CN106753124A - 一种石材专用环氧树脂粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶20‑35份、双氰胺20‑50份、固化促进剂2‑5份、纳米碳酸钙3‑10份、高岭土2‑10份、粉煤灰1‑5份、纳米二氧化硅5‑12份。本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其粘结力强，固化后强度高，冲击韧性好，耐候性能优异。

Description

一种石材专用环氧树脂粘合剂
技术领域
本发明涉及粘合剂技术领域，尤其涉及一种石材专用环氧树脂粘合剂。
背景技术
目前，随着社会的进步，人们对建筑物的装饰要求越来越高，各种天然石材以及各种制作精美的陶瓷饰面层出不穷。人们常用的石材如大理石、花岗岩、陶瓷饰面如瓷砖、釉面砖、马赛克等等，而粘贴这些装饰面料的粘合物主要是采用水泥砂浆，这是一种较传统的方法，它不仅总成本造价较高，而且脱离严重，施工很不方便，特别是对顶板的粘贴更是十分困难，费工费时。
环氧树脂由于其良好的力学性能、电学性能及耐化学腐蚀性能，在表面涂料、电子电器组分、复合材料、胶粘剂、地坪材料、模具铸造等行业有大量应用。现有的环氧树脂粘合剂固化物的力学性能不是很好，冲击韧性欠佳，存在易开裂的现象。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种石材专用环氧树脂粘合剂，其粘结力强，固化后强度高，冲击韧性好，耐候性能优异。
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶20-35份、双氰胺20-50份、固化促进剂2-5份、纳米碳酸钙3-10份、高岭土2-10份、粉煤灰1-5份、纳米二氧化硅5-12份。
优选地，其原料中还包括1-3.8重量份的硅烷偶联剂KH-560。
优选地，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶28份、双氰胺32份、固化促进剂3.2份、纳米碳酸钙7份、高岭土8份、粉煤灰3份、纳米二氧化硅10份、硅烷偶联剂KH-560 2份。
优选地，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：将1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍和氢氧化钾加入反应釜中，然后加入乙醇，通入氢气去除反应釜中的空气，加热反应釜至90-100℃，并保持反应釜中氢气压力为3-3.8MPa，反应2.5-3.5h，反应结束后排出氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；将物料A和氯化铜加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至水热反应釜中，在90-110℃的条件下反应50-80h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到所述固化促进剂。
优选地，在固化促进剂的制备过程中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍、氢氧化钾的重量比为70-85：10-20：2-5。
优选地，在固化促进剂的制备过程中，物料A、氯化铜的摩尔比为1：1.5-2。
优选地，在固化促进剂的制备过程中，N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为1：1-2。
优选地，所述纳米碳酸钙为平均粒径为30-80nm的纳米碳酸钙、平均粒径为200-350nm的纳米碳酸钙按重量比为3-10：2-8的混合物。
优选地，所述纳米二氧化硅为平均粒径为50-100nm的纳米二氧化硅、平均粒径为150-280nm的纳米二氧化硅按重量比为5-15：2-10的混合物。
本发明所述石材专用环氧树脂粘合剂，其以环氧树脂为主料，并配合加入了端氨基液体丁腈橡胶为增韧剂，在粘合剂固化的过程中，形成了“海岛模型”的两相结构，在两相界面上形成化学键而起到增韧作用，显著提高了粘合剂的冲击韧性，提高了粘合剂的剥离强度，在不降低整体机械性能和热性能的同时减少了粘合剂的固化收缩率；加入了双氰胺为固化剂，并加入了一定量的固化促进剂，使所得粘合剂具有优异的稳定性，固化物具有良好的耐热性和耐候性，在优选方式中，所述固化促进剂其首先以1-氰乙基-2-甲基咪唑为原料，以乙醇为溶剂，以雷尼镍和氢氧化钾作为催化体系，通过控制反应的条件，使1-氰乙基-2-甲基咪唑中的氰基发生了催化加氢反应，得到了含伯胺的物料A，之后以物料A为配体，以氯化铜为金属盐，进行了溶剂热反应，得到了物料A的铜配合物，将其作为固化促进剂加入体系中，能调节双氰胺固化剂的固化活性，使其在室温下具有优异的储存期，并有效降低了双氰胺固化环氧树脂的温度，同时在很大程度上提高了固化物的粘结强度、冲击韧性、耐候性和耐热性能；将特定粒径的纳米碳酸钙以及特定粒径的纳米二氧化硅加入体系中，在体系中分散均匀，与高岭土、粉煤灰配合后具有协同作用，进一步提高了粘合剂的机械强度。
将本发明所述石材专用环氧树脂粘合剂在100℃固化2h+125℃固化2h后进行性能检测，其剪切强度≥28.2MPa，剥离强度为≥23.8KN/m，其耐冲击强度≥28KJ/m2。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶20份、双氰胺50份、固化促进剂2份、纳米碳酸钙10份、高岭土2份、粉煤灰5份、纳米二氧化硅5份。
实施例2
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶35份、双氰胺20份、固化促进剂5份、纳米碳酸钙3份、高岭土10份、粉煤灰1份、纳米二氧化硅12份。
实施例3
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶25份、双氰胺38份、固化促进剂2.6份、纳米碳酸钙8份、高岭土4份、粉煤灰4.1份、纳米二氧化硅8份、硅烷偶联剂KH-560 3.8份；
其中，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：将1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍和氢氧化钾加入反应釜中，然后加入乙醇，通入氢气去除反应釜中的空气，加热反应釜至100℃，并保持反应釜中氢气压力为3MPa，反应3.5h，反应结束后排出氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；将物料A和氯化铜加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至水热反应釜中，在90℃的条件下反应80h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到所述固化促进剂。
实施例4
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶32份、双氰胺27份、固化促进剂3.3份、纳米碳酸钙6份、高岭土8份、粉煤灰2.3份、纳米二氧化硅10.3份、硅烷偶联剂KH-560 1份；
其中，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：将1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍和氢氧化钾加入反应釜中，然后加入乙醇，通入氢气去除反应釜中的空气，加热反应釜至90℃，并保持反应釜中氢气压力为3.8MPa，反应2.5h，反应结束后排出氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；将物料A和氯化铜加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至水热反应釜中，在110℃的条件下反应50h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到所述固化促进剂。
实施例5
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶27份、双氰胺29份、固化促进剂4.6份、纳米碳酸钙8份、高岭土3份、粉煤灰2份、纳米二氧化硅9份、硅烷偶联剂KH-560 1.5份；
其中，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：将1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍和氢氧化钾加入反应釜中，其中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍、氢氧化钾的重量比为85：10：5，然后加入乙醇，通入氢气去除反应釜中的空气，加热反应釜至92℃，并保持反应釜中氢气压力为3.6MPa，反应2.8h，反应结束后排出氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；将物料A和氯化铜加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，其中，物料A、氯化铜的摩尔比为1：2，N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为1：1，搅拌均匀后转移至水热反应釜中，在105℃的条件下反应60h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到所述固化促进剂；
所述纳米碳酸钙为平均粒径为80nm的纳米碳酸钙、平均粒径为200nm的纳米碳酸钙按重量比为3：8的混合物；
所述纳米二氧化硅为平均粒径为100nm的纳米二氧化硅、平均粒径为150nm的纳米二氧化硅按重量比为15：2的混合物。
实施例6
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶33份、双氰胺37份、固化促进剂3.8份、纳米碳酸钙7.2份、高岭土5.6份、粉煤灰4份、纳米二氧化硅7份、硅烷偶联剂KH-560 3.2份；
其中，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：将1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍和氢氧化钾加入反应釜中，其中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍、氢氧化钾的重量比为70：20：2，然后加入乙醇，通入氢气去除反应釜中的空气，加热反应釜至97℃，并保持反应釜中氢气压力为3.2MPa，反应3.2h，反应结束后排出氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；将物料A和氯化铜加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，其中，物料A、氯化铜的摩尔比为1：1.5，N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为1：2，搅拌均匀后转移至水热反应釜中，在94℃的条件下反应72h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到所述固化促进剂；
所述纳米碳酸钙为平均粒径为30nm的纳米碳酸钙、平均粒径为350nm的纳米碳酸钙按重量比为10：2的混合物；
所述纳米二氧化硅为平均粒径为50nm的纳米二氧化硅、平均粒径为280nm的纳米二氧化硅按重量比为5：10的混合物。
实施例7
本发明提出的一种石材专用环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶28份、双氰胺32份、固化促进剂3.2份、纳米碳酸钙7份、高岭土8份、粉煤灰3份、纳米二氧化硅10份、硅烷偶联剂KH-560 2份；
其中，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：将1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍和氢氧化钾加入反应釜中，其中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍、氢氧化钾的重量比为80：18：2.3，然后加入乙醇，通入氢气去除反应釜中的空气，加热反应釜至95℃，并保持反应釜中氢气压力为3.5MPa，反应3h，反应结束后排出氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；将物料A和氯化铜加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，其中，物料A、氯化铜的摩尔比为1：1.7，N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为1：1.2，搅拌均匀后转移至水热反应釜中，在95℃的条件下反应65h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到所述固化促进剂；
所述纳米碳酸钙为平均粒径为50nm的纳米碳酸钙、平均粒径为300nm的纳米碳酸钙按重量比为7：4的混合物；
所述纳米二氧化硅为平均粒径为80nm的纳米二氧化硅、平均粒径为210nm的纳米二氧化硅按重量比为11：4的混合物。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶20-35份、双氰胺20-50份、固化促进剂2-5份、纳米碳酸钙3-10份、高岭土2-10份、粉煤灰1-5份、纳米二氧化硅5-12份。
2.根据权利要求1所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，其原料中还包括1-3.8重量份的硅烷偶联剂KH-560。
3.根据权利要求1或2所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、端氨基液体丁腈橡胶28份、双氰胺32份、固化促进剂3.2份、纳米碳酸钙7份、高岭土8份、粉煤灰3份、纳米二氧化硅10份、硅烷偶联剂KH-560 2份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：将1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍和氢氧化钾加入反应釜中，然后加入乙醇，通入氢气去除反应釜中的空气，加热反应釜至90-100℃，并保持反应釜中氢气压力为3-3.8MPa，反应2.5-3.5h，反应结束后排出氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；将物料A和氯化铜加入N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至水热反应釜中，在90-110℃的条件下反应50-80h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥得到所述固化促进剂。
5.根据权利要求4所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，在固化促进剂的制备过程中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼镍、氢氧化钾的重量比为70-85：10-20：2-5。
6.根据权利要求4或5所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，在固化促进剂的制备过程中，物料A、氯化铜的摩尔比为1：1.5-2。
7.根据权利要求4-6中任一项所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，在固化促进剂的制备过程中，N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲酰胺与水的体积比为1：1-2。
8.根据权利要求1-7中任一项所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，所述纳米碳酸钙为平均粒径为30-80nm的纳米碳酸钙、平均粒径为200-350nm的纳米碳酸钙按重量比为3-10：2-8的混合物。
9.根据权利要求1-8中任一项所述石材专用环氧树脂粘合剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅为平均粒径为50-100nm的纳米二氧化硅、平均粒径为150-280nm的纳米二氧化硅按重量比为5-15：2-10的混合物。
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