CN103045144A - 一种环氧气瓶胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环氧气瓶胶及其制备方法。所述环氧气瓶胶由A、B、C三个组分构成；A组分由环氧树脂或有机硅改性环氧树脂、缩水甘油醚型增韧剂和增韧剂QS-N组成，B组分选用甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基迪纳克酸酐中的一种；C组分选用N，N-二甲基苄胺、DMP-30、DMP-10、AP-120、163酸酐促进剂中的一种或几种。本发明环氧气瓶胶在满足断裂伸长率大于4％的情况下，玻璃化温度大于102℃，有效克服了韧性与玻璃化温度之间的矛盾。

Description

一种环氧气瓶胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环氧气瓶胶制备方法，具体地说，涉及一种升温固化、韧性与玻璃化温度均佳的环氧气瓶胶及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优异的介电性能、力学性能、粘接性能，固化收缩小、线膨胀系数小，尺寸稳定性好等优点，再加之环氧树脂的操作工艺性能好，因而广泛用于国民经济的各个领域。

CN101074312A公开了一种耐高温三防浇注胶，其由重量比为6-10∶7的环氧树脂和活性填料的混合物、酸酐固化剂与醇类增韧促进剂按重量比为13～17∶3～5∶0.5～1混合制成的。

CN1255525A公开了一种环氧树脂灌封料，包括双酚A环氧树脂100份、混合酸酐固化剂100份、填料100-200份、促进剂3-5份，混合酸酐为甲基四氢苯酐与带羧基的聚酯齐聚物的混合物。

CN1282105A公开了一种半导体封装用的液体环氧树脂组合物，包括重量份数100份的液体环氧树脂，65-165份的酸酐固化剂，0.5-5.0份的固化促进剂，0.3-1.0份的硅烷偶联剂，和380-950份的无机填料，其中所述的液体环氧树脂选自3，4-环氧环己烷羧酸3，4-环氧环己基甲基酯、4，5-环氧己烷-1，2二甲酸二缩水甘油酯、双酚型二缩水甘油醚中的一种或多种。

CN1070669A公开了一种埋地煤气管道外部堵漏密封胶粘剂，由甲组分：环氧树脂100(重量比以下同)液态聚硫橡胶40-50，丙酮或缩水甘油醚10-20，添加填料-水泥100-150或白炭黑2-5和石英粉40-50和乙组分，固化剂YH-82 15-40，促进剂DMP-30 2-5，偶联剂KH550或560 2-5组成。

CN101351501A公开了一种环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物含有：100重量份的分子中包括2个或多于2个缩水甘油基的环氧树脂；10-50重量份的分子中包括1个或多于1个缩水甘油基的活性稀释剂；相对于100重量份的环氧树脂和活性稀释剂，含量为50-200重量份的在室温下为液态的酸酐固化剂；相对于100重量份的环氧树脂、活性稀释剂和酸酐固化剂，含量为1-20重量份的潜伏性固化促进剂，并且，该环氧树脂组合物在25℃下的粘度为250-500cps，在150℃下的凝胶时间为120秒或更短。

JP5602705A公开了用于光半导体元件封装的环氧树脂组合物的固化产物，所述环氧树脂组合物包括以下组分(A)-(D)：(A)环氧树脂，(B)酸酐固化剂，(C)能够与组分(A)环氧树脂熔融-混合的有机硅树脂，和(D)固化促进剂，其中粒径为1-100nm的组分(C)有机硅树脂的颗粒均匀分散在该固化产物中。

以上专利所介绍的环氧树脂配方体系均要加入较多填料，主要用于浇注、灌封、半导体封装、密封等领域。

随着节能环保汽车的不断发展，压缩天然气(CNG)作为一种新型燃料已广泛应用在出租车、私家车上。汽车通过改装并安装CNG气瓶，就能代替汽油作为燃料。因此，也就需要一种适应于CNG气瓶的密封胶，要求用于CNG气瓶的气瓶胶具有高韧性和耐热性。

发明内容

本发明的目的是提供一种升温固化、韧性与玻璃化温度均佳的环氧气瓶胶。

本发明的另一目的是提供一种环氧气瓶胶的制备方法。

为了实现本发明目的，本发明的一种环氧气瓶胶，其包括如下重量份的组分：

A组分：

环氧树脂或有机硅改性环氧树脂  100份，

缩水甘油醚型增韧剂      5～35份，

增韧剂QS-N           0.01～35份；

B组分：选自甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐或甲基迪纳克酸酐中的一种；

C组分：选用N，N-二甲基苄胺、DMP-30、DMP-10、AP-120、163酸酐促进剂中的一种或几种；

A组分、B组分和C组分的重量比为：100∶(70～90)∶(0.1～5)。

其中，所述缩水甘油醚型增韧剂为聚乙二醇缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚、丙二醇缩水甘油醚或1，6-己二醇缩水甘油醚，优选1，6-己二醇缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚。

所述增韧剂QS-N可以为QS-040N，QS-020N，QS-050N等，其可选用北京清大奇士新材料技术有限公司的QS-N系列产品。

所述环氧树脂可为双酚A型环氧树脂，比如环氧树脂E-51或E-44。

所述有机硅改性环氧树脂以采用含甲氧基硅树脂中间体改性环氧树脂为佳，比如DC3074(甲基苯基烷氧基硅烷低聚物)改性环氧树脂E-51、DC3074改性环氧树脂E-44等。

所述A组分中：

环氧树脂或有机硅改性环氧树脂   100份，

缩水甘油醚型增韧剂          10～25份，

增韧剂QS-N                   1～35份。

优选的，A组分、B组分和C组分的重量比为：100∶(80～90)∶(1～5)。

本发明所述环氧气瓶胶的制备方法，包括以下步骤：

1)制备A组分：

先将环氧树脂或有机硅改性环氧树脂加热至80～100℃，然后加入缩水甘油醚型增韧剂和增韧剂QS-N，搅拌1～3小时，混匀，备用；

2)将A、B、C组分按照重量比100∶(70～90)∶(0.1～5)进行混合，排气泡后，固化而成。

本发明的环氧气瓶胶可中温固化。

所述固化条件优选在85℃下保持0.5h，然后升温100℃保持2h，120℃下保持1h，130℃下保持1h，降至室温。

本发明的环氧气瓶胶是应市场发展的需求而研究的，本发明的环氧气瓶胶是一种环氧树脂的优化的配方体系，在此配方体系的综合作用下，达到理想的性能。本发明的环氧气瓶胶可用于浸渍玻纤，缠绕CNG气瓶，梯度升加温固化，以达到加固CNG气瓶的效果。玻纤浸渍本发明的环氧气瓶胶后，缠绕在CNG气瓶上，加温固化，提高气瓶韧性和耐热性。本发明有效克服了韧性与玻璃化温度之间的矛盾。

本发明的环氧气瓶胶以环氧树脂或有机硅改性环氧树脂、增韧剂，甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基迪纳克酸酐的一种为固化剂(组分B)为主要材料，通过合理的配方设计，其产品用于玻纤浸渍，缠绕CNG气瓶在中温固化，有效解决了伸长与玻璃化温度之间的影响问题。本发明的环氧气瓶胶的力学指标(不含玻纤)：玻璃化温度＞102℃，弯曲强度＞117MPa，拉伸强度＞62MPa，伸长率＞4％。

本发明的环氧气瓶胶不含非活性溶剂，减少环境污染及对操作者的毒性。气瓶胶采用了低粘度的环氧树脂及液体酸酐固化剂，胶液粘度低，对玻纤的浸渍效果好；各组分的有效结合，使固化物外观微白透明，用户喜爱；采用梯度升温的固化方式，可减少酸酐受热挥发，同时达到最佳固化效果。

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。

实施例1

环氧气瓶胶A组分的制备：

环氧树脂E-51    100kg

1，6-己二醇缩水甘油醚    25kg

清大奇士增韧剂QS-040N    15kg。

先将环氧树脂E-51加热至80℃，然后加入增韧剂1，6-己二醇缩水甘油醚，清大奇士增韧剂QS-040N，搅拌2小时，混匀。

环氧气瓶胶B组分：甲基六氢苯酐。

环氧气瓶胶C组分：AP120。

将A、B、C三组分按重量比100∶80∶2进行混合，真空排气泡后，在85℃下保持0.5h，然后升温100℃保持2h，120℃下保持1h，130℃下保持1h，降至室温，取出产品。

实施例2

环氧气瓶胶A组分的制备：

环氧树脂E-51    100kg

1，6-己二醇缩水甘油醚    25kg

清大奇士增韧剂QS-040N    10kg。

先将环氧树脂E-51加热至100℃，然后加入增韧剂1，6-己二醇缩水甘油醚，清大奇士增韧剂QS-040N，搅拌3小时，混匀。

B组分：

甲基四氢苯酐。

C组分：DMP-30。

将A、B、C三组分按重量比100∶85∶1进行混合，排气泡后，在85℃下保持0.5h，然后升温100℃保持2h，120℃下保持1h，130℃下保持1h，降至室温，取出产品。

实施例3

环氧气瓶胶A组分的制备：

环氧树脂E-51    100kg

聚乙二醇缩水甘油醚    25kg

清大奇士增韧剂QS-040N    1kg。

先将环氧树脂E-51加热至90℃，然后加入增韧剂聚乙二醇缩水甘油醚和清大奇士增韧剂，搅拌1小时，混匀。

环氧气瓶胶B组分：

甲基迪纳克酸酐。

环氧气瓶胶C组分：DMP-30。

将A、B、C三组分按重量比100∶80∶3进行混合，排气泡后，在85℃下保持0.5h，然后升温100℃保持2h，120℃下保持1h，130℃下保持1h，降至室温，取出产品。

实施例4

环氧气瓶胶A组分的制备：

DC3074(购自美国道康宁公司)改性环氧树脂E-51    100kg

乙二醇缩水甘油醚    5kg

清大奇士增韧剂QS-020N    0.1kg。

先将有机硅改性环氧树脂加热至90℃，然后加入乙二醇缩水甘油醚，清大奇士增韧剂QS-020N，搅拌2小时，混匀。

环氧气瓶胶B组分：甲基六氢苯酐。

环氧气瓶胶C组分：DMP-10。

将A、B、C三组分按重量比100∶90∶5进行混合，真空排气泡后，在85℃下保持0.5h，然后升温100℃保持2h，120℃下保持1h，130℃下保持1h，降至室温，取出产品。

实施例5

环氧气瓶胶A组分的制备：

DC3074(购自美国道康宁公司)改性环氧树脂E-44    100kg

丙二醇缩水甘油醚    35kg

清大奇士增韧剂QS-050N    35kg。

先将有机硅改性环氧树脂加热至80℃，然后加入丙二醇缩水甘油醚，清大奇士增韧剂QS-050N，搅拌1小时，混匀。

环氧气瓶胶B组分：甲基四氢苯酐。

环氧气瓶胶C组分：163酸酐促进剂。

将A、B、C三组分按重量比100∶70∶0.1进行混合，真空排气泡后，在85℃下保持0.5h，然后升温100℃保持2h，120℃下保持1h，130℃下保持1h，降至室温，取出产品。

分别对实验例1-5的环氧气瓶胶进行检测，各项性能如下：

结论：

本发明的环氧气瓶胶的外观为白色，玻璃化温度大于102℃，而且断裂伸长率也不降低，有效克服了韧性与玻璃化温度之间的矛盾。在应用过程中大大提高气瓶韧性和耐热性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种环氧气瓶胶，其特征在于，其包括如下重量份的组分：

A组分：

环氧树脂或有机硅改性环氧树脂  100份，

缩水甘油醚型增韧剂          5～35份，

增韧剂QS-N               0.01～35份；

B组分：选自甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐或甲基迪纳克酸酐中的一种；

C组分：选用N，N-二甲基苄胺、DMP-30、DMP-10、AP-120、163酸酐促进剂中的一种或几种；

A组分、B组分和C组分的重量比为：100∶(70～90)∶(0.1～5)。

2.根据权利要求1所述的环氧气瓶胶，其特征在于，所述缩水甘油醚型增韧剂为聚乙二醇缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚、丙二醇缩水甘油醚或1，6-己二醇缩水甘油醚。

3.根据权利要求1或2所述的环氧气瓶胶，其特征在于，所述增韧剂QS-N为QS-040N，QS-020N，QS-050N。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的环氧气瓶胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述有机硅改性环氧树脂为含甲氧基硅树脂中间体改性环氧树脂。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的环氧气瓶胶，其特征在于，所述A组分中：

环氧树脂或有机硅改性环氧树脂  100份，

缩水甘油醚型增韧剂         10～25份，

增韧剂QS-N                  1～35份。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的环氧气瓶胶，其特征在于，A组分、B组分和C组分的重量比为：100∶(80～90)∶(1～5)。

7.制备权利要求1-6任意一项所述的环氧气瓶胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备A组分：

先将环氧树脂或有机硅改性环氧树脂加热至80～100℃，然后加入缩水甘油醚型增韧剂和增韧剂QS-N，搅拌1～3小时，混匀，备用；

2)将A、B、C组分按照重量比100∶(70～90)∶(0.1～5)进行混合，排气泡后，固化而成。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固化条件为：在85℃下保持0.5h，然后升温100℃保持2h，120℃下保持1h，130℃下保持1h，再降至室温。