CN103305131B - 一种高耐候性结构胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
一种高耐候性结构胶粘剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高耐候性结构胶粘剂，它包括A组份和B组份，所述A组份和B组份按比例混和，其中，A组份包括：环氧树脂20-60份，丙烯酸树脂10-40份，丙烯酸酯单体5-30份，丙烯酸酯光引发剂0.2-5份，填料1-20份，助剂0.1-2份；B组份包括：环氧树脂室温固化剂60-100份，环氧树脂固化促进剂1-5份，填料1-30份，助剂0.1-2份。同时本发明还公开了高耐候性结构胶粘剂的制备方法。依本发明组份及制备方法制备的高耐候性结构胶粘剂有效地解决了现有技术的定位时间、完全固化时间长，耐湿热老化性能差等缺陷和不足。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其指一种高耐候性结构胶粘剂，同时，本发明还公开了胶粘剂的制备方法。
背景技术
环氧树脂胶粘剂具有对金属基材粘接强度高，收缩率低，耐老化性能优异，电性能优异等诸多优点，在航空航天、汽车、电子、机械等领域广泛应用，但是环氧树脂胶粘剂也存在一些不足之处，如：固化速度慢，定位时间较长，对塑料基材粘接强度低。其中，单组份环氧树脂胶粘剂需要加热到至少80℃以上才能固化，固化较快的双组份环氧树脂胶粘剂也需要至少10分钟左右才能定位。这些缺陷和不足严重影响了环氧树脂胶粘剂在快节奏的现代化工业生产中的应用。因为航空航天、汽车、电子、机械等各领域的零部件不仅包括铝、镁、不锈钢等金属基材，还包括PC、ABS、PET、PMMA、PEI或塑料共混料等塑料基材。环氧树脂胶粘剂定位时间长的缺陷，难以适应现代化的流水线生产，严重影响生产效率。
丙烯酸酯胶粘剂具有固化速度快，定位时间短，对塑料基材粘接性优良的优点。但是具有耐湿热老化性能差，收缩率大，易造成粘接件内应力大，引起翘曲、变形等缺点。
故研制一种固化速度快，定位时间短，耐湿热老化性强，且对对金属、塑料基材均具有较高粘接强度的胶粘剂已成为行业研究的热点。
发明内容
为了解决现有技术的不足和缺陷，本发明通过环氧树脂胶粘剂和丙烯酸酯胶粘剂的共混提供了能够快速定位，同时对金属、塑料基材具有较高粘接强度，并且耐湿热老化性能优良的胶粘剂。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明所述的一种高耐候性结构胶粘剂，它包括A组份和B组份，所述A组份和B组份按比例混和，其中，
A组份包括：
B组份包括：
其中，所述环氧树脂包括E-51环氧树脂，E-44环氧树脂或E-20环氧树脂中的一种或两种以上任意比的混合物。
其中，所述丙烯酸树脂包括乙氧化双酚A丙烯酸酯，聚氨酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯中的一种或两种以上任意比的混合物；所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟丙酯，(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯，(甲基)丙烯酸异冰片酯，N，N二甲基丙烯酰胺，多官能度(甲基)丙烯酸酯，聚乙二醇二丙烯酸酯，乙氧化双酚A二丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸中的一种或两种以上任意比的混合物。
其中，所述丙烯酸酯光引发剂包括2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，二苯甲酮和取代的二苯甲酮，苯乙酮和取代的苯乙酮，苯偶姻及其烷基酯，呫吨酮和取代的呫吨酮，氧化膦，二乙氧基苯乙酮，苯偶姻甲醚，苯偶姻乙醚，苯偶姻异丙醚，二乙氧基呫吨酮，氯代硫代呫吨酮，N-甲基二乙醇胺二苯甲酮，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮或2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮中的一种或两种以上任意比的混合物。
其中，所述填料包括气相二氧化硅，碳酸钙，氧化铝或壳核橡胶粉中的一种或两种以上任意比的混合物。
其中，所述助剂包括硅烷偶联剂，消泡剂，环氧树脂体系稳定剂，固化促进剂或附着力促进剂中的一种或两种以上任意比的混合物。
其中，所述环氧树脂室温固化剂包括聚酰胺，多元聚硫醇，二乙烯三胺，三乙烯四胺，聚醚二胺，加成胺或脂环胺中的一种或两种以上任意比的混合物；所述环氧树脂固化促进剂包括2，4，6三(二甲氨基甲基)苯酚，三乙胺，三乙醇胺，苯酚或任基酚中的一种或两种以上任意比的混合物。
其中，所述A组份和B组份按1∶1，2∶1或10∶1的比例混和。
本发明所述的高耐候性结构胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
包括如下步骤：
(1)制备A组份：
①取丙烯酸树脂和丙烯酸酯单体均匀混合；②加入丙烯酸酯光引发剂，升温搅拌至丙烯酸酯光引发剂完全溶解；③加入环氧树脂和助剂均匀混合；④在搅拌过程中加入填料，至填料粉分散均匀；⑤降温后，真空状态下除气泡得A组份；
(2)制备B组份：
①取环氧树脂室温固化剂和环氧树脂固化促进剂混合均匀；
②在搅拌过程中加入填料，至填料粉分散均匀；
③加入助剂均匀混合；
④降温后，真空状态下除气泡得B组份；
(3)将A组份和B组份按比例混和：
将步骤(1)中所得的A组份和步骤(2)中所得的B组份按1∶1，2∶1或10∶1的比例混和，得成品。
步骤(1)中所述的升温温度为30-50℃，步骤(1)中所述的降温温度为30℃以下；步骤(2)中所述的降温温度为30℃以下。
本发明的有益效果为：依本发明公开的组份配方及其制备方法制备的高耐候性结构胶粘剂可以在紫外线照射下5-60秒完成定位，定位后的粘接件可以移动而不影响最终粘接强度。本发明所述高耐候性结构胶粘剂有效地解决了现有技术的定位时间长，耐湿热老化性能差等缺陷和不足。本发明所述高耐候性结构胶粘剂适用于两种粘接基材中至少有一种是透明基材，且不需要加热就能完全固定。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例一
取22Kg乙氧化双酚A丙烯酸酯和16Kg N，N二甲基丙烯酰胺加入搅拌釜中搅拌10-30分钟，直至混合均匀；加入2Kg二乙氧基苯乙酮后，升温至40℃，高速搅拌30-60分钟直至二乙氧基苯乙酮完全溶解；后依次加入47KgE-51环氧树脂、0.9Kg硅烷偶联剂搅拌10-30分钟至均匀，控制搅拌温度不超过45℃；在搅拌过程中，加入12.1Kg壳核橡胶粉，高速搅拌60-120分钟至均匀，控制搅拌温度不超过45℃；降温至30℃以下，抽真空脱除气泡，得A组份，A组份可在常温下储存。
取70Kg聚醚胺和2Kg三乙醇胺加入搅拌釜中搅拌15-30分钟，直至混合均匀，控制温度在45℃以下；加入26Kg壳核橡胶粉，高速搅拌60-120分钟至均匀，加入2Kg硅烷偶联剂搅拌15-30分钟至均匀，控制搅拌温度不超过35℃；降温至30℃以下，在真空状态下，除气泡得B组份。
将A组份和B组份按1∶1的比例混和，得成品C。
实施例二
取10Kg聚氨酯丙烯酸酯和30Kg(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯加入搅拌釜中搅拌10-30分钟，直至混合均匀；加入0.5Kg2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦后，升温至30℃，高速搅拌30-60分钟直至2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦完全溶解；后依次加入56.5Kg E-44环氧树脂、2Kg消泡剂搅拌10-30分钟至均匀，控制搅拌温度不超过45℃；在搅拌过程中，加入1Kg气相二氧化硅，高速搅拌60-120分钟至均匀，控制搅拌温度不超过45℃；降温至30℃以下，抽真空脱除气泡，得A组份，A组份可在常温下储存。
取97.9Kg多元聚硫醇和1Kg三乙胺加入搅拌釜中搅拌15-30分钟，直至混合均匀，控制温度在45℃以下；加入1Kg气相二氧化硅，高速搅拌60-120分钟至均匀，加入0.1Kg消泡剂搅拌15-30分钟至均匀，控制搅拌温度不超过35℃；降温至30℃以下，在真空状态下，除气泡得B组份。
将A组份和B组份按2∶1的比例混和，得成品D。
实施例三
取40Kg聚酯丙烯酸酯和5Kg(甲基)丙烯酸异冰片酯加入搅拌釜中搅拌10-30分钟，直至混合均匀；加入5Kg苯偶姻异丙醚后，升温至50℃，高速搅拌30-60分钟直至苯偶姻异丙醚完全溶解；后依次加入20Kg E-20环氧树脂、0.1Kg附着力促进剂搅拌10-30分钟至均匀，控制搅拌温度不超过45℃；在搅拌过程中，加入29.9Kg纳米氧化铝，高速搅拌60-120分钟至均匀，控制搅拌温度不超过45℃；降温至30℃以下，抽真空脱除气泡，得A组份，A组份可在常温下储存。
取74.9Kg二乙烯三胺和5Kg2，4，6三(二甲氨基甲基)苯酚加入搅拌釜中搅拌15-30分钟，直至混合均匀，控制温度在45℃以下；加入20Kg纳米氧化铝，高速搅拌60-120分钟至均匀，加入0.1Kg附着力促进剂搅拌15-30分钟至均匀，控制搅拌温度不超过35℃；降温至30℃以下，在真空状态下，除气泡得B组份。
将A组份和B组份按10∶1的比例混和，得成品E。
表一，本发明产品与现有技术各技术数据的对比分析表
从上表可以看出，依本发明组份及其方法所制得的产品在定位时间，完全固化时间，体积收缩率，拉伸剪切强度以及耐湿热老化等方面的性能均明显优于现有技术，有效的解决了现有技术存在的缺陷和不足。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高耐候性结构胶粘剂，其特征在于：它由A组份和B组份组成，所述A组份和B组份按10∶1的比例混合，其中，
A组份由以下组份组成：
B组份由以下组份组成：
2.根据权利要求1所述的高耐候性结构胶粘剂，其特征在于：所述环氧树脂包括E-51环氧树脂，E-44环氧树脂或E-20环氧树脂中的一种或两种以上任意比的混合物。
3.根据权利要求1所述的高耐候性结构胶粘剂，其特征在于：所述丙烯酸树脂包括聚氨酯丙烯酸酯，聚醚丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯或环氧丙烯酸酯中的一种或两种以上任意比的混合物；所述丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟丙酯，(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯，(甲基)丙烯酸异冰片酯，聚乙二醇二丙烯酸酯，乙氧化双酚A二丙烯酸酯中的一种或两种以上任意比的混合物。
4.根据权利要求1所述的高耐候性结构胶粘剂，其特征在于：所述丙烯酸酯光引发剂为二苯甲酮。
5.根据权利要求1所述的高耐候性结构胶粘剂，其特征在于：所述填料包括气相二氧化硅，碳酸钙，氧化铝或壳核橡胶粉中的一种或两种以上任意比的混合物。
6.根据权利要求1所述的高耐候性结构胶粘剂，其特征在于：所述助剂包括硅烷偶联剂，消泡剂，环氧树脂体系稳定剂，固化促进剂或附着力促进剂中的一种或两种以上任意比的混合物。
7.根据权利要求1所述的高耐候性结构胶粘剂，其特征在于：所述环氧树脂室温固化剂包括聚酰胺，多元聚硫醇，二乙烯三胺，三乙烯四胺，聚醚二胺，加成胺或脂环胺中的一种或两种以上任意比的混合物；所述环氧树脂固化促进剂包括2，4，6三(二甲氨基甲基)苯酚，三乙胺，三乙醇胺，苯酚或壬基酚中的一种或两种以上任意比的混合物。
8.根据权利要求1所述的高耐候性结构胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备A组份：
①取丙烯酸树脂和丙烯酸酯单体均匀混合；
②加入丙烯酸酯光引发剂，升温搅拌至丙烯酸酯光引发剂完全溶解；
③加入环氧树脂和助剂均匀混合；
④在搅拌过程中加入填料，至填料粉分散均匀；
⑤降温后，真空状态下除气泡得A组份；
(2)制备B组份：
①取环氧树脂室温固化剂和环氧树脂固化促进剂混合均匀；
②在搅拌过程中加入填料，至填料粉分散均匀；
③加入助剂均匀混合；
④降温后，真空状态下除气泡得B组份；
(3)将A组份和B组份按比例混合：
将步骤(1)中所得的A组份和步骤(2)中所得的B组份按10∶1的比例混合，得成品。
9.根据权利要求8所述的高耐候性结构胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的升温温度为30-50℃，步骤(1)中所述的降温温度为30℃以下；步骤(2)中所述的降温温度为30℃以下。
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