CN104987849A - 用于高温环境的环氧树脂ab胶及其制作和使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于高温环境的环氧树脂AB胶及其制作和使用方法，包括AB两个组分，A组分是以双酚环氧树脂为主体，并在组分中加有海因环氧树脂；B组分是以低分子聚酰胺为主体，并在组分中加有4,4'-二氨基二苯砜；使用时将AB两个组分混合固化，通过海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜的共同作用提高环氧树脂AB胶的热稳定性和耐老化性能。

Description

用于高温环境的环氧树脂AB胶及其制作和使用方法

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂胶及其制作和使用方法，尤其是一种用于温度在180℃以上环境下的高强度环氧树脂AB胶及其制作和使用方法，此产品主要用于金属与金属、陶瓷与金属、陶瓷与陶瓷等耐高温部件的胶接，也可用于不同种的金属和其他塑料的冷焊工艺，尤其是应用于无刷电机等耐高温部件的胶接。

背景技术

环氧树脂胶(epoxy resin adhesive)一般是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂，环氧树脂胶又分为软胶和硬胶。大多的环氧树脂胶为硬胶，硬度高，但脆性大。本发明的环氧树脂AB胶是环氧树脂胶中的一种，是一种主要由环氧树脂和胺类固化剂为基的的双组分耐高温胶粘剂，主要适用于耐高温金属、陶瓷等的胶接、永久密封或冷焊粘接。其使用温度为-50～+180℃，短时可达+250℃。但现有的环氧树脂AB胶通常在高温热稳定性和耐老化性能等方面存在不足，尤其是在高温情况下容易出现强度下降，在经过热胀冷缩多次后容易出现脆裂现象，使得环氧树脂胶的粘结性能在高温环境下就没那么好，抗压和抗震功能不足，比较容易碎，因此很有必要进一步加以改进。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN200610151171，名称为“耐高温环氧树脂胶粘剂及其制备方法” 的发明专利，该专利公开了一种耐高温环氧树脂胶粘剂及其制备方法，它是由甲、乙双组分组成，甲组分包括芴基环氧树脂、E－51环氧树脂和E－44环氧树脂，乙组分包括酸酐固化剂，各组分的质量比为：芴基环氧树脂100份、E－51环氧树脂0～50份、E－44环氧树脂0～50份、酸酐固化剂30～80份。本发明由双酚芴与环氧氯丙烷经缩聚反应制成芴基环氧树脂，将树脂与固化剂加热共混，制成环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂在150～200℃下固化后，其高温(200℃)剪切强度达到8MPa以上。

2、专利号为CN201310182540，名称为“一种高粘接力耐高温环氧树脂胶粘剂及其使用方法” 发明专利，该专利公开了一种高粘接力耐高温环氧树脂胶粘剂及其使用方法，其包括主剂和固化剂两个组分，主剂为：双酚A和双酚F混合型环氧树脂、环氧稀释剂、环氧增韧剂、双氰胺类固化剂、无机填料；固化剂为：双酚A和双酚F混合型环氧树脂、叔胺类促进剂。

3、专利号为CN201310674518， 名称为“一种耐高温环氧树脂胶粘剂制备方法”的发明专利，该专利公开了一种耐高温环氧树脂胶粘剂制备方法，包括以下步骤：将环氧树脂在85-95℃下预热20-30min，加入N,N-4，4’-二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂，搅拌降温至48-55℃,加入4,4’-二氨基二苯甲烷,搅拌1.5-2h,加入固化促进剂固化，加入调节剂。

上述这些专利虽然都涉及到耐高温环氧树脂胶，也提出了一些关于环氧树脂AB胶的改进，但通过仔细分析可以看出，这些专利都没有提出如何改进环氧树脂AB胶在高温环境下的热稳定性的问题，仍存在高温环境下环氧树脂AB胶的强度下降，容易出现老化，变脆等问题，所以仍有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有环氧树脂AB胶在高温环境下所存在的不足，提出一种新的专用于温度在180℃以上环境下的高强度环氧树脂AB胶及其制作方法，该种环氧树脂AB胶及其制作方法可以大大提高环氧树脂AB胶在高温环境下的热稳定性和耐老化性。而且可实现常温或高温固化，高温使用，打破了原来高温环氧树脂胶需要高温固化的难题。

为了达到这一目的，本发明提供了一种用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，包括AB两个组分，其特征是：

A组分是以双酚环氧树脂为主体，并在组分中加有海因环氧树脂；

B组分是以低分子聚酰胺为主体，并在组分中加有4,4'-二氨基二苯砜；

使用时将AB两个组分混合固化，通过海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜的作用提高环氧树脂AB胶的热稳定性和耐老化性能。

进一步地，所述的双酚环氧树脂包括双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂，环氧树脂AB胶是由双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂组合形成A组分主体成分的。

进一步地，所述的双酚A环氧树脂包括E20环氧树脂、E42环氧树脂、E44环氧树脂或E51环氧树脂；所述的双酚F环氧树脂包括F51环氧树脂、F44环氧树脂或F48环氧树脂。

进一步地，所述的低分子聚酰胺包括650低分子聚酰胺或651低分子聚酰胺。

进一步地，所述的AB两个组分的具体组分及重量份数配比如下：

1）A组分

双酚A环氧树脂    50-100份

双酚F环氧树脂    20-60份

海因环氧树脂      2-30份

脂肪族环氧树脂    5-25份

环氧增韧剂        5-30份

无机填料         20-70份

2）B组分

 低分子聚酰胺         10-90份

4,4'-二氨基二苯砜     2-20份

2-乙基4-甲基咪唑     5-30份

 间苯二胺              0-60份

无机填料              10-70份。

进一步地，所述的环氧增韧剂为聚氨酯改性环氧树脂、液体羧基丁腈橡胶或液体丁腈40橡胶。

进一步地，所述的无机填料为硅微粉、碳酸钙、气相法白炭黑中的一种或两种以上的混合物。

一种上述用于高温环境条件的环氧树脂AB胶的制作方法，包括A组分的制备和B组分的制备，其特征在于，

1）    A组分的制备如下：

将双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、海因环氧树脂及脂肪族环氧树脂分别加入三口烧杯中，加热至115-125℃，并不停搅拌使其受热均匀，再加入环氧增韧剂，使其在烧杯中完全溶解成均匀一致的液体后停止加热，冷却至室温再加入无机填料混合均匀后即得到A组分；

2）    B组分的制备如下：

先将2-乙基4-甲基咪唑、4,4'-二氨基二苯砜和间苯二胺；加入烧杯中，在115-125℃下加热融化，待混合物完全液化后即可停止加热。冷却后的液体，和低分子聚酰胺混合，再加入无机填料则可得到B组分。

一种上述用于高温环境条件的环氧树脂AB胶的使用方法，将A组分与B组分混合后，涂布在需粘接部件的粘接面上，将粘接部件粘接在一起，其特征在于， A组分与B组分重量份数配比按照100:30-80选取，并按照下述步骤操作实施：

1）表面处理：材料的表面处理按产品设计或工艺规定的要求进行。胶接表面应洁净、干燥、无油：

2）配胶：按比例进行配制，将胶置于洁净、干燥、无油的容器中，混合均匀至颜色一致；

3）涂布：用胶刀或刮板均匀涂布在两胶接面上，其涂布量以组合后的胶接结合面刚好挤出一条胶线为宜；

4）组合：涂胶后尽快叠合，施加0.01—0.05MPa的接触压力，并按图纸要求组合到位；

5）固化：在0.01—0.05MPa的接触压力下，选择145-155摄氏度保温2小时，并随炉降温后即可完全固化；也可采用室温固化工艺固化，如再25℃下固化7d也能完全固化。

6）加工或试验：涂胶部件在完全固化后，方可转入下道工序加工或进行性能试验。

一种上述用于高温环境条件的环氧树脂AB胶的使用方法，将A组分与B组分混合后，涂布在需粘接部件的粘接面上，将粘接部件粘接在一起，其特征在于， A组分与B组分重量份数配比按照100:30-80选取，并按照下述步骤操作实施：

1）表面处理：材料的表面处理按产品设计或工艺规定的要求进行。胶接表面应洁净、干燥、无油：

2）配胶：按比例进行配制，将胶置于洁净、干燥、无油的容器中，混合均匀至颜色一致；

3）涂布：用胶刀或刮板均匀涂布在两胶接面上，其涂布量以组合后的胶接结合面刚好挤出一条胶线为宜；

4）组合：涂胶后尽快叠合，施加0.01—0.05MPa的接触压力，并按图纸要求组合到位；

5）固化：在0.01—0.05MPa的接触压力下，采用室温固化工艺固化，如再25-30℃下固化7d也能完全固化。

6）加工或试验：涂胶部件在完全固化后，方可转入下道工序加工或进行性能试验。

本发明的优点在于：

本发明以在两种双酚环氧树脂混合为主体材料的基础上，分别在AB两个组分中加入了海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜，并通过带压高温固化手段，使得固化后的粘结性能得到很大的提高，尤其是海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜的共同作用使得环氧树脂AB胶的热稳定性和耐老化性能得到明显的改善；其中，高温耐老化性能较现有的环氧树脂AB胶在180度温度情况下要提高3倍，短时间的耐高温性能可以达到250-260摄氏度，在高温180度使用环境下的强度要比现有的环氧树脂AB胶提高30-40%。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

一种用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，包括AB两个组分，AB两个组分按照下列组分及其重量份数进行配比：

1）A组分为：

E44环氧树脂60份

F51环氧树脂25份

MHR-070海因环氧树脂10份

JEW-0113脂肪族环氧树脂10份

聚氨酯改性环氧树脂10份

硅微粉25份；

2）B组分为：

650低分子聚酰胺50份

4,4'-二氨基二苯砜  2份

2-乙基4-甲基咪唑   5份

间苯二胺20份

硅微粉20份

气相法白炭黑3份。

制备时，将AB两种组分分别制作，独立包装，其中：

1）    A组分的制备如下：

将双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、海因环氧树脂及脂肪族环氧树脂分别加入三口烧杯中，加热至115-125℃，并不停搅拌使其受热均匀，再加入环氧增韧剂，使其在烧杯中完全溶解成均匀一致的液体后停止加热，冷却至室温再加入无机填料混合均匀后即得到A组分；

2）    B组分的制备如下：

先将2-乙基4-甲基咪唑、4,4'-二氨基二苯砜和间苯二胺；加入烧杯中，在115-125℃下加热融化，待混合物完全液化后即可停止加热。冷却后的液体，和低分子聚酰胺混合，再加入无机填料则可得到B组分。

在AB两种组分制作好以后，分别独立包装起来，使用时将A组分与B组分按照重量份数配比为100:30-80选取，并按照下述步骤操作实施：

1）表面处理：材料的表面处理按产品设计或工艺规定的要求进行。胶接表面应洁净、干燥、无油：

2）配胶：按比例进行配制，将胶置于洁净、干燥、无油的容器中，混合均匀至颜色一致；

3）涂布：用胶刀或刮板均匀涂布在两胶接面上，其涂布量以组合后的胶接结合面刚好挤出一条胶线为宜；

4）组合：涂胶后尽快叠合，施加0.01—0.05MPa的接触压力，并按图纸要求组合到位；

5）固化：在0.01—0.05MPa的接触压力下，选择145-155摄氏度保温2小时，并随炉降温后即可完全固化；

6）加工或试验：涂胶部件在完全固化后，方可转入下道工序加工或进行性能试验。

实施例二

一种用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，包括AB两个组分，AB两个组分按照下列组分及其重量份数进行配比：

1）A组分为：

E44环氧树脂80份

F51环氧树脂55份

MHR-070海英环氧树脂20份

JEW-0113脂肪族环氧树脂20份

液体羧基丁腈橡胶10份

碳酸钙25份；

2）B组分为：

650低分子聚酰胺50份

4-4二氨基二苯甲砜2份

2-乙基4-甲基咪唑5份

间苯二胺20份

碳酸钙23份。

实施二的制备和使用方法与实施例一相同。

实施例三

一种用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，包括AB两个组分，AB两个组分按照下列组分及其重量份数进行配比：

1）A组分为：

E51环氧树脂50份

F51环氧树脂30份

MHR-070海英环氧树脂15份

JEW-0112脂肪族环氧树脂5份

丁腈40橡胶12份

硅微粉28份；

2）B组分为：

651低分子聚酰胺30份

4-4二氨基二苯砜3份

2-乙基4-甲基咪唑5份

间苯二胺25份

硅微粉20份

气相法白炭黑2份。

实施三的制备和使用方法与实施例一基本相同，只是固化的方式有所不同，固化方式为：在0.01—0.05MPa的接触压力下，采取室温固化工艺固化，如再25-30℃下固化7d也能完全固化。

上述所列实施例，只是为了对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

通过上述实施例，可以看出本发明是一种用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，包括AB两个组分，其特征是：

A组分是以双酚环氧树脂为主体，并在组分中加有海因环氧树脂；

B组分是以低分子聚酰胺为主体，并在组分中加有4,4'-二氨基二苯砜；

使用时将AB两个组分混合固化，通过海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜的作用提高环氧树脂AB胶的热稳定性和耐老化性能。

进一步地，所述的双酚环氧树脂包括双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂，环氧树脂AB胶是由双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂组合形成A组分主体成分的。

进一步地，所述的双酚A环氧树脂包括E20环氧树脂、E42环氧树脂、E44环氧树脂或E51环氧树脂；所述的双酚F环氧树脂包括F51环氧树脂、F44环氧树脂或F48环氧树脂。

进一步地，所述的低分子聚酰胺包括650低分子聚酰胺或651低分子聚酰胺。

进一步地，所述的AB两个组分的具体组分及重量份数配比如下：

1）A组分

双酚A环氧树脂    50-100份

双酚F环氧树脂    20-60份

海因环氧树脂      2-30份

脂肪族环氧树脂    5-25份

环氧增韧剂        5-30份

无机填料         20-70份

2）B组分

 低分子聚酰胺         10-90份

4,4'-二氨基二苯砜     2-20份

2-乙基4-甲基咪唑     5-30份

 间苯二胺              0-60份

无机填料              10-70份。

进一步地，所述的环氧增韧剂为聚氨酯改性环氧树脂、液体羧基丁腈橡胶或液体丁腈40橡胶。

进一步地，所述的无机填料为硅微粉、碳酸钙、气相法白炭黑中的一种或两种以上的混合物。

本发明的优点在于：

本发明以在两种双酚环氧树脂混合为主体材料的基础上，分别在AB两个组分中加入了海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜，并通过带压高温固化手段或者常温固化的办法，使得固化后的粘结性能得到很大的提高，尤其是海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜的共同作用使得环氧树脂AB胶的热稳定性和耐老化性能得到明显的改善；其中，高温耐老化性能较现有的环氧树脂AB胶在180度温度情况下要提高3倍，耐高温性能可以达到250-260摄氏度，在高温180度使用环境下的强度要比现有的环氧树脂AB胶提高30-40%。

三个实施例在相同固化温度150℃/2h下，随炉冷却到室温检测。剪切强度如下表1所示：

表1  剪切强度列表

Claims (10)

1.一种用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，包括AB两个组分，其特征是：

A组分是以双酚环氧树脂为主体，并在组分中加有海因环氧树脂；

B组分是以低分子聚酰胺为主体，并在组分中加有4,4'-二氨基二苯砜；

使用时将AB两个组分混合固化，通过海因环氧树脂和4,4'-二氨基二苯砜的作用提高环氧树脂AB胶的热稳定性和耐老化性能。

2.如权利要求1所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，其特征是：所述的双酚环氧树脂包括双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂，环氧树脂AB胶是由双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂组合形成A组分主体成分的。

3.如权利要求2所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，其特征是：所述的双酚A环氧树脂包括E20环氧树脂、E42环氧树脂、E44环氧树脂或E51环氧树脂；所述的双酚F环氧树脂包括F51环氧树脂、F44环氧树脂或F48环氧树脂。

4.如权利要求1所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，其特征是：所述的低分子聚酰胺包括650低分子聚酰胺或651低分子聚酰胺。

5.如权利要求1所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，其特征是：所述的AB两个组分的具体组分及重量份数配比如下：

1）A组分

双酚A环氧树脂    50-100份

双酚F环氧树脂    20-60份

海英环氧树脂      2-30份

脂肪族环氧树脂    5-25份

环氧增韧剂        5-30份

无机填料         20-70份

2）B组分

 低分子聚酰胺         10-90份

4,4'-二氨基二苯砜     2-20份

2-乙基4-甲基咪唑     5-30份

 间苯二胺              0-60份

无机填料              10-70份。

6.如权利要求5所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，其特征是：所述的环氧增韧剂为聚氨酯改性环氧树脂、液体羧基丁腈橡胶或液体丁腈40橡胶。

7.如权利要求5所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶，其特征是：所述的无机填料为硅微粉、碳酸钙、气相法白炭黑中的一种或两种以上的混合物。

8.一种权利要求1所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶的制作方法，包括A组分的制备和B组分的制备，其特征在于，

A组分的制备如下：

将双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、海因环氧树脂及脂肪族环氧树脂分别加入三口烧杯中，加热至115-125℃，并不停搅拌使其受热均匀，再加入环氧增韧剂，使其在烧杯中完全溶解成均匀一致的液体后停止加热，冷却至室温再加入无机填料混合均匀后即得到A组分；

B组分的制备如下：

先将2-乙基4-甲基咪唑、4,4'-二氨基二苯砜和间苯二胺；加入烧杯中，在115-125℃下加热融化，待混合物完全液化后即可停止加热；冷却后的液体，和低分子聚酰胺混合，再加入无机填料则可得到B组分。

9.一种权利要求1所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶的使用方法，将A组分与B组分混合后，涂布在需粘接部件的粘接面上，将粘接部件粘接在一起，其特征在于， A组分与B组分重量份数配比按照100:30-80选取，并按照下述步骤操作实施：

1）表面处理：材料的表面处理按产品设计或工艺规定的要求进行，胶接表面应洁净、干燥、无油；

2）配胶：按比例进行配制，将胶置于洁净、干燥、无油的容器中，混合均匀至颜色一致；

3）涂布：用胶刀或刮板均匀涂布在两胶接面上，其涂布量以组合后的胶接结合面刚好挤出一条胶线为宜；

4）组合：涂胶后尽快叠合，施加0.01—0.05MPa的接触压力，并按图纸要求组合到位；

5）固化：在0.01—0.05MPa的接触压力下，选择145-155摄氏度保温2小时，并随炉降温后即可完全固化；

6）加工或试验：涂胶部件在完全固化后，方可转入下道工序加工或进行耐压性能试验。

10.一种权利要求1所述的用于高温环境条件的环氧树脂AB胶的的使用方法，将A组分与B组分混合后，涂布在需粘接部件的粘接面上，将粘接部件粘接在一起，其特征在于， A组分与B组分重量份数配比按照100:30-80选取，并按照下述步骤操作实施：

1）表面处理：材料的表面处理按产品设计或工艺规定的要求进行，胶接表面应洁净、干燥、无油；

2）配胶：按比例进行配制，将胶置于洁净、干燥、无油的容器中，混合均匀至颜色一致；

3）涂布：用胶刀或刮板均匀涂布在两胶接面上，其涂布量以组合后的胶接结合面刚好挤出一条胶线为宜；

4）组合：涂胶后尽快叠合，施加0.01—0.05MPa的接触压力，并按图纸要求组合到位；

5）固化：在0.01—0.05MPa的接触压力下，采用室温固化工艺固化，如在25-30℃下固化7d也能完全固化；

6）加工或试验：涂胶部件在完全固化后，方可转入下道工序加工或进行性能试验。