CN106753127A - 一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：改性环氧树脂70‑85份、聚酰胺酸5‑20份、聚2，6‑二甲基‑1，4‑苯醚3‑15份、丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯酸酯共聚物5‑12份、聚醚砜5‑20份、端羟基液体丁腈橡胶2‑10份、双氰胺2‑12份、苯并恶嗪3‑12份、线性酚醛树脂2‑10份、液体甲基四氢苯酐1‑5份、固化促进剂1‑5份、纳米氢氧化铝2‑10份、硅微粉2‑5份、四氧化三铁5‑15份、纳米二氧化钛2‑8份、六方氮化硼2‑11份。本发明提出的石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其储存时间长，固化物的粘结性能强，冲击韧性好，抗剥离效果佳，耐热性能和阻燃性能优异。

Description

一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂
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耐热阻燃环氧树脂粘合剂。
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。虽然环氧树脂材料使用广泛，但是在用作环氧树脂粘合剂时也存在诸多不足，比如其储存时间短，其固化物的冲击韧性欠佳，耐热性和阻燃性不能满足使用的要求，存在易开裂、易燃烧的现象。
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耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其储存时间长，固化物的粘结性能强，冲击韧性好，抗剥离效果佳，耐热性能和阻燃性能优异。
本发明提出的一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：改性环氧树脂70-85份、聚酰胺酸5-20份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚3-15份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物5-12份、聚醚砜5-20份、端羟基液体丁腈橡胶2-10份、双氰胺2-12份、苯并恶嗪3-12份、线性酚醛树脂2-10份、液体甲基四氢苯酐1-5份、固化促进剂1-5份、纳米氢氧化铝2-10份、硅微粉2-5份、四氧化三铁5-15份、纳米二氧化钛2-8份、六方氮化硼2-11份。
优选地，其原料按重量份包括：改性环氧树脂80份、聚酰胺酸8份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚10份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物8份、聚醚砜12份、端羟基液体丁腈橡胶7份、双氰胺10份、苯并恶嗪10份、线性酚醛树脂8份、液体甲基四氢苯酐3.8份、固化促进剂2份、纳米氢氧化铝8.3份、硅微粉4.2份、四氧化三铁12份、纳米二氧化钛6份、六方氮化硼8份。
优选地，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将100份环氧树脂加热至55-65℃，然后加入2-5份正硅酸乙酯和0.05-0.2份催化剂，加热至100-120℃后搅拌反应50-100min，降温至50-60℃后加入10-25份乙醇、2-5份浓盐酸和10-30份水，搅拌反应100-200min，得到物料A；按重量份将20-50份物料A加入反应容器中，然后加入5-15份3-羟基苯基氧磷基丙酸，在100-115℃下搅拌反应3-8h，反应结束后冷却至室温得到所述改性环氧树脂。
优选地，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将100份环氧树脂加热至60℃，然后加入3.8份正硅酸乙酯和0.1份催化剂，加热至110℃后搅拌反应80min，降温至58℃后加入20份乙醇、3份浓盐酸和25份水，搅拌反应180min，得到物料A；按重量份将38份物料A加入反应容器中，然后加入12份3-羟基苯基氧磷基丙酸，在110℃下搅拌反应6h，反应结束后冷却至室温得到所述改性环氧树脂。
优选地，在改性环氧树脂的制备过程中，所述催化剂为氯化钙、氨水、氢氧化钠、氢氟酸中的一种。
优选地，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：按重量份将70-85份的1-氰乙基-2-甲基咪唑、10-15份的雷尼镍和2-5份的氢氧化钾加入反应釜中，然后加入50-80份的乙醇，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，搅拌反应2.5-3.5h，反应结束后泄掉氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；按重量份将10-15份物料A和20-35份硝酸铜加入30-50份N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至高压反应釜中，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，所述六方氮化硼为超声分散后的六方氮化硼，且在超声分散的过程中，超声的功率为800-900W，超声的时间为50-100min。
本发明所述耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其以改性环氧树脂为主料，在改性环氧树脂的制备过程中，以环氧树脂和正硅酸乙酯为原料，通过控制反应的条件形成了物料A，在物料A的形成过程中，使正硅酸乙酯水解过程中与环氧树脂原位反应生成了Si-O-C结构的无机网络，无机网络与体系网络呈互穿结构，从而使无机相与有机相发生协同作用，提高了固化物的耐热性和阻燃性；之后将物料A与3-羟基苯基氧磷基丙酸混合后，通过控制反应的条件，使3-羟基苯基氧磷基丙酸与物料A发生了反应，从而将3-羟基苯基氧磷基丙酸引入到了环氧树脂中，得到了改性环氧树脂，将其加入体系中，一方面因含有磷元素和硅元素，在粘合剂燃烧的过程中能形成更加致密的炭层，有效阻止了燃烧物烟尘的挥发，同时能有效隔绝氧和燃烧形成的热量，赋予粘合剂优异的阻燃性能和耐热性能，另一方面，与聚酰胺酸、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚醚砜、端羟基液体丁腈橡胶配合后具有增韧的作用，显著提高了粘合剂的冲击韧性，赋予粘合剂更加优异的剥离性能，同时显著提高了粘合剂的耐热性和刚性；双氰胺、苯并恶嗪、线性酚醛树脂、液体甲基四氢苯酐、固化促进剂加入体系中具有优异的协同作用，显著提高了固化物的粘结剪切强度和耐热性能，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，以硝酸铜为金属盐，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，能调节体系的固化活性，使其在室温下具有优异的储存期，并有效降低了环氧树脂的固化温度，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；纳米氢氧化铝、硅微粉、四氧化三铁、纳米二氧化钛、六方氮化硼配合加入体系中，在体系中分散均匀，形成了填料体系，并诱导形成了大量的纹银，在粘合剂承受载荷时，能吸收大量的能量，从而提高了粘合剂的韧性，使粘合剂的拉伸强度达到97.5MPa以上，弯曲强度达到110.5MPa以上，冲击强度达到37.5KJ/m2以上，尤其适用于石材的粘合。
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耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：改性环氧树脂85份、聚酰胺酸5份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚15份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物5份、聚醚砜20份、端羟基液体丁腈橡胶2份、双氰胺12份、苯并恶嗪3份、线性酚醛树脂10份、液体甲基四氢苯酐1份、固化促进剂5份、纳米氢氧化铝2份、硅微粉5份、四氧化三铁5份、纳米二氧化钛8份、六方氮化硼2份。
实施例2
本发明提出的一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：改性环氧树脂70份、聚酰胺酸20份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚3份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物12份、聚醚砜5份、端羟基液体丁腈橡胶10份、双氰胺2份、苯并恶嗪12份、线性酚醛树脂2份、液体甲基四氢苯酐5份、固化促进剂1份、纳米氢氧化铝10份、硅微粉2份、四氧化三铁15份、纳米二氧化钛2份、六方氮化硼11份。
实施例3
本发明提出的一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：改性环氧树脂82份、聚酰胺酸8份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚11份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物7份、聚醚砜16份、端羟基液体丁腈橡胶4.8份、双氰胺10份、苯并恶嗪6份、线性酚醛树脂7份、液体甲基四氢苯酐3.2份、固化促进剂4份、纳米氢氧化铝4份、硅微粉4.3份、四氧化三铁7份、纳米二氧化钛7份、六方氮化硼4份；
其中，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将100份环氧树脂加热至55℃，然后加入5份正硅酸乙酯和0.05份催化剂，加热至120℃后搅拌反应50min，降温至60℃后加入10份乙醇、5份浓盐酸和10份水，搅拌反应200min，得到物料A；按重量份将20份物料A加入反应容器中，然后加入15份3-羟基苯基氧磷基丙酸，在100℃下搅拌反应8h，反应结束后冷却至室温得到所述改性环氧树脂；
所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：按重量份将70份的1-氰乙基-2-甲基咪唑、15份的雷尼镍和2份的氢氧化钾加入反应釜中，然后加入80份的乙醇，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，搅拌反应2.5h，反应结束后泄掉氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；按重量份将15份物料A和20份硝酸铜加入50份N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至高压反应釜中，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；
所述六方氮化硼为超声分散后的六方氮化硼，且在超声分散的过程中，超声的功率为800W，超声的时间为100min。
实施例4
本发明提出的一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：改性环氧树脂74份、聚酰胺酸17份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚5份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物10份、聚醚砜9份、端羟基液体丁腈橡胶8.2份、双氰胺4.9份、苯并恶嗪10份、线性酚醛树脂4.3份、液体甲基四氢苯酐2份、固化促进剂2.6份、纳米氢氧化铝9份、硅微粉3份、四氧化三铁12份、纳米二氧化钛4份、六方氮化硼9份；
其中，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将100份环氧树脂加热至65℃，然后加入2份正硅酸乙酯和0.2份氢氟酸，加热至100℃后搅拌反应100min，降温至50℃后加入25份乙醇、2份浓盐酸和30份水，搅拌反应100min，得到物料A；按重量份将50份物料A加入反应容器中，然后加入5份3-羟基苯基氧磷基丙酸，在115℃下搅拌反应3h，反应结束后冷却至室温得到所述改性环氧树脂；
所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：按重量份将85份的1-氰乙基-2-甲基咪唑、10份的雷尼镍和5份的氢氧化钾加入反应釜中，然后加入50份的乙醇，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，搅拌反应3.5h，反应结束后泄掉氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；按重量份将10份物料A和35份硝酸铜加入30份N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至高压反应釜中，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；
所述六方氮化硼为超声分散后的六方氮化硼，且在超声分散的过程中，超声的功率为900W，超声的时间为50min。
实施例5
本发明提出的一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其原料按重量份包括：改性环氧树脂80份、聚酰胺酸8份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚10份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物8份、聚醚砜12份、端羟基液体丁腈橡胶7份、双氰胺10份、苯并恶嗪10份、线性酚醛树脂8份、液体甲基四氢苯酐3.8份、固化促进剂2份、纳米氢氧化铝8.3份、硅微粉4.2份、四氧化三铁12份、纳米二氧化钛6份、六方氮化硼8份；
其中，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将100份环氧树脂加热至60℃，然后加入3.8份正硅酸乙酯和0.1份催化剂，加热至110℃后搅拌反应80min，降温至58℃后加入20份乙醇、3份浓盐酸和25份水，搅拌反应180min，得到物料A；按重量份将38份物料A加入反应容器中，然后加入12份3-羟基苯基氧磷基丙酸，在110℃下搅拌反应6h，反应结束后冷却至室温得到所述改性环氧树脂；
所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：按重量份将80份的1-氰乙基-2-甲基咪唑、12份的雷尼镍和3.8份的氢氧化钾加入反应釜中，然后加入70份的乙醇，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3.2MPa，搅拌反应3h，反应结束后泄掉氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；按重量份将12份物料A和30份硝酸铜加入40份N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，其中，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重量比为1：2，搅拌均匀后转移至高压反应釜中，在100℃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；
所述六方氮化硼为超声分散后的六方氮化硼，且在超声分散的过程中，超声的功率为850W，超声的时间为80min。
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 (7)

1.一种石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂70-85份、聚酰胺酸5-20份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚3-15份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物5-12份、聚醚砜5-20份、端羟基液体丁腈橡胶2-10份、双氰胺2-12份、苯并恶嗪3-12份、线性酚醛树脂2-10份、液体甲基四氢苯酐1-5份、固化促进剂1-5份、纳米氢氧化铝2-10份、硅微粉2-5份、四氧化三铁5-15份、纳米二氧化钛2-8份、六方氮化硼2-11份。
2.根据权利要求1所述石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其特征在于，其原料按重量份包括：改性环氧树脂80份、聚酰胺酸8份、聚2，6-二甲基-1，4-苯醚10份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物8份、聚醚砜12份、端羟基液体丁腈橡胶7份、双氰胺10份、苯并恶嗪10份、线性酚醛树脂8份、液体甲基四氢苯酐3.8份、固化促进剂2份、纳米氢氧化铝8.3份、硅微粉4.2份、四氧化三铁12份、纳米二氧化钛6份、六方氮化硼8份。
3.根据权利要求1或2所述石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其特征在于，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将100份环氧树脂加热至55-65℃，然后加入2-5份正硅酸乙酯和0.05-0.2份催化剂，加热至100-120℃后搅拌反应50-100min，降温至50-60℃后加入10-25份乙醇、2-5份浓盐酸和10-30份水，搅拌反应100-200min，得到物料A；按重量份将20-50份物料A加入反应容器中，然后加入5-15份3-羟基苯基氧磷基丙酸，在100-115℃下搅拌反应3-8h，反应结束后冷却至室温得到所述改性环氧树脂。
4.根据权利要求3所述石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其特征在于，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将100份环氧树脂加热至60℃，然后加入3.8份正硅酸乙酯和0.1份催化剂，加热至110℃后搅拌反应80min，降温至58℃后加入20份乙醇、3份浓盐酸和25份水，搅拌反应180min，得到物料A；按重量份将38份物料A加入反应容器中，然后加入12份3-羟基苯基氧磷基丙酸，在110℃下搅拌反应6h，反应结束后冷却至室温得到所述改性环氧树脂。
5.根据权利要求3或4所述石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其特征在于，在改性环氧树脂的制备过程中，所述催化剂为氯化钙、氨水、氢氧化钠、氢氟酸中的一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其特征在于，所述固化促进剂按照以下工艺进行制备：按重量份将70-85份的1-氰乙基-2-甲基咪唑、10-15份的雷尼镍和2-5份的氢氧化钾加入反应釜中，然后加入50-80份的乙醇，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，搅拌反应2.5-3.5h，反应结束后泄掉氢气，过滤后旋转蒸发，然后减压蒸馏得到物料A；按重量份将10-15份物料A和20-35份硝酸铜加入30-50份N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，搅拌均匀后转移至高压反应釜中，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。
7.根据权利要求1-6中任一项所述石材专用耐热阻燃环氧树脂粘合剂，其特征在于，所述六方氮化硼为超声分散后的六方氮化硼，且在超声分散的过程中，超声的功率为800-900W，超声的时间为50-100min。
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