550325A,公开日：2009年10月7日）和“一种用于风力发电叶片结构胶的改性环氧树脂及制备方法”（公开号：CN101525439A,公开日：2009年9月9日），它们都是通过在环氧树脂分子中引入柔性的链段（CN101550325A引入了丙烯酸链，CN101525439A引入了聚氨酯链）以提高环氧树脂胶黏剂的柔韧性，但这会导致材料强度和模量的下降，达不到兆瓦级以上的风力发电机叶片的技术要求。公开日为2010年10月6日的CN101851481A通过纤维状填料的引入调整胶黏剂强度和模量，但其综合性能仅能满足小功率叶片的技术要求，不能满足3MW以上风力发电机叶片的技术要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种高强高韧环氧树脂胶粘剂及其制备方法，该环氧胶粘剂具有优异的粘接性能，其固化后具有较高的强度和良好的韧性，其制备方法操作简单，适宜工业化生产。
本发明的技术方案是：一种高强高韧环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂由A组分、B组分组成，其中，按重量份计，
A组分由下列物质组成：环氧树脂：80～120份；稀释剂：0～20份；偶联剂：0～5份；纤维：5～30份；填料：5～30份；阻燃剂：0～10份；颜料：0～0.5份；
B组分由下列物质组成：聚醚胺：20～60份；脂肪族胺：0～15份；芳香族胺类固化剂：0～5份；偶联剂：0～5份；促进剂：0～5份；纤维：0～15份；填料：0～15份；颜料：0～0.5份。
所述A组分中的环氧树脂为双酚型环氧树脂、氢化双酚型环氧树脂、脂环族型环氧树脂、甲酚甲醛多缩水甘油醚环氧树脂、酚醛环氧树脂、间苯二酚缩水甘油醚环氧树脂、多元醇缩水甘油醚环氧树脂中的一种或几种；
A组分中的稀释剂为丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、C12-14脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或几种；偶联剂为环氧丙基三烷氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧）丙基三烷氧基硅烷（KH560）中的一种或两种；阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、纳米硼酸锌、三聚氰胺中的一种或几种；
所述B组分中的聚醚胺为线型聚醚胺、T型聚醚胺、脂环族聚醚胺中的一种或几种；脂肪族胺为异佛尔酮（IPDA）及其卤代衍生物中的一种或几种；芳香族胺类固化剂为4，4’-二氨基二苯砜（DDS）、4，4’-二氨基二苯基甲烷（DDM）、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚(DMP-30)及其卤代衍生物中的一种或几种；
偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三烷氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二烷氧基硅烷、Y-氨丙基甲基二烷氧基硅烷、γ-巯丙基三烷氧基硅烷中的一种或几种；促进剂为咪唑类、脲类、胍类或胺类促进剂中的一种或几种；
所述A组分和B组分中的纤维为玻璃纤维、石英纤维、碳纤维中的一种或几种；A组分和B组分中的填料为气相白炭黑、沉淀白炭黑、碳酸钙、硅灰、炭黑、玻璃微球、氧化铝、氧化锌、氮化铝、银粉、氧化铜、氧化锌、钛白粉、滑石粉中的一种或几种；A组分和B组分中的颜料为市售普通颜料。
一种高强高韧环氧胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份计，准备下列物质：A组分：环氧树脂：80～120份；稀释剂：0～20份；偶联剂：0～5份；纤维：5～30份；填料：5～30份；阻燃剂：0～10份；颜料：0～0.5份；
B组分：聚醚胺：20～60份；脂肪族胺：0～15份；芳香族胺类固化剂：0～5份；偶联剂：0～5份；促进剂：0～5份；纤维：0～15份；填料：0～15份；颜料：0～0.5份；
（2）将A组分的配方加入到混合设备中，充分混合至均匀；抽真空消除混合料中的大气泡，静置；将混合好的A组分装入包装桶，密封、避光，室温保存；将B组分加入到混合设备中，充分混合至均匀；抽真空消除混合料中的大气泡，静置；将混合好的B组分装如包装桶，密封、避光，室温保存；
（3）制备高强高韧环氧胶粘剂；
将A组分、B组分按质量比100：（35～45）的比例混合均匀后涂于粘接部位，在80℃下固化2小时，120℃固化2小时即可。
有益效果：与现有技术相比，本发明的高强高韧环氧胶粘剂具有优异的粘接性、触变性、和抗流淌性能，其固化后具有较高的强度，良好的韧性，其制备方法操作简单，适宜工业化生产；该环氧胶粘剂可在苛刻的工艺条件下使用，对大型构件器件的粘接，具有良好的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，本发明的实施方式不限于以下实施例。
实施例1
一种高强高韧环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂由A组分、B组分组成，其中，按重量份计，
A组分由下列物质组成：双酚A环氧树脂：90份；双酚F环氧树脂：12份；乙二醇缩水甘油醚：10份；KH560：2.5份；玻璃纤维：9份；气相白炭黑：12份；纳米硼酸锌：3份；
B组分由下列物质组成：线型聚醚胺D230：8份；线型聚醚胺D400：2份；T型聚醚胺T403：25份；T型聚醚胺T5000：3份；DDS：1份；KH550：2.3份；DMP-30：2.5份；玻璃纤维：8份；气相白炭黑：5份；黄色颜料：0.02份；
A组分、B组分按质量比100:40混合。将A组分、B组分按质量比100:40混合均匀后涂于粘接部位，在80℃下固化2小时，120℃固化2小时即可。
实施例2
一种高强高韧环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂由A、B两组份组成，其中，按重量份计，
A组分由下列物质组成：双酚A环氧树脂：75份；双酚F环氧树脂25份；聚丙二醇缩水甘油醚：13份；KH560：2份；玻璃纤维：11份；气相白炭黑：15份；纳米碳酸钙1份；绿色颜料：0.01份；
B组分由下列物质组成：线型聚醚胺D230：6份；线型聚醚胺D400：2份；T型聚醚胺T403：21份；T型聚醚胺T5000：4份；IPDA：7份；DDM：1份；KH550：2.1份；DMP-30：2份；玻璃纤维：7份；气相白炭黑：6份；蓝色颜料：0.02份；
将A、B两组份按质量比100:42混合均匀后涂于粘接部位，在80℃下固化2小时，120℃固化2小时即可。
实施例3
一种高强高韧环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂由A、B两组份组成，其中，按重量份计，
A组分由下列物质组成：双酚A环氧树脂：100份；氢化双酚A环氧树脂：3份；聚丙二醇缩水甘油醚：8份；邻甲苯基缩水甘油醚：5份；KH560：3份；碳纤维：5份；气相白炭黑：8份；硅灰：2份；氧化铝：1份；红色颜料：0.03份；
B组分由下列物质组成：线型聚醚胺D230：6份；线型聚醚胺D400：1份；T型聚醚胺T403：20份；T型聚醚胺T5000：5份；IPDA：5份；DDM：1份；KH550：2份；2-甲基咪唑：1.5份；碳纤维：3份；气相白炭黑：3份；黄色颜料：0.01份；
将A、B两组份按质量比100:43混合均匀后涂于粘接部位，在80℃下固化2小时，120℃固化2小时即可。
上述实施例所得的高强高韧环氧胶粘剂的性能检测项目及指标见下表。
Figure GDA0000412475470000061

Claims (2)

1.一种高强高韧环氧树脂胶粘剂，其特征是：该胶粘剂由A组分、B组分组成，其中，按重量份计， 
A组分由下列物质组成：双酚A环氧树脂：90份；双酚F环氧树脂：12份；乙二醇缩水甘油醚：10份；KH560：2.5份；玻璃纤维：9份；气相白炭黑：12份；纳米硼酸锌：3份； 
B组分由下列物质组成：线型聚醚胺D230：8份；线型聚醚胺D400：2份；T型聚醚胺T403：25份；T型聚醚胺T5000：3份；DDS：1份；KH550：2.3份；DMP-30：2.5份；玻璃纤维：8份；气相白炭黑：5份；黄色颜料：0.02份； 
A组分、B组分按质量比100:40混合。 
2.如权利要求1所述的一种高强高韧环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤： 
（1）按重量份计，准备下列物质： 
A组分：双酚A环氧树脂：90份；双酚F环氧树脂：12份；乙二醇缩水甘油醚：10份；KH560：2.5份；玻璃纤维：9份；气相白炭黑：12份；纳米硼酸锌：3份； 
B组分：线型聚醚胺D230：8份；线型聚醚胺D400：2份；T型聚醚胺T403：25份；T型聚醚胺T5000：3份；DDS：1份；KH550：2.3份；DMP-30：2.5份；玻璃纤维：8份；气相白炭黑：5份；黄色颜料：0.02份； 
（2）将A组分的配方加入到混合设备中，充分混合至均匀；抽真空消除混合料中的大气泡，静置；将混合好的A组分装入包装桶，密封、避光，室温保存；将B组分加入到混合设备中，充分混合至均匀；抽真空消除混合料中的大气泡，静置；将混合好的B组分装入包装桶，密封、避光，室温保存； 
（3）制备高强高韧环氧胶粘剂； 
将A组分、B组分按质量比100：40的比例混合均匀后涂于粘接部位，在80℃下固化2小时，120℃固化2小时即可。 
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