CN107254282A - 一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法，具体步骤为：1）首先准备制备双酚S型环氧树脂的原材料，然后制备好双酚S型环氧树脂待用；2）然后进行双酚S型环氧树脂的改性作业，添加改性剂与制备好的双酚S型环氧树脂进行加热反应，并得到改性环氧树脂；3）然后制备混合固化剂，所述混合固化剂包括2‑甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂36‑51份，新戊二醇二缩水甘油醚7‑14份，填料17‑28份，MBS增韧剂4‑17份，三聚氰胺氰尿酸盐9‑16份；4）将改性环氧树脂和混合固化剂分别独立封装后，再两两一起包装成品。本发明通过合理控制各反应物之间的配比，合理控制反应条件而制备出一种运用于轻工业和纺织工业的高耐久性能环氧树脂胶黏剂。

Description

一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法

技术领域

本发明涉及高分子凝胶领域，具体是指一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法。

背景技术

轻工业粘合剂作为轻工业行业常用的粘合产品广泛的应用于皮革制造和纺织业等领域，对于纺织业来说，在粘接多层材料时需要用到粘接剂。而目前常用的普通粘接剂通常含有醛类等有机毒物，其释放会影响人体健康。所以，如何解决普通粘接剂释放污染气体是亟需解决的技术问题。

而环氧树脂胶粘剂作为一种环保型凝胶材料能够解决现有建筑粘合剂的问题，所述的环氧树脂胶粘剂是一类由环氧树脂基料、固化剂、稀释剂、促进剂和填料配制而成的工程胶粘剂。由于其粘接性能好、功能性好、价格比较低廉、粘接工艺简便，所以近几十年来在家电、汽车、水利交通、电子电器和宇航工业领域得到了广泛的应用。随着高新技术和纳米技术的不断发展，近年来，对环氧树脂的改性不断深入，互穿网络、化学共聚和纳米粒子增韧等方法广泛应用，由环氧树脂配制成的各种高性能胶粘剂品种也越来越多。但是它有一个明显的缺点即固化后韧性不足、耐冲击性差、容易开裂，该缺点大大限制了环氧树脂的应用。各种材料的飞速发展对环氧树脂的特性要求越来越高，环氧树脂的固化成为环氧树脂使用研究的重点，人们使用多种方法对环氧树脂进行固化增韧，从而使它的应用领域更加广泛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运用在轻工业加工和纺织业粘接材料且具有高效耐水功能的胶粘剂的制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法，具体步骤为：

（1）首先准备制备双酚S型环氧树脂的原材料，然后制备好双酚S型环氧树脂待用；

（2）然后进行双酚S型环氧树脂的改性作业，添加改性剂与制备好的双酚S型环氧树脂进行加热反应，并得到改性环氧树脂；

（3）然后制备混合固化剂，所述混合固化剂包括2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂36-51份，新戊二醇二缩水甘油醚7-14份，填料17-28份，MBS增韧剂4-17份，三聚氰胺氰尿酸盐9-16份；

（4）将改性环氧树脂和混合固化剂分别独立封装后，再两两一起包装成品。

进一步地，所述步骤（1）中制备双酚S型环氧树脂的具体步骤为：

（1.1）准备原料，所述原料为氢氧化钠、环氧氯丙烷、氢化双酚A和甲基异丁基酮；

（1.2）以重量份表示，取4-13份的氢氧化钠，18-34份的环氧氯丙烷，15-22份的双酚S，17-25份的甲基异丁基酮并按一定比例加入反应釜中，并加入催化剂，然后48-57℃恒温水浴并搅拌；然后冷凝回流反应19h；

（1.3）然后待反应结束后加入去离子水充分混合后静置沉淀，然后将上层水层滤出后将剩余溶液加热到78℃并加入氢氧化钠溶液，然后恒温搅拌反应1-2.5h；

（1.4）待反应后加入蒸馏水水洗分液，直至分出的水层pH值为中性时，将滤液完全蒸馏过后，得到浅黄色、透明的双酚S型环氧树脂。

进一步地，所述步骤（1.3）中的氢氧化钠的质量分数为34-37%，所述步骤（1.4）中的蒸馏温度为95-96℃。

进一步地，所述步骤（2）中的改性作业具体步骤为：

（2.1）准备好改性剂，所述改性剂为醋酸乙烯酯乳胶和邻苯二甲酸二丁酯乳胶，将两种乳胶破乳后烘干备用；

（2.2）然后将醋酸乙烯酯乳胶加入双酚S型环氧树脂中，然后在为120-140℃温度条件下反应1.8-3.5h；

（2.3）待反应结束后再加入邻苯二甲酸二丁酯乳胶，在120-140℃温度条件下反应1-1.2h，即得到常温下为稠状液体的改性环氧树脂。

进一步地，所述步骤（3）中的制备混合固化剂的具体步骤为：

（3.1）准备好混合固定剂的原材料；

（3.2）先取用36-51份的2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂，并加入4-17份的MBS增韧剂和17-28份的填料进行混合加热搅拌1-2h，在搅拌过程中缓慢向其中加入7-14份的新戊二醇二缩水甘油醚；

（3.3）然后再加入9-16份的三聚氰胺氰尿酸盐继续恒温搅拌30-50min，即得混合固定剂。

本发明中所述的双酚S型环氧树脂化学名称为双酚S二缩水甘油醚，简称为BPS或KGEBS，是由双酚S与环氧氯丙烷在氢氧化钠催化下制得的，双酚S型环氧树脂耐热性高，热变形温度比双酚A环氧树脂高60~700C固化物寸稳定，耐溶剂性良好。而所述的2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂的毒性低，用量小，适用期长，中温固化，固化物热变形形高，其它性能和用芳胺固化的性能大致相同，用它配制的胶粘剂，胶接强度好，耐热、耐溶剂性亦好，是目前较理想的一种固化剂，也可作促进剂用。其中2-甲基咪唑性能较全面，室温为液体，易与环氧树脂结合，是胶粘剂中常用的一种固化剂。进一步地，所述填料为碳化硅颗粒，所述碳化硅颗粒粒径为0.4-0.8mm。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明的方法通过合理控制各反应物之间的配比，合理控制反应条件而制备出一种高耐久性能环氧树脂胶黏剂，本发明的环氧树脂得到的环氧树脂组合物固化而得到的固化物，具有耐湿性、耐热性优异，并且抗冲击性等机械特性也优异的性能，粘接性能好，耐久性能好，且制备方法简单易行，适合工业化生产，较其他环氧树脂胶黏剂相比，粘接未经严格表面处理的金属和非金属都具有良好的粘接性能和耐久性能，可应用于胶黏剂领域。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。

实施例1：

本实施例的一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂，以重量份表示，包括双酚S型环氧树脂基料230-380份，2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂36-51份，新戊二醇二缩水甘油醚7-14份，填料17-28份，MBS增韧剂4-17份，三聚氰胺氰尿酸盐9-16份。

本发明的制备方法，具体步骤为：

（1）首先准备制备双酚S型环氧树脂的原材料，以重量份表示，取4-13份的氢氧化钠，18-34份的环氧氯丙烷，15-22份的双酚S，17-25份的甲基异丁基酮并按一定比例加入反应釜中，并加入催化剂，然后48-57℃恒温水浴并搅拌；然后冷凝回流反应19h；

（2）然后待反应结束后加入去离子水充分混合后静置沉淀，然后将上层水层滤出后将剩余溶液加热到75℃并加入氢氧化钠溶液，然后恒温搅拌反应1-3h；待反应后加入蒸馏水水洗分液，直至分出的水层pH值为中性时，将滤液完全蒸馏过后，得到浅黄色、透明的双酚S型环氧树脂；

（4）然后进行双酚S型环氧树脂的改性作业，准备好改性剂，所述改性剂为醋酸乙烯酯乳胶和邻苯二甲酸二丁酯乳胶，将两种乳胶破乳后烘干备用；然后将醋酸乙烯酯乳胶加入双酚S型环氧树脂中，然后在为120-140℃温度条件下反应1.8-3.5h；待反应结束后再加入邻苯二甲酸二丁酯乳胶，在120-140℃温度条件下反应1-1.2h，即得到常温下为稠状液体的改性环氧树脂；

（5）然后以2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂为原料制备混合固化剂，先取用36-51份的2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂，并加入4-17份的MBS增韧剂和17-28份的填料进行混合加热搅拌1-2h，在搅拌过程中缓慢向其中加入7-14份的新戊二醇二缩水甘油醚；然后再加入9-16份的三聚氰胺氰尿酸盐继续恒温搅拌30-50min，即得混合固定剂；

（6）将改性环氧树脂和混合固化剂分别独立封装后，再两两一起包装成品。

实施例2：

本实施例的一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂，以重量份表示，所述双酚S型环氧树脂基料240份，2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂39份，新戊二醇二缩水甘油醚8份，填料18份，MBS增韧剂6份，三聚氰胺氰尿酸盐10份。

实施例3：

本实施例的一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂，以重量份表示，所述双酚S型环氧树脂基料310份，2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂46份，新戊二醇二缩水甘油醚12份，填料24份，MBS增韧剂12份，三聚氰胺氰尿酸盐14份。

实施例4：

本实施例的一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂，以重量份表示，所述双酚S型环氧树脂基料375份，2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂49份，新戊二醇二缩水甘油醚14份，填料27份，MBS增韧剂17份，三聚氰胺氰尿酸盐15份。

然后将实施例2~4的三种不同配方比例的耐水胶粘剂进行检测对比，以验证本发明的实施效果。

1、粘接强度测试：取一组（4个）同样规格的木制件，在每个木制件对应的接触面按100g每平方米涂布胶水，每个接触面的规格为80mm×40mm，之后将两个木制件的接触面对应叠合压紧，叠合时间不超过20分钟，接触面施加0.85-1.20Mpa压力，室温下，装配时间8小时，解除压力后再放置16小时，进行强度试验；4次重复，取平均值；

2、弯曲强度测试：取一组（4个）同规格的塑料制件，然后参照国标号为GB1042-79的塑料弯曲试验方法进行测试，每组的塑料制件的规格为100×20×15mm；

3、压缩强度测试：取一组（4个）同规格的塑料制件，然后参照国标号为GB1041-79的塑料压缩试验方法进行测试，所测试的塑料制件的横截面规格为20×15mm，高为10mm；

4、耐水性测试：取一组（4个）同规格的木制件，，在每个木制件对应的接触面按100g每平方米涂胶水，每个接触面的规格为80mm×40mm，之后将两个木制件的接触面对应叠合压紧，自然干燥8小时，在32-40℃水中浸泡，测定开胶时间，4次重复，取平均值；

5、固化时间测试：取双酚S型环氧树脂5g放置在烧杯中，保持室温在20-25℃的条件下，取混合固化剂2.0-2.5g加入烧杯中，并搅拌15-20min后静置测试其固化时间，4次重复取平均值。

表1

根据试验结果可知，本发明实施例2~4的粘接强度、弯曲强度、压缩强度和耐水性都要好于采用普通环氧树脂胶粘剂的对比实施例，而固化时间也要少于普通环氧树脂胶粘剂，而本发明的三个实施例之间，可以看到所有测试指标都显示本发明的配方比例在一定范围内能够达到较好的效果，如果太小或太大则会出现明显的差异，而且通过本发明通过对所有组分配比的调整，各组分之间的协同，既保持高强度，又能够具有较好的耐水性，具有显著的创新性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法，其特征为在于：具体步骤为：

（1）首先准备制备双酚S型环氧树脂的原材料，然后制备好双酚S型环氧树脂待用；

（2）然后进行双酚S型环氧树脂的改性作业，添加改性剂与制备好的双酚S型环氧树脂进行加热反应，并得到改性环氧树脂；

（3）然后制备混合固化剂，所述混合固化剂包括2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂36-51份，新戊二醇二缩水甘油醚7-14份，填料17-28份，MBS增韧剂4-17份，三聚氰胺氰尿酸盐9-16份；

（4）将改性环氧树脂和混合固化剂分别独立封装后，再两两一起包装成品。

2.一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法，其特征为在于：具体步骤为：

（1）首先准备制备双酚S型环氧树脂的原材料，然后制备好双酚S型环氧树脂待用；

（2）然后进行双酚S型环氧树脂的改性作业，添加改性剂与制备好的双酚S型环氧树脂进行加热反应，并得到改性环氧树脂；

（3）然后制备混合固化剂，所述混合固化剂包括2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂36-51份，新戊二醇二缩水甘油醚7-14份，填料17-28份，MBS增韧剂4-17份，三聚氰胺氰尿酸盐9-16份；

（4）将改性环氧树脂和混合固化剂分别独立封装后，再两两一起包装成品。

3.根据权利要求2所述的一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1.3）中的氢氧化钠的质量分数为34-37%，所述步骤（1.4）中的蒸馏温度为95-96℃。

4.根据权利要求1所述的一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的改性作业具体步骤为：

（2.1）准备好改性剂，所述改性剂为醋酸乙烯酯乳胶和邻苯二甲酸二丁酯乳胶，将两种乳胶破乳后烘干备用；

（2.2）然后将醋酸乙烯酯乳胶加入双酚S型环氧树脂中，然后在为120-140℃温度条件下反应1.8-3.5h；

（2.3）待反应结束后再加入邻苯二甲酸二丁酯乳胶，在120-140℃温度条件下反应1-1.2h，即得到常温下为稠状液体的改性环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的一种用于轻工业加工粘接的环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的制备混合固化剂的具体步骤为：

（3.1）准备好混合固定剂的原材料；

（3.2）先取用36-51份的2-甲基咪唑与环氧丁基醚固化剂，并加入4-17份的MBS增韧剂和17-28份的填料进行混合加热搅拌1-2h，在搅拌过程中缓慢向其中加入7-14份的新戊二醇二缩水甘油醚；

（3.3）然后再加入9-16份的三聚氰胺氰尿酸盐继续恒温搅拌30-50min，即得混合固定剂。