CN104497941A - 双组分增韧抗冲环氧结构胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双组分增韧抗冲环氧结构胶及其制备方法，该双组分增韧抗冲环氧结构胶配方，包括A组份和B组份；所述A组份按重量份含量：环氧树脂：10～30份，改性聚硫橡胶：10～50份，活性稀释剂：0～30份；所述B组份按重量份含量：固化剂：20～50份，促进剂：1～3份；A组份和B组份按100∶20～80重量比例混合后制成双组分增韧抗冲环氧结构胶。本方法的优点是，气味小，施工方便，适用期长，放热平缓，制成的环氧材料柔韧性好，粘接强度大，阻尼性能好，可广泛应用于电子、机械、船舶、汽车、建筑等领域。

Description

双组分增韧抗冲环氧结构胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高环氧结构胶及其制备方法，特别是一种双组分增韧抗冲环氧结构胶及其制备方法。

背景技术

由于环氧树脂固化物强度高、价格低廉、工艺简单、综合性能优异等特点，环氧树脂已广泛用于各工业领域中，但同时环氧树脂也存在柔韧性差、抗冲性能低的问题，这在一定程度上限制了环氧树脂的应用。

液态聚硫橡胶分子两端的硫醇基可与环氧基团发生加成反应，在环氧树脂上接枝能够增加柔韧性的基团，从而增加了固化物的柔性结构，可得到室温可固化的韧性环氧材料，实现对环氧树脂的增韧改性。目前，已经不少研究和成果将液态聚硫橡胶用于环氧树脂体系中，以进一步提高环氧材料的韧性。中国专利 聚硫橡胶改性环氧树脂防腐防污水涂料(CN 1185315C)公开了一种防腐防水涂料领域中的聚硫橡胶改性环氧树脂防腐防污水涂料,用聚硫橡胶改性环氧树脂为主要成膜物,二甲苯、丁醇按比例混合作为溶剂,加入颜填料、杀菌剂、涂料助剂等作为甲组份,催化固化剂为乙组份,达到耐复杂介质腐蚀及防水的目的。该材料的优点是耐油性、低透性、不吸附污泥藻类、有弹性、耐老化、耐霉菌、耐水、抗渗抗漏等性能良好；中国专利一种改性环氧树脂胶粘剂及其应用(CN101157835B)也公开了一种能够性能优良的环氧胶粘剂,包括环氧树脂、聚硫橡胶、白炭黑、偶联剂、胺类固化剂。与普通环氧树脂相比，该发明采用聚硫橡胶对环氧树脂进行改性，是一种反应性液态聚合增韧的方法，当聚硫橡胶与环氧树脂混合后，聚硫胶中的硫醇基与环氧基发生反应，通过化学键接到固化的环氧树脂结构中，赋予环氧树脂良好的柔韧性。但所有的这些方法的不足之处在于,液态聚硫橡胶在使用时，未固化的液态聚硫橡胶有很严重的臭味,存在严重的环境问题，给产品的使用和推广带来了很大的麻烦。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术存在的缺陷，提供的一种双组分增韧抗冲环氧结构胶。

本发明的目的之二在于提供该双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双组分增韧抗冲环氧结构胶，该环氧结构胶为A、B双组分胶，其特征在于所述的A组分的组成和重量百分含量为：

环氧树脂             10～30%

改性聚硫橡胶         10～50%

活性稀释剂           0～20%

以上各组分的重量百分含量之和为100%；

所述的B组份的组成及重量百分含量为：

固化剂            10～50%

促进剂            1～3%

以上各组分的重量百分含量之和为100%。

上述的改性聚硫橡胶为聚硫橡胶分子末端的巯基与双环氧基环氧树脂中的环氧基反应后得到的改性聚硫橡胶，其中双环氧基环氧树脂与聚硫橡胶的重量比为100：45～65。

上述的聚硫橡胶是粘均分子量为1000～4000的液态聚硫橡胶。

上述的液态聚硫橡胶为JLY-121(LP-3)和JLY-124(LP-2)中的至少一种。

上述的双环氧基环氧树脂是带两个环氧基的活性稀释剂。

上述的环氧树脂为分子结构中带有三个或三个以上的环氧基团的液态环氧树脂。

上述的液态环氧树脂为E-51、E-44、YD-113、YD-114、YD-115、YD-127和YD128中的至少一种。

上述的活性稀释剂的分子结构中含有一个或多个脂肪族或脂环族的环氧基。

上述的活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、脂环族环己二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

上述的固化剂为含咪唑啉的酰氨基胺。

上述的固化剂为：固化剂5506 。

上述的促进剂为环氧树脂通用的路易氏碱催化剂。

一种制备上述的双组分增韧抗冲环氧结构胶的方法,其特征在于该方法的具体步骤为：

a. 改性聚硫橡胶的制备：在双环氧基环氧树脂中加入液态聚硫橡胶，搅拌反应10～20分钟，室温放置40～60小时后即得到改性聚硫橡胶；

b. 在环氧树脂中，搅拌下，加入改性聚硫橡胶和活性稀释剂，搅拌均匀后即得到A组份；

c. 将固化剂在搅拌下加入促进剂，再搅拌10～20分钟后得到B组份。

在使用时，将以上A、B 两组份的原料按重量比100：20～80混合均匀即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

橡胶能有效改善环氧树脂材料的抗冲性能,目前用于环氧树脂增韧的反应性橡胶主要有聚硫橡胶、端羧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶、端羟基聚丁二烯、聚醚橡胶或聚氨酯橡胶等。液体聚硫橡胶通过其分子末端的巯基与环氧基反应，成为环氧固化物分子结构中的柔性链段，同时环氧树脂保持其原有优良性能，包括与基材有较高的弹性、剪切强度、剥离强度、耐化学介质和耐盐雾作用及耐湿热性等。聚硫橡胶和环氧树脂的相容性好，容易混合，廉价无毒，在低温速固化领域得到广泛应用,但液体聚硫橡胶也存在很多不足，例如分子量较高的品种，粘度很大，特别是冬天使用时，操作将非常困难。特别是液体聚硫橡胶在使用时，现场的气味很大，会造成严重的环境污染，极大地限制了液态聚硫橡胶在很多场合下的应用。

基于液体聚硫橡胶的这些不足，本发明在用于制备A组份前，首先用双环氧基环氧树脂与液态聚硫橡胶反应，封闭了其分子末端的巯基，得到的改性聚硫橡胶同市售的液态聚硫橡胶相比，极大地降低了原料的气味，这样制得的A组份气味很小，极大地改善该产品在客户使用时的工作环境。其次，在用双环氧基环氧树脂与液态聚硫橡胶反应时，加入的双环氧基环氧树脂除与液态聚硫橡胶反应外，还额外地增加了一些双环氧基环氧树脂。由于双环氧基环氧树脂的粘度很低，常被用来作为活性稀释剂使用，因而加入较多的双环氧基环氧树脂制得的改性聚硫橡胶，其粘度较其未改性前得到明显降低，因而改性聚硫橡胶在低温下也具有较好的加工性能。特别要说明的是，液态聚硫橡胶在环氧树脂低温速固化领域得到广泛应用，但仅仅是作为固化剂使用，使用量不可能很大，本发明用双环氧基环氧树脂制得的改性聚硫橡胶，其端基由巯基变成了环氧基，因而改变了材料的反应性能，使其具有环氧树脂的反应性能，这样可以根据需要加大液态聚硫橡胶的使用量，得到所需要的增韧抗冲环氧材料。

本发明与现有技术相比，具有主要优点：这种双组分增韧抗冲环氧结构胶在施工时，产品气味小，极大地改善了工作环境；产品初始粘度小，施工容易，适用期长；固化时放热平缓，不会出现局部过热现象，室温下48小时内完成固化；通过调节环氧树脂、改性聚硫橡胶和活性稀释剂的用量，使得环氧材料的柔韧性可调成为可能； 增韧抗冲环氧材料施工后，不但有较好的柔韧性性和阻尼性能，又能保持环氧树脂的特性，粘接性好，可广泛应用于电子、机械、船舶、汽车、建筑等领域。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的描述，但不能认为本发明仅限于本实施方式。

实施例一：一种双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

在80份JX021环氧树脂中加入30份JLY-124聚硫橡胶和10份JLY-121聚硫橡胶，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚硫橡胶；将20份6002环氧树脂、60份改性聚硫橡胶和10份5748活性稀释剂搅拌下混合均匀，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入2份促进剂，再搅拌15 分钟后得到B组份；将A、B 两组份的原料均匀混合即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

将A组份与B组份按重量比100：25混合制得双组分增韧抗冲环氧结构胶的初始粘度为8500cps，在室温下3～7天之内可以固化，适用期超过2小时。试样柔韧性好，样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能， tanσmax为1.0885，tanσ> 0.3的温度区间为-5℃到35℃。

实施例二：一种双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

在70份JX021环氧树脂中加入40份JLY-124聚硫橡胶，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚硫橡胶；将15份618环氧树脂、60改性聚硫橡胶搅拌下混合均匀，即可获得A组份；60份5506固化剂在搅拌下加入3份促进剂，再搅拌15 分钟后得到B组份；将A、B 两组份的原料均匀混合即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

将A组份与B组份按重量比100：25混合制得双组分增韧抗冲环氧结构胶的初始粘度为9000cps，在室温下3～7天之内可以固化，适用期超过2小时。试样柔韧性好，样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，tanσmax为1.2482，tanσ> 0.3的温度区间为-10℃到35℃。

实施例三：一种双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

在100份5749环氧树脂中加入50份JLY-124聚硫橡胶和10份JLY-121聚硫橡胶，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚硫橡胶；将20份618环氧树脂、60改性聚硫橡胶和10份5748活性稀释剂搅拌下混合均匀，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下2.5份促进剂，再搅拌15 分钟后得到B组份；将A、B 两组份的原料均匀混合即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

将A组份与B组份按重量比100：50混合制得双组分增韧抗冲环氧结构胶的初始粘度为8600cps，在室温下3～7天之内可以固化，适用期超过2小时。试样柔韧性好，样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，tanσmax为1.0566，tanσ> 0.3的温度区间为0℃到40℃。

实施例四：一种双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

在100份5749环氧树脂中加入40份JLY-124聚硫橡胶和15份JLY-121聚硫橡胶，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚硫橡胶；将25份618环氧树脂、70改性聚硫橡胶和10份502活性稀释剂搅拌下混合均匀，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入2.5份促进剂，再搅拌15 分钟后得到B组份；将A、B 两组份的原料均匀混合即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

将A组份与B组份按重量比100：25混合制得双组分增韧抗冲环氧结构胶的初始粘度为9600cps，在室温下3～7天之内可以固化，适用期超过2小时。试样柔韧性好，样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，tanσmax为1.1486，tanσ> 0.3的温度区间为-15℃到35℃。

实施例五：一种双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

在100份JX021环氧树脂中加入40份JLY-124聚硫橡胶和10份JLY-121聚硫橡胶，继续搅拌15分钟后，室温放置24小时后即得到改性聚硫橡胶；将20份6002环氧树脂、80改性聚硫橡胶搅拌下混合均匀，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入10份JLY-124聚硫橡胶和3份促进剂，再搅拌15 分钟后得到B组份；将A、B 两组份的原料均匀混合即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

将A组份与B组份按重量比100：65混合制得双组分增韧抗冲环氧结构胶的初始粘度为8600cps，在室温下3～7天之内可以固化，适用期超过2小时。试样柔韧性好，样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，tanσmax为1.1492，tanσ> 0.3的温度区间为-10℃到30℃。

实施例六：一种双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

在100份6350环氧树脂中加入30份JLY-124聚硫橡胶和20份JLY-121聚硫橡胶，继续搅拌15分钟后，室温放置24小时后即得到改性聚硫橡胶；将10份6002环氧树脂、50改性聚硫橡胶和5份5746活性稀释剂搅拌下混合均匀，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入2.5份促进剂，再搅拌15 分钟后得到B组份；将A、B 两组份的原料均匀混合即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

将A组份与B组份按重量比100：80混合制得双组分增韧抗冲环氧结构胶的初始粘度为8500cps，在室温下4～7天之内可以固化，适用期超过2小时。试样柔韧性好，样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，tanσmax为0.9493，tanσ> 0.3的温度区间为5℃到45℃。

实施例七：一种双组分增韧抗冲环氧结构胶的制备方法。

在80份JX021环氧树脂中加入35份JLY-124聚硫橡胶和10份JLY-121聚硫橡胶，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚硫橡胶；将15份6002环氧树脂、60改性聚硫橡胶和10份502活性稀释剂搅拌下混合均匀，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入3份促进剂，再搅拌15 分钟后得到B组份；将A、B 两组份的原料均匀混合即得到双组分增韧抗冲环氧结构胶。

将A组份与B组份按重量比100：25混合制得双组分增韧抗冲环氧结构胶的初始粘度为8800cps，在室温下3～7天之内可以固化，适用期超过2小时。试样柔韧性好，样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能， tanσmax为1.0482，tanσ> 0.3的温度区间为-20℃到35℃。

Claims (13)

1.一种双组分增韧抗冲环氧结构胶，该环氧结构胶为A、B双组分胶，其特征在于所述的A组分的组成和重量百分含量为：

环氧树脂             10～30%

改性聚硫橡胶         10～50%

活性稀释剂           0～20%

以上各组分的重量百分含量之和为100%；

所述的B组份的组成及重量百分含量为：

固化剂            10～50%

促进剂            1～3%

以上各组分的重量百分含量之和为100%。

2. 根据权利要求1所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的改性聚硫橡胶为聚硫橡胶分子末端的巯基与双环氧基环氧树脂中的环氧基反应后得到的改性聚硫橡胶，其中双环氧基环氧树脂与聚硫橡胶的重量比为100：45～65。

3. 根据权利要求2所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的聚硫橡胶是粘均分子量为1000～4000的液态聚硫橡胶。

4. 根据权利要求3所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的液态聚硫橡胶为JLY-121(LP-3)和JLY-124(LP-2)中的至少一种。

5. 根据权利要求2所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的双环氧基环氧树脂是带两个环氧基的活性稀释剂。

6. 根据权利要求1所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的环氧树脂为分子结构中带有三个或三个以上的环氧基团的液态环氧树脂。

7. 根据权利要求6所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的液态环氧树脂为E-51、E-44、YD-113、YD-114、YD-115、YD-127和YD128中的至少一种。

8. 根据权利要求1所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的活性稀释剂的分子结构中含有一个或多个脂肪族或脂环族的环氧基。

9. 根据权利要求8所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、脂环族环己二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

10. 根据权利要求1 所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的固化剂为含咪唑啉的酰氨基胺。

11. 根据权利要求9所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的固化剂为：固化剂5506 。

12. 根据权利要求1 所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶，其特征在于所述的促进剂为环氧树脂通用的路易氏碱催化剂。

13. 一种制备根据权利要求1—12中任一项所述的双组分增韧抗冲环氧结构胶的方法,其特征在于该方法的具体步骤为：

a. 改性聚硫橡胶的制备：在双环氧基环氧树脂中加入液态聚硫橡胶，搅拌反应10～20分钟，室温放置40～60小时后即得到改性聚硫橡胶； 

b. 在环氧树脂中，搅拌下，加入改性聚硫橡胶和活性稀释剂，搅拌均匀后即得到A组份；

c. 将固化剂在搅拌下加入促进剂，再搅拌10～20分钟后得到B组份。