CN107083222A - 一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法，属于树脂制备技术领域。针对现有环氧树脂胶粘剂高温下胶粘效果不好、不耐高温等问题，本发明提供一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法。该胶粘剂组成为包括：环氧树脂50‑70份，聚酰胺固化剂10‑20份，三聚磷酸铝5‑10份，双酚A 20‑30份，二丙酮醇100‑150份。制备时将原料混合均匀，加热搅拌合适的时间即可。本发明通过将环氧树脂与聚酰胺固化剂、三聚磷酸铝、双酚A、二丙酮醇按比例混合后制备得到的胶粘剂在高温下性质稳定，胶粘效果好，本发明胶粘剂能耐90℃以上的高温，比普通的环氧树脂胶粘剂耐受温度提高了30℃以上。本发明方法操作简单，设备要求不高，适宜推广使用。

Description

一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于树脂制备技术领域，具体涉及一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法。
背景技术
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团，以脂肪族，脂环族或芳香族等有机化合物为骨架，并能够通过环氧基团在固化剂存在下反应生成三维网状固化物的化合物的总称。
环氧树脂是热固性高分子材料之一，具有良好的化学稳定性、粘结性、机械性、绝缘性等，被广泛用在涂料、浇铸材料、模塑材料等领域。将环氧树脂用作胶粘剂时，通常在低温下具有良好的粘结强度和柔软性，但在高温下粘结性能大大下降，不能使用于需要高温下工作的领域，大大限制了环氧树脂的利用领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有环氧树脂胶粘剂高温下胶粘效果不好、不耐高温的问题。
本发明解决技术问题的技术方案为：提供一种环氧树脂胶粘剂，其组成包括：环氧树脂50-70份，聚酰胺固化剂10-20份，三聚磷酸铝5-10份，双酚A 20-30份，二丙酮醇100-150份。
优选的，上述环氧树脂胶粘剂，其组成包括：环氧树脂60份，聚酰胺固化剂15份，三聚磷酸铝10份，双酚A 25份，二丙酮醇120份。
进一步的，上述环氧树脂胶粘剂，还包括有机硅氧烷偶联剂20-30份。
更进一步的，上述环氧树脂胶粘剂，还包括引发剂5-10份。
其中，上述环氧树脂胶粘剂中，所述引发剂为过氧化苯甲酰。
本发明还提供一种上述环氧树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至50-80℃，微煮30-45min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度50-80℃，继续搅拌10-20min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂。
其中，上述环氧树脂胶粘剂的制备方法中，步骤b中所述的搅拌保持匀速搅拌，搅拌速度为300-400 r/min。
其中，上述环氧树脂胶粘剂的制备方法中，步骤b在冷却之前先加入有机硅氧烷偶联剂和引发剂，持续搅拌10-20min。
本发明的有益效果为：本发明提供一种环氧树脂胶粘剂，通过将环氧树脂与聚酰胺固化剂、三聚磷酸铝、双酚A、二丙酮醇按比例混合后制备得到的胶粘剂在高温下性质稳定，胶粘效果好，本发明胶粘剂能耐90℃以上的高温，比普通的环氧树脂胶粘剂耐受温度提高了30℃以上。本发明方法操作简单，设备要求不高，适宜推广使用。
具体实施方式
本发明提供了一种环氧树脂胶粘剂，其组成包括：环氧树脂50-70份，聚酰胺固化剂10-20份，三聚磷酸铝5-10份，双酚A 20-30份，二丙酮醇100-150份。
优选的，上述环氧树脂胶粘剂，其组成包括：环氧树脂60份，聚酰胺固化剂15份，三聚磷酸铝10份，双酚A 25份，二丙酮醇120份。
本发明选用聚酰胺固化剂与环氧树脂混合制备胶粘剂，选用650低分子聚酰胺，分子量为600~1100，是一种浅棕色黏稠液体。本发明减少了聚酰胺固化剂的添加量，现有技术中一般需要添加50-100份，固化条件室温/2~5d或65℃/4h。但本发明由于创造性的添加了三聚磷酸铝和双酚A，与聚酰胺固化剂配合作用，能显著减少聚酰胺固化剂的添加量，同时能够提高胶粘剂的粘结效果，并提高胶粘剂的耐高温性能，协同固化剂作用，能在固化剂使用量减少的情况下，达到固化90℃/6h的效果。
本发明筛选出三聚磷酸铝与环氧树脂一起制备胶粘剂，由于三聚磷酸铝具有“双重防锈”机理，解聚反应形成三聚磷酸根离子（P3O105-），它比磷化处理的PO43＋离子，对Fe3＋离子以及各种金属离子有更强的螯合力，能够提高粘接强度，增强粘接效果，应用领域更广泛。
本发明在制备胶粘剂的时候，还加入了双酚A型环氧树脂，它是至少含有两个反应性环氧基团的树脂化合物，对金属的黏着力很强、有很强的耐化学腐蚀性、力学强度很高、电绝缘性好、耐腐蚀。此外，环氧树脂可以在相当宽的温度范围内固化，而且固化时体积收缩小。双酚A型环氧树脂是由双酚A、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物。因环氧树脂的制成品具有良好的物理机械性能，耐化学药品性，电气绝缘性能，但双酚A的添加量不宜过高，添加量过高时，耐热性能不好，不能在高温下使用。本发明经过大量试验筛选得到双酚A和普通环氧树脂的添加比例分别为20-30份，50-70份时，制备的环氧树脂胶粘剂粘接力更强。
进一步的，本发明还在上述环氧树脂胶粘剂中加入了有机硅氧烷偶联剂20-30份，过氧化苯甲酰5-10份，有机硅氧烷偶联剂在引发剂的作用下，可以和环氧树脂胶粘剂反应，进一步增强粘接效果，使胶粘剂粘结性能更优，耐高温性更强。
本发明还提供了一种上述环氧树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至50-80℃，微煮30-45min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度50-80℃，继续搅拌10-20min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂。
其中，为了使环氧树脂胶粘剂的粘结性更强，上述环氧树脂胶粘剂的制备方法中，步骤b中所述的搅拌保持匀速搅拌，搅拌速度为300-400 r/min。
其中，为了使环氧树脂胶粘剂能耐高温，上述环氧树脂胶粘剂的制备方法中，步骤b在冷却之前先加入有机硅氧烷偶联剂和引发剂，持续搅拌10-20min。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例1 采用本发明方法制备环氧树脂胶粘剂
各原料组成为：环氧树脂50份，聚酰胺固化剂20份，三聚磷酸铝10份，双酚A 30份，二丙酮醇150份。
具体操作步骤为：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至50℃，微煮30min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度50℃，继续搅拌10min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂1。
实施例2 采用本发明方法制备环氧树脂胶粘剂
各原料组成为：环氧树脂70份，聚酰胺固化剂10份，三聚磷酸铝5份，双酚A 20份，二丙酮醇100份。
具体操作步骤为：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至80℃，微煮45min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度80℃，继续搅拌20min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂2。
实施例3 采用本发明方法制备环氧树脂胶粘剂
各原料组成为：环氧树脂60份，聚酰胺固化剂15份，三聚磷酸铝10份，双酚A 25份，二丙酮醇120份。
具体操作步骤为：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至70℃，微煮40min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度70℃，继续搅拌20min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂3。
实施例4 采用本发明方法制备环氧树脂胶粘剂
各原料组成为：环氧树脂60份，聚酰胺固化剂15份，三聚磷酸铝10份，双酚A 25份，二丙酮醇120份，有机硅氧烷偶联剂25份，过氧化苯甲酰10份。
具体操作步骤为：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至60℃，微煮30min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度60℃，继续搅拌20min，再加入有机硅氧烷偶联剂，过氧化苯甲酰，搅拌20min后冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂4。
对比例1 不采用本发明方法制备环氧树脂胶粘剂
各原料组成为：环氧树脂35份，聚酰胺固化剂25份，三聚磷酸铝15份，双酚A 35份，二丙酮醇80份。
具体操作步骤为：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至50℃，微煮30min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度50℃，继续搅拌10min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂5。
对比例2 不采用本发明方法制备环氧树脂胶粘剂
各原料组成为：环氧树脂100份，聚酰胺固化剂30份，三聚磷酸铝20份，双酚A 10份，二丙酮醇200份。
具体操作步骤为：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至80℃，微煮45min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度80℃，继续搅拌20min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂6。
将实施例1-4和对比例5-6制备得到的环氧树脂胶粘剂1-6分别进行粘结性能和耐高温性能测定，结果见表1。
表1 不同的环氧树脂胶粘剂性能表
剪切强度（MPa） 拉伸强度（MPa） 耐受温度（℃）
实施例1 12.5 65 95
实施例2 12.9 59 91
实施例3 13.4 74 102
实施例4 15.1 81 105
对比例1 10.7 44 63
对比例2 10.2 51 71
由实施例和对比例可知，本发明通过限定胶粘剂中原料环氧树脂与聚酰胺固化剂、三聚磷酸铝、双酚A、二丙酮醇的比例，显著提高了胶粘剂的粘结效果，并且能耐高温，较一般的环氧树脂胶粘剂高温耐受温度提高了30℃以上，具有重要的经济效益。

Claims (8)

1.一种环氧树脂胶粘剂，其特征在于，其组成包括：环氧树脂50-70份，聚酰胺固化剂10-20份，三聚磷酸铝5-10份，双酚A 20-30份，二丙酮醇100-150份。
2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂胶粘剂，其特征在于，其组成包括：环氧树脂60份，聚酰胺固化剂15份，三聚磷酸铝10份，双酚A 25份，二丙酮醇120份。
3.根据权利要求1所述的一种环氧树脂胶粘剂，其特征在于：其组成还包括有机硅氧烷偶联剂20-30份。
4.根据权利要求1所述的一种环氧树脂胶粘剂，其特征在于：其组成还包括引发剂5-10份。
5.根据权利要求1所述的一种环氧树脂胶粘剂，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰。
6.权利要求1-5任一项所述的一种环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将环氧树脂与聚酰胺固化剂按比例混合后，加入二丙酮醇，加热至50-80℃，微煮30-45min；
b、向步骤a所得混合物中搅拌加入三聚磷酸铝和双酚A，维持温度50-80℃，继续搅拌10-20min，冷却至室温，制得环氧树脂胶粘剂。
7.根据权利要求6所述的一种环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤b中所述的搅拌保持匀速搅拌，搅拌速度为300-400 r/min。
8.根据权利要求6所述的其特征在于：步骤b在冷却之前先加入有机硅氧烷偶联剂和引发剂，持续搅拌10-20min。
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