CN104371627A - 一种低温抗结晶型结构胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低温抗结晶型结构胶及其制备方法。结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而构成；A组分由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、缩水甘油醚稀释剂、增韧剂、偶联剂、气相二氧化硅触变剂和填料组成；B组分由脂环胺固化剂、促进剂、气相二氧化硅触变剂和填料组成。本发明的低温抗结晶型结构胶是将双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂复配使用，同时采用多官能团的稀释剂，这样不仅可起到很好的稀释作用，也可以降低双酚F型环氧树脂的用量，以防环氧树脂出现结晶，同时降低粘度和减少收缩，因此能降低生产成本，且制备方法简单易行，同时在生产过程中不会产生挥发性物质，是一种绿色环保的建筑材料，且对生产和使用人员健康没有危害。

Description

一种低温抗结晶型结构胶及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料及其制备技术领域，特别是涉及一种低温抗结晶型结构胶及其制备方法。

背景技术

结构胶是指强度高(压缩强度>65MPa,钢-钢正拉粘接强度>30MPa，抗剪强度>18MPa)，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂，常用于混凝土构件的外部粘钢补强，建筑物、桥梁等各部位的加固补强。环氧树脂结构胶是结构胶中的一种。由于环氧树脂结构胶具有高粘结强度、低收缩率、低蠕变性、耐化学药品性及电器绝缘等优良性能，因此在许多工业领域中起到越来越重要的作用，所以目前已广泛应用于电子、电器、航空、航天、化工腐蚀、机械、汽车、建筑等领域。目前常用的环氧树脂结构胶通常由A、B两个组分组成，其中A组分中含有环氧树脂，使用时将两组分混合在一起。但在建筑构件加固过程中，当环境温度降低时，这种结构胶的施工性能会逐渐变差，特别当环境温度低于5℃时，结构胶中A组分中的环氧树脂会出现结晶硬化问题，因此施工应用受到很大的限制，在这种情况下就需要将A组分进行加热，这样无疑会使施工周期和工程成本明显增加。由此可见，低温抗结晶型结构胶的开发应用具有广阔的空间。

另外，环氧树脂出现结晶的主要原因有环氧树脂的纯度较高、相对分子质量分布狭窄、环境温度较低等，为了解决这一问题，先前研究者主要从降低环氧树脂的纯度入手，如加入环氧氯丙烷，但是由于环氧氯丙烷的气味大、腐蚀性强、毒性也大，因此会对施工人员的健康带来不良影响。因此如何降低环氧树脂的相对分子质量分布，以解决环氧树脂的结晶问题已成为很多学者的研究方向，具有很好的工业和市场前景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种低温抗结晶型结构胶及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供的低温抗结晶型结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而构成；其中：

所述的A组分由以重量份计的下列原料组成：

所述的B组分由以重量份计的下列原料组成：

所述的双酚A型环氧树脂的环氧值为0.48～0.54，双酚F型环氧树脂的环氧值在160～180。双酚F型环氧树脂的粘度非常低，不仅可以降低体系的粘度，也可以提高树脂体系的相对分子质量分布。另外，双酚F型环氧树脂的固化反应活性几乎可以与双酚A型环氧树脂媲美。

所述的缩水甘油醚稀释剂选自双官能团的二缩水甘油醚、双官能团的聚乙二醇二缩水甘油醚、双官能团的聚丙二醇二缩水甘油醚、多官能团的三甲醇基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种。稀释剂的加入可以降低环氧树脂体系的粘度和改进工艺性能。

所述的增韧剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、聚硫橡胶、核壳结构增韧剂和海岛结构增韧剂中的至少一种。增韧剂的用量及种类对固化物的性能影响至关重要，其可以改善环氧树脂固化物的脆性。

所述的填料选自石英粉、石英砂、碳酸钙、硅微粉和滑石粉中的至少一种。填料的添加不仅可以相对地减少环氧树脂的用量，降低生产成本，还可以改善结构胶的很多物理性能，如降低固化物的收缩性、提高硬度、提高机械强度等。

所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-环氧丙基醚丙基三乙氧基硅烷(KH-560)、γ-丙基三甲基硅烷(KH-570)和乙烯基三叔丁基过氧化硅烷(KH-590)中的至少一种。偶联剂主要是用来提高胶接接头的强度，对结构胶的老化、耐水、耐介质等综合性能有较大的改善。

所述的脂环胺固化剂选自孟烷二胺、异佛尔酮二胺、QS-J002R和QS-J004R中的至少一种。

所述的触变剂选自气相二氧化硅、膨润土中的至少一种。

所述的促进剂选自2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)、间苯二酚、三氟化硼单乙胺和三乙醇胺中的至少一种。在结构胶中加入促进剂能加快固化反应过程，可以降低固化反应温度。

本发明提供的低温抗结晶型结构胶的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)制备A组分：首先按照上述比例称取A组分中各原料，然后将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、缩水甘油醚稀释剂、增韧剂及偶联剂加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入触变剂，最后加入填料直至搅拌均匀，包装；

2)制备B组分：按照上述比例称取B组分中各原料，然后将脂环胺固化剂及促进剂加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入触变剂，最后加入填料直至搅拌均匀，包装；

3)使用前将上述A组分与B组分按照重量比2:1混合均匀即可制成所述的低温抗结晶型结构胶。

本发明提供的低温抗结晶型结构胶是将双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂复配使用，同时采用多官能团的稀释剂，这样不仅可以起到很好的稀释作用，也可以降低双酚F型环氧树脂的用量，以防环氧树脂出现结晶，同时降低粘度和减少收缩，因此能够降低生产成本，且制备方法简单易行，同时在生产过程中不会产生挥发性物质，是一种绿色环保的建筑材料，而且对生产和使用人员的健康没有危害。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明提供的低温抗结晶型结构胶及其制备方法进行详细说明。

实施例1：

本实施例提供的低温抗结晶型结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而构成；其中：

所述的A组分由以重量计的下列原料组成：

所述的B组分由以重量计的下列原料组成：

制备方法：

1)制备A组分：首先按照上述重量称取A组分中各原料，然后将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二丁酯及γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入气相二氧化硅，最后加入石英粉直至搅拌均匀，包装；

2)制备B组分：按照上述比例称取B组分中各原料，然后将孟烷二胺及2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入气相二氧化硅，最后加入石英粉直至搅拌均匀，包装；

3)使用前将上述A组分与B组分按照重量比2:1混合均匀即可制成所述的低温抗结晶型结构胶。

实施例2：

本实施例提供的低温抗结晶型结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而构成；其中：

所述的A组分由以重量计的下列原料组成：

制备方法：

1)制备A组分：首先按照上述重量称取A组分中各原料，然后将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚乙二醇二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二辛酯及γ-环氧丙基醚丙基三乙氧基硅烷加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入气相二氧化硅，最后加入石英砂直至搅拌均匀，包装；

2)制备B组分：按照上述比例称取B组分中各原料，然后将QS-J002R及间苯二酚加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入膨润土，最后加入石英砂直至搅拌均匀，包装；

3)使用前将上述A组分与B组分按照重量比2:1混合均匀即可制成所述的低温抗结晶型结构胶。

实施例3：

本实施例提供的低温抗结晶型结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而构成；其中：

所述的A组分由以重量计的下列原料组成：

所述的B组分由以重量计的下列原料组成：

制备方法：

1)制备A组分：首先按照上述重量称取A组分中各原料，然后将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚硫橡胶及γ-丙基三甲基硅烷加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入气相二氧化硅，最后加入硅微粉直至搅拌均匀，包装；

2)制备B组分：按照上述比例称取B组分中各原料，然后将QS-J004R及三氟化硼单乙胺加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入膨润土，最后加入硅微粉直至搅拌均匀，包装；

3)使用前将上述A组分与B组分按照重量比2:1混合均匀即可制成所述的低温抗结晶型结构胶。

实施例4：

本实施例提供的低温抗结晶型结构胶由A组分和B组分以2:1的重量比混合而构成；其中：

所述的A组分由以重量计的下列原料组成：

所述的B组分由以重量计的下列原料组成：

制备方法：

1)制备A组分：首先按照上述重量称取A组分中各原料，然后将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚、核壳结构增韧剂及乙烯基三叔丁基过氧化硅烷加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入气相二氧化硅，最后加入滑石粉直至搅拌均匀，包装；

2)制备B组分：按照上述比例称取B组分中各原料，然后将异佛尔酮二胺及三乙醇胺加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入膨润土，最后加入滑石粉直至搅拌均匀，包装；

3)使用前将上述A组分与B组分按照重量比2:1混合均匀即可制成所述的低温抗结晶型结构胶。

本发明人经试验证明，上述实施例1～4制备的低温抗结晶型结构胶具有高粘结强度、可操作时间长，在-5℃条件下不会发生结晶现象且放置时间较长，而采用双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂混合，采用单官能团的稀释剂所得的抗结晶结构胶，要想达到实施例1～4制备的结构胶的低温抗结晶性，需要提高F型环氧树脂的用量(A型环氧树脂与F型环氧树脂的比例至少是2:1)，这样会增加生产成本。

Claims (10)

1.一种低温抗结晶型结构胶，其特征在于：其由A组分和B组分以2:1的重量比混合而构成；其中：

所述的A组分由以重量份计的下列原料组成：

所述的B组分由以重量份计的下列原料组成：

2.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的双酚A型环氧树脂的环氧值为0.48～0.54；双酚F型环氧树脂的环氧值在160～180。

3.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的缩水甘油醚稀释剂选自双官能团的二缩水甘油醚、双官能团的聚乙二醇二缩水甘油醚、双官能团的聚丙二醇二缩水甘油醚、多官能团的三甲醇基丙烷三缩水甘油醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的增韧剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、聚硫橡胶、核壳结构增韧剂和海岛结构增韧剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的填料选自石英粉、石英砂、碳酸钙、硅微粉和滑石粉中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙基醚丙基三乙氧基硅烷、γ-丙基三甲基硅烷和乙烯基三叔丁基过氧化硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的触变剂选自气相二氧化硅、膨润土中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的脂环胺固化剂选自孟烷二胺、异佛尔酮二胺、QS-J002R和QS-J004R中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶，其特征在于：所述的促进剂选自2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、间苯二酚、三氟化硼单乙胺和三乙醇胺中的至少一种。

10.一种如权利要求1所述的低温抗结晶型结构胶的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)制备A组分：首先按照上述比例称取A组分中各原料，然后将双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、缩水甘油醚稀释剂、增韧剂及偶联剂加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入触变剂，最后加入填料直至搅拌均匀，包装；

2)制备B组分：按照上述比例称取B组分中各原料，然后将脂环胺固化剂及促进剂加入到搅拌机内并搅拌均匀，再加入触变剂，最后加入填料直至搅拌均匀，包装；

3)使用前将上述A组分与B组分按照重量比2:1混合均匀即可制成所述的低温抗结晶型结构胶。