CN102977828A - 一种高效环氧树脂胶黏剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种高效环氧树脂胶黏剂及其制备方法和应用。本发明的高效环氧树脂胶黏剂，包括下述重量份的各成分：环氧树脂60～100份、固化剂15～60份、增韧剂10～40份、固化促进剂0.5～5份、填料10～30份。本发明的胶黏剂粘结性能好，机械性能强，固化后收缩率小，尤其适合用作车辆复合材料板粘结剂。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种适用于车辆复合材料板的高效环氧树脂胶黏剂及其制备方法。
背景技术
胶粘剂是一种具有优良粘接性能，在一定条件下能使被粘接材料通过界面(表面)层分子(原子)间相互作用，把两个固体材料表面连接在一起的物质或材料。
环氧树脂作为一种高性能树脂，具有优异的粘结性能、力学性能、电绝缘性，化学稳定性以及收缩率低，加工成型容易、成本低廉等优点，被广泛应用于胶黏剂、涂料、复合材料等行业。
随着高分子材料的不断发展，单一成分的环氧树脂胶黏剂已不能满足对胶黏剂的高要求。尤其在车辆复合材料领域，至今未发现能满足车辆复合材料的粘结强度高、内聚力高的胶黏剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种可适用于车辆复合材料板的高效环氧树脂胶黏剂。
本发明的高效环氧树脂胶黏剂，包括下述重量份的各成分：
进一步，本发明所述的胶黏剂，包括下述重量份的各成分：
其中，所述环氧树脂为双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合。
另外，双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合的重量比为8∶2～2∶8。
另外，双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合的重量比为4∶1。
另外，所述固化剂为胺类化合物、酸酐类化合物或咪唑类化合物中的一种或几种；所述增韧剂为壬基酚、聚醚胺或聚氨酯中的一种或几种；所述固化促进剂为氯化镍改性-咪唑盐络合物、三氟化硼-单乙胺、三乙醇胺或二氯苯(基)二甲脲中的一种或几种；所述填料为瓷粉、高岭土、碳酸钙、二氧化硅、白炭黑或滑石粉中的一种或几种。
另外，所述胺类化合物为乙二胺；所述酸酐类化合物为邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐；所述咪唑类化合物为2-乙基-4-甲基咪唑。
另外，本发明还提供一种制备所述胶黏剂的方法，其包括下述步骤：
(1)将双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合，搅拌均匀，得环氧树脂；
(2)向环氧树脂中加入增韧剂、填料、固化剂、固化促进剂；
(3)真空脱除气泡。
另外，本发明还提供一种所述胶黏剂在复合材料中的应用，其特征在于，将所述胶黏剂应用于车辆复合材料板。
其中，所述应用为将所述胶黏剂涂抹于底板上，将面板覆盖在胶黏剂上，于110～160℃下固化1～3小时，形成车辆复合材料板。
本发明具有以下有益效果：
1、采用双酚A型缩水甘油醚类与缩水甘油胺类或缩水甘油酯类混合环氧树脂作为胶黏剂的树脂基体，使其具有优异的力学性能、粘结性能，适用于各类胶黏剂领域，尤其适用于车辆复合材料板领域。
2、采用胺类化合物、酸酐类化合物、咪唑类化合物作为胶黏剂固化剂，使其转变为具有三维网状立体结构、不溶不熔的高聚物(即固化产物)后，能呈现出一系列优良的机械及粘接性能，达到使用的目的。
3、一般环氧树脂固化物较脆，加入增韧剂可以改善其韧性，提高其冲击强度。
4、加入固化促进剂，可以起到催化作用，其分解产物能够降低固化剂的反应活化能，从而降低反应温度和缩短反应时间。
5、加入填料，可以相对减少树脂的用量，降低成本，更重要的是填料的配合使用，可以改善环氧树脂胶粘剂的物理机械性能，例如提高抗压、抗弯曲及弹性模量，减少固化收缩率，增加抗冲击性，提高韧性和粘接强度等。
此外，本发明的胶黏剂粘结性能好，机械性能强，固化后收缩率小，尤其适用于用作车辆复合材料底板或侧板等的胶黏层。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明，按照国家标准GB/T 7124-1986，采用岛津AGS-J试验机，测定胶黏剂的拉伸剪切强度；按照国家标准GB/T528-1998，采用岛津AGS-J试验机，测定胶黏剂的拉伸强度；按GB/T 1732-93，采用QDI型漆膜冲击试验器，测定胶黏剂的冲击强度。
按照国家标准GB/T2791-81，采用RGT-10型微机控制电子万能试验机测试，测定复合材料板的剥离强度、粘结强度。
实施例1
取48.0g双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂E-51(购自蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂，环氧值为0.48-0.54)、12.0g缩水甘油酯类环氧树脂TDE-86(购自天津晶东化学复合材料有限公司，环氧值为0.88)混合均匀，接着加入24.0g壬基酚，2.0g白炭黑，12.0g碳酸钙，搅拌均匀，再加入18.0g乙二胺和1.8g氯化镍改性-咪唑盐络合物的混合液，继续搅拌均匀，置于真空干燥箱内脱除剩余气泡，制得胶黏剂。
测得胶黏剂的拉伸剪切强度为36.2Mpa、拉伸强度为43.3Mpa、冲击强度为65kg/cm。
将粘接剂涂抹于聚双环戊二烯底板与聚氨酯泡沫面板之间，制得车辆复合材料板。
测得剥离强度1.3KN/m、车辆复合材料板层间粘结强度达到84Mpa。
实施例2
取将66.0g双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂E-51(购自蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂，环氧值为0.48-0.54)、34.0g缩水甘油酯类环氧树脂TDE-86(购自天津晶东化学复合材料有限公司，环氧值为0.88)混合，加入38.0g聚氨基甲酸酯，接着加入5.0g滑石粉，18.0g二氧化硅，搅拌均匀，再加入58.0g邻苯二甲酸酐和5.0g三氟化硼-单乙胺，继续搅拌均匀，置于真空干燥箱内脱除剩余气泡，制得胶黏剂。
测得胶黏剂的拉伸剪切强度为35.1Mpa、拉伸强度为38.3Mpa、冲击强度为59kg/cm。
将粘接剂涂抹于聚双环戊二烯底板与聚氨酯泡沫面板之间，制得车辆复合材料板。
测得剥离强度1.5KN/m、车辆复合材料板层间粘结强度达到82Mpa。
实施例3
取16.0g双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂E-51(购自蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂，环氧值为0.48-0.54)、64.0g缩水甘油酯类环氧树脂TDE-86(购自天津晶东化学复合材料有限公司，环氧值为0.88)混合，接着加入12.0g聚氨基甲酸酯、28.0g高岭土，搅拌均匀，再加入48.0g邻苯二甲酸酐和5.0g氯化镍改性-咪唑盐络合物的混合液，继续搅拌均匀，置于真空干燥箱内脱除剩余气泡，制得胶黏剂。
测得胶黏剂的拉伸剪切强度为36.5Mpa、拉伸强度为46.2Mpa、冲击强度为63kg/cm。
将粘接剂涂抹于聚双环戊二烯底板与聚氨酯泡沫面板之间，制得车辆复合材料板。
测得剥离强度1.3KN/m、车辆复合材料板层间粘结强度达到83Mpa。
实施例4
将31.0g双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂E-51(购自蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂，环氧值为0.48-0.54)、31.0g缩水甘油酯类环氧树脂TDE-86(购自天津晶东化学复合材料有限公司，环氧值为0.88)混合，接着加入20.0g聚醚胺、2.0g瓷粉10.0g高岭土，搅拌均匀，再加入22.0g乙二胺和2.0g三乙醇胺，继续搅拌均匀，置于真空干燥箱内脱除剩余气泡，制得胶黏剂。
测得拉伸剪切强度为34.7Mpa、拉伸强度为38.9Mpa、冲击强度为55kg/cm。
将粘接剂涂抹于聚双环戊二烯底板与聚氨酯泡沫面板之间，制得车辆复合材料板。
测得剥离强度1.4KN/m、车辆复合材料板层间粘结强度达到82Mpa。
实施例5
将65.0g双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂E-51(购自蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂，环氧值为0.48-0.54)、21.0g缩水甘油胺类环氧树脂JEh-012(购自常熟佳发化学有限责任公司，环氧值为0.80-0.85)混合，接着加入24.0g壬基酚、5.0g白炭黑，20.0g滑石粉，搅拌均匀，再加入30.0g乙二胺和3.0g二氯苯(基)二甲脲，继续搅拌均匀，置于真空干燥箱内脱除剩余气泡，制得胶黏剂。
测得拉伸剪切强度为36.9Mpa、拉伸强度为44.3Mpa、冲击强度为68kg/cm。
将粘接剂涂抹于聚双环戊二烯底板与聚氨酯泡沫面板之间，制得车辆复合材料板。
测得剥离强度1.5KN/m、车辆复合材料板层间粘结强度达到82Mpa。
实施例6
将56.0g双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂E-51(购自蓝星化工新材料股份有限公司无锡树脂厂，环氧值为0.48-0.54)、14.0g缩水甘油酯类环氧树脂TDE-86(购自天津晶东化学复合材料有限公司，环氧值为0.88)混合，接着加入24.0g壬基酚、2.0g白炭黑，18.0g碳酸钙，搅拌均匀，再加入40.0g乙二胺和1.8g氯化镍改性-咪唑盐络合物的混合液，继续搅拌均匀，置于真空干燥箱内脱除剩余气泡，制得胶黏剂。
测得拉伸剪切强度为37.2Mpa、拉伸强度为45.3Mpa、冲击强度为71kg/cm。
将粘接剂涂抹于聚双环戊二烯底板与聚氨酯泡沫面板之间，制得车辆复合材料板。
测得剥离强度1.6KN/m、车辆复合材料板层间粘结强度达到80Mpa。
Claims (10)
1.一种高效环氧树脂胶黏剂，其特征在于，包括下述重量份的各成分：
2.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，包括下述重量份的各成分：
3.根据权利要求1或2所述的胶黏剂，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合。
4.根据权利要求3所述胶黏剂，其特征在于，双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合的重量比为8∶2～2∶8。
5.根据权利要求4所述胶黏剂，其特征在于，双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合的重量比为4∶1。
6.根据权利要求1或2所述的胶黏剂，其特征在于，所述固化剂为胺类化合物、酸酐类化合物或咪唑类化合物中的一种或几种；所述增韧剂为壬基酚、聚醚胺或聚氨酯中的一种或几种；所述固化促进剂为氯化镍改性-咪唑盐络合物、三氟化硼-单乙胺、三乙醇胺或二氯苯(基)二甲脲中的一种或几种；所述填料为瓷粉、高岭土、碳酸钙、二氧化硅、白炭黑或滑石粉中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的胶黏剂，其特征在于，所述胺类化合物为乙二胺；所述酸酐类化合物为邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐；所述咪唑类化合物为2-乙基-4-甲基咪唑。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述胶黏剂的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂与缩水甘油胺类环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂混合，搅拌均匀，得环氧树脂；
(2)向环氧树脂中加入增韧剂、填料、固化剂、固化促进剂；
(3)真空脱除气泡。
9.一种权利要求1～8任一项所述胶黏剂在复合材料中的应用，其特征在于，将所述胶黏剂应用于车辆复合材料板。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述胶黏剂涂抹于底板上，将面板覆盖在胶黏剂上，于110～160℃下固化1～3小时，形成车辆复合材料板。
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