CN106085325B - 叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂 - Google Patents
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Abstract
叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂,由100重量份双酚A型或双酚F型环氧树脂,8~60重量份的胺类固化剂和10~70重量份叔胺改性液体丁腈橡胶组成。固化条件:各组份混合均匀后室温固化4~7天或50℃固化1天。主要性能:拉伸强度20~40MPa,拉断伸长率5~30%,冲击强度20~150kJ/m2,高温玻璃化转变温度90~120℃。增韧环氧粘合剂显示良好的机械性能和韧性,利用叔胺基团催化、固化环氧官能团特点,提高环氧树脂的固化交联密度,不降低环氧粘合剂的高温玻璃化转变温度,增韧同时不降低其高温使用温度。
Description
技术领域
本发明是一种叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂,属于粘合剂技术领域。
背景技术
环氧粘合剂具有优良的机械强度、耐热性、耐介质性、电气性能、粘接性能和成型加工性能等特点,广泛应用于航空航天、船舶、电子、机械等领域。未增韧的环氧粘合剂脆性大,耐冲击性能差;增韧后环氧粘合剂的本体拉断伸长率和耐冲击等性能获得迅速提高,但也可能带来一些不利因素,如增韧导致环氧树脂固化交联密度降低,影响粘合剂高温使用性能等。液体丁腈橡胶是一类常见的环氧粘合剂增韧剂,包括液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)和液体端胺基丁腈橡胶(ATBN)等。
专利201110114884.x公开了一种两组份高剪切高剥离强度的环氧胶粘剂,采用CTBN和ATBN作为环氧胶的增韧剂,当增韧剂用量从3重量份增加至15重量份时,环氧胶粘剂剪切强度从23.2MPa提高至30.3MPa,剥离强度从1.92MPa提高至3.55MPa,但高温玻璃化转变温度从88.5℃下降至81.5℃;文献(European Polymer Journal,2002(38):251-264)报道了聚酰胺咪唑啉固化、1300X16型ATBN增韧的环氧粘合剂,当使用20重量份ATBN增韧时,环氧粘合剂的冲击强度从4.2kJ/m2提高至11.3kJ/m2,但高温玻璃化转变温度从75℃下降至68℃;文献(Journal of Adhesion Science and Technology,2016(30):642-652)报道了改性聚醚胺固化、各种ATBN(1300X16、1300X21或1300X35型)增韧的环氧粘合剂,当加入39重量份ATBN增韧剂时,环氧粘合剂的拉断伸长率和冲击强度分别从未增韧的3.8%和13.6kJ/m2提高至13%和42kJ/m2以上,但高温玻璃化转变温度从84℃下降至80℃。
发明内容
叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂,由100重量份双酚A型或双酚F型环氧树脂,8~60重量份的胺类固化剂和10~70重量份叔胺改性液体丁腈橡胶组成。固化条件:各组份混合均匀后室温固化4~7天或50℃固化1天。环氧粘合剂主要性能:拉伸强度20~40Mpa,拉断伸长率5~30%,冲击强度20~150kJ/m2,高温玻璃化转变温度90~120℃。
其中叔胺改性液体丁腈橡胶的制备:100重量份液体端羟基丁腈橡胶(羟值为0.25~1.0mmol/g,丙烯腈含量10~26%)中加入5~25重量份异佛尔酮二异氰酸酯和0.01~0.1重量份二月桂酸二丁基锡,室温搅拌均匀,氮气保护下60±5℃反应24~48小时(红外光谱法监测2270cm-1处的异氰酸酯基吸收峰峰面积下降一半),加入3~12重量份3-二甲基氨基-1-丙醇,再在室温反应24~48小时,制备得到叔胺改性液体丁腈橡胶。
本发明优点:环氧粘合剂采用叔胺改性液体丁腈橡胶作为增韧剂,利用丁腈橡胶主链与环氧树脂良好相容性,保证环氧粘合剂增韧效果;利用叔胺基团对环氧官能团的催化、固化双重作用,提高环氧树脂的固化交联密度。而市场上通用的羟基、羧基或伯胺(或肿胺)基丁腈橡胶在增韧环氧粘合剂时,会降低环氧树脂的交联密度,导致其高温玻璃化转变温度下降。因为环氧粘合剂具有较高的玻璃化转变温度,是其在较高温度下的使用前提。因此本发明的叔胺基丁腈橡胶增韧环氧粘合剂,显示良好的机械性能和韧性同时,其高温使用温度不降反升。
具体实施例
叔胺改性液体丁腈橡胶的制备:100g端羟基丁腈橡胶(羟值0.50mmol/g,丙烯腈含量10%),加入11.6g异佛尔酮二异氰酸酯,加入0.04g二月桂酸二丁基锡,混合均匀后氮气氛围条件下60℃反应36小时(红外光谱法监测2270cm-1处的异氰酸酯基吸收峰峰面积下降一半),加入5.4g 3-二甲基氨基-1-丙醇,混合均匀后在23℃反应24小时,得到叔胺改性液体丁腈橡胶。
实施例1
叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂的组成:100g双酚A环氧树脂,50g聚酰胺651固化剂,40g叔胺改性液体丁腈橡胶,混合均匀后固化,室温固化7天。环氧粘合剂主要性能:拉伸强度31.3MPa,拉断伸长率16.9%,冲击强度62.1kJ/m2,高温玻璃化转变温度93.7℃。
空白对比:100g双酚A环氧树脂和50g聚酰胺651制备的未增韧环氧粘合剂,其拉伸强度为53.7MPa,拉断伸长率3.3%,冲击强度12.2kJ/m2,高温玻璃化转变温度87.7℃。
实施例2
叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂的制备:100g双酚F环氧树脂,47.4g聚酰胺651固化剂,60g叔胺改性液体丁腈橡胶,混合均匀后固化,23℃反应5天。环氧粘合剂主要性能:拉伸强度20.7MPa,拉断伸长率19.2%,冲击强度84.3kJ/m2,高温玻璃化转变温度96.3℃。
空白对比:100g双酚F环氧树脂和47.4g聚酰胺651制备的未增韧粘合剂,其拉伸强度为54.7MPa,拉断伸长率3.0%,冲击强度11.5kJ/m2,高温玻璃化转变温度86.2℃。
实施例3
叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂的制备:100g双酚A型环氧树脂,10g三乙烯四胺,25g叔胺改性液体丁腈橡胶,混合均匀后固化,50℃固化1天。环氧粘合剂主要性能:拉伸强度33.8MPa,拉断伸长率5.6%,冲击强度26.7kJ/m2,高温玻璃化转变温度112.1℃。
空白对比:100g双酚A环氧树脂和10g三乙烯四胺制备的未增韧粘合剂,其拉伸强度为65.3MPa,拉断伸长率2.1%,冲击强度7.3kJ/m2,高温玻璃化转变温度90.6℃。
Claims (2)
1.一种叔胺改性液体丁腈橡胶增韧的环氧粘合剂,由100重量份双酚A型或双酚F型环氧树脂,8~60重量份的胺类固化剂组成,其特征是还有10~70重量份叔胺改性液体丁腈橡胶;各组份混合均匀后室温固化4~7天或50℃固化1天。
2.据权利要求1所述的环氧粘合剂,其特征是叔胺改性液体丁腈橡胶是由100重量份羟值为0.25~1.0mmol/g丙烯腈含量10~26%的液体端羟基丁腈橡胶、5~25重量份异佛尔酮二异氰酸酯、3~12重量份3-二甲基氨基-1-丙醇和0.01~0.1重量份二月桂酸二丁基锡反应制得的产物。
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