CN107502255A - 一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂及其制备方法和应用方法 - Google Patents

一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂及其制备方法和应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，包括主剂以及固化剂，所述主剂按质量组份包括：双酚A型环氧树脂95‐105份，酚醛环氧树脂18‐24份，CTBN改性环氧树脂28‐35份，ETBN增韧剂5‐7份，活性稀释剂10‐13份，偶联剂1‐3份，触变剂1‐3份，活性石英粉76‐83份；所述固化剂按质量组份包括：低分子聚酰胺固化剂56‐64份，芳香胺固化剂10‐14份，ATBN增韧剂5‐8份，促进剂3‐6份，触变剂1‐2份，活性石英粉42‐46份，所述主剂与固化剂质量组份比为1.6‐2.2:1。本发明提供了一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂剥离强度高，耐热性好，加工性能优越。

Description

一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂及其制备方法和应用方法
技术领域
本发明涉及环氧胶粘剂材料技术领域，尤其涉及一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂及其制备方法和应用方法。
背景技术
铝蜂窝板是以蜂窝结构为芯层的蜂窝夹层板，它具有许多常规材料所不具备的特点，主要有以下几个方面：质量轻，密度小；比强度高，刚性好；抗冲击、减振缓冲性好；隔热，隔音；防火、防潮性能好；成型性好，厚度可选；无污染，节能环保；美观，易清洁。正因为铝蜂窝板有这么多优点，在很多领域得到了广泛地应用。
现有的铝蜂窝复合板的粘接用的粘合剂存在很多的问题，导致铝蜂窝板整体质量下降。其中现有铝蜂窝复合板胶粘剂的剥离强度低，容易脱胶，胶粘剂耐热性差，室外经受暴晒时会脱胶，胶粘剂施工性差诸多问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂及其制备方法和应用方法。
一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，包括主剂以及固化剂，
所述主剂按质量组份包括：
所述固化剂按质量组份包括：
所述主剂与固化剂质量组份比为1.6-2.2:1。
优选地，
所述主剂按质量组份包括：
所述固化剂按质量组份包括：
所述主剂与固化剂质量组份比为1.8-2.1:1。
优选地，
所述主剂按质量组份包括：
所述固化剂按质量组份包括：
所述主剂与固化剂质量组份比为2:1。
优选地，所述CTBN改性环氧树脂中弹性体含量为40％。
优选地，所述触变剂为经过表面处理的疏水型气相二氧化硅。
优选地，所述活性石英粉细度为800目。
优选地，所述低分子聚酰胺固化剂的胺值为200、300以及600中的一种。
优选地，所述促进剂为叔胺、叔胺盐、过氧化物、脂肪胺以及取代脲促进剂中的至少一种。
一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的制备方法，方法包括主剂制备以及固化剂制备：
主剂制备包括：
将双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、CTBN改性环氧树脂以及ETBN增韧剂加入至带有加热夹套的捏合机中，开始搅拌，并升温至60℃，搅拌速率为40Hz，搅拌时间为30min-60min，使双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、CTBN改性环氧树脂和增韧剂完全混合均匀；
然后停止加热，加入偶联剂、触变剂、活性石英粉，搅拌60min，使得混合料均匀无明显的结块或颗粒；
再加入活性稀释剂，搅拌30min，启动真空泵，脱气20min，脱气结束后，抽样检测，合格后即可出料包装；
固化剂制备包括：
将原料低分子聚酰胺固化剂固化剂、芳香胺固化剂、ATBN增韧剂、促进剂一次性加入到捏合机中，搅拌40min，使原料混合均匀，然后加入触变剂、活性石英粉再搅拌40min，使得混合料均匀无明显的结块或颗粒，然后启动真空泵，脱气20min，脱气结束后，抽样检测，合格后即可出料包装。
一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的应用方法，方法包括：
按质量组份比例准确称取主剂和固化剂，在低速搅拌机搅拌下，使主剂和固化剂混合均匀，得到胶粘剂；
将胶粘剂涂在所要使用的复合板面板材料上，然后将面板和铝蜂窝芯叠放在一起，水平放置在压机平台上，施加适当压力并保持，室温6-9小时后胶粘剂完成初步固化。
本发明的有益效果在于：通过在主剂中引入特殊结构的端环氧基液体丁腈橡胶作为增韧剂，同时还在主剂采用端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂，在固化剂采用低分子量聚酰胺以及端胺基液体丁腈橡胶组合，大大提高了胶粘剂的剥离强度，保证了产品抗冲击、减振缓冲性能，蜂窝板受到面外冲击作用时，能将冲击力转化为蜂窝芯的塑性变形能，有效地吸收冲击能量，减振效果良好；通过在主剂中使用酚醛环氧树脂，固化剂中采用液体芳香胺，提高了胶粘剂的耐热性，确保铝蜂窝板在室外长期暴晒不会出现脱胶，当铝蜂窝板用于建筑幕墙时此性能尤为重要；通过采用经过表面处理的疏水型气相二氧化硅作为触变剂，填料采用活性石英粉，大大改善了胶粘剂的施工性，可明显提高施工效率，降低劳动强度，节省人工成本。且本制备方法工艺简单，制作成本低，采用双组份，可储存时间长；应用方法简单，易操作。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
实施例1
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，材料由如下按质量组份组成：
主剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
双酚A型环氧树脂NPEL-128 105 南亚塑胶
酚醛环氧树脂EPALLOY 8330 18 Emerald Performance Materials
CTBN改性环氧树脂FORTEGRA 201 28 The Dow Chemical Company
ETBN增韧剂 7 Emerald Performance Materials
活性稀释剂AGE 10 南亚塑胶
偶联剂A-187 1 Momentive Performance Material
触变剂TS720 3 Cabot Corporation
活性石英粉 83 振欣铭科粉体
固化剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
低分子聚酰胺固化剂固化剂 56 天津燕海化学有限公司
芳香胺固化剂Ethacure300 10 Albemarle Corporation
ATBN增韧剂 8 Emerald Performance Materials
促进剂K54 6 Air Products and Chemicals,Inc.
触变剂TS720 2 Cabot Corporation
活性石英粉 42 振欣铭科粉体
在应用时，按照主剂与固化剂质量组份比为2.2:1称取进行应用混合。
上述中的CTBN改性环氧树脂中弹性体含量为35％，触变剂为经过表面处理的疏水型气相二氧化硅，活性石英粉细度为700目，低分子聚酰胺固化剂的胺值为200，促进剂为叔胺。
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的制备方法，其中包括主剂以及固化剂的制备方法：
主剂的制备方法为：
将原料双酚A型环氧树脂NPEL-128、酚醛环氧树脂EPALLOY 8330、CTBN改性环氧树脂FORTEGRA 201、增韧剂ETBN一起加入到带有加热夹套的捏合机中，启动搅拌，并升温至60℃，搅拌速率为40Hz，搅拌时间30min-60min使环氧树脂和增韧剂完全混合均匀，停止加热，加入偶联剂A-187、触变剂TS720、活性石英粉，搅拌60min，确保胶粘剂均匀无明显的结块或颗粒，最后加入活性稀释剂AGE，搅拌30min，启动真空泵，脱气20min，脱气结束后，抽样检测，合格后即可出料包装。
固化剂制备方法为：
将原料低分子聚酰胺固化剂固化剂、芳香胺固化剂Ethacure300、ATBN增韧剂、促进剂K54一次性加入到捏合机中，搅拌40min使上述原料混合均匀，然后加入触变剂TS720、活性石英粉再搅拌40min，确保均匀无明显的结块或颗粒，然后启动真空泵，脱气20min，脱气结束后，抽样检测，合格后即可出料包装。
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的应用方法为：
按质量组份比例准确称取主剂和固化剂，在低速搅拌机搅拌下，使主剂和固化剂混合均匀，得到胶粘剂；
将胶粘剂涂在所要使用的复合板面板材料上，然后将面板和铝蜂窝芯叠放在一起，水平放置在压机平台上，施加适当压力并保持，室温6-9小时后胶粘剂完成初步固化。
对粘合剂进行应用，应用后的粘合剂性能以及参数如下：
混合比(以重量计) 主剂：固化剂＝2.2：1
操作时间(100g) 30-60min
初固化时间 6-9h@23℃
完全固化时间 7天
固化物硬度(Shore D) 72
拉伸剪切强度 15.1MPa
平面拉伸强度 2.3MPa
滚筒剥离强度 48N·mm/mm
热变形温度 103℃
实施例2
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，材料由如下按质量组份组成：
主剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
双酚A型环氧树脂NPEL-128 95 南亚塑胶
酚醛环氧树脂EPALLOY 8330 24 Emerald Performance Materials
CTBN改性环氧树脂FORTEGRA 201 35 The Dow Chemical Company
ETBN增韧剂 5 Emerald Performance Materials
活性稀释剂AGE 13 南亚塑胶
偶联剂A-187 3 Momentive Performance Material
触变剂TS720 1 Cabot Corporation
活性石英粉 76 振欣铭科粉体
固化剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
低分子聚酰胺固化剂固化剂 64 天津燕海化学有限公司
芳香胺固化剂Ethacure300 14 Albemarle Corporation
ATBN增韧剂 5 Emerald Performance Materials
促进剂K54 3 Air Products and Chemicals,Inc.
触变剂TS720 1 Cabot Corporation
活性石英粉 46 振欣铭科粉体
在应用时，按照主剂与固化剂质量组份比为1.6:1称取进行应用混合。
上述中的CTBN改性环氧树脂中弹性体含量为43％，触变剂为经过表面处理的疏水型气相二氧化硅，活性石英粉细度为900目，低分子聚酰胺固化剂的胺值为600，促进剂为叔胺盐。
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的制备方法以及应用方法同实施例1相同：
对粘合剂进行应用，应用后的粘合剂性能以及参数如下：
混合比(以重量计) 主剂：固化剂＝1.6：1
操作时间(100g) 30-60min
初固化时间 6-9h@23℃
完全固化时间 7天
固化物硬度(Shore D) 76
拉伸剪切强度 14.6MPa
平面拉伸强度 2.5MPa
滚筒剥离强度 44N·mm/mm
热变形温度 101℃
实施例3
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，材料由如下按质量组份组成：
主剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
双酚A型环氧树脂NPEL-128 102 南亚塑胶
酚醛环氧树脂EPALLOY 8330 19 Emerald Performance Materials
CTBN改性环氧树脂FORTEGRA 201 34 The Dow Chemical Company
ETBN增韧剂 5 Emerald Performance Materials
活性稀释剂AGE 12 南亚塑胶
偶联剂A-187 2 Momentive Performance Material
触变剂TS720 1 Cabot Corporation
活性石英粉 82 振欣铭科粉体
固化剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
低分子聚酰胺固化剂固化剂 62 天津燕海化学有限公司
芳香胺固化剂Ethacure300 11 Albemarle Corporation
ATBN增韧剂 6 Emerald Performance Materials
促进剂K54 5 Air Products and Chemicals,Inc.
触变剂TS720 1 Cabot Corporation
活性石英粉 45 振欣铭科粉体
在应用时，按照主剂与固化剂质量组份比为2.1:1称取进行应用混合。
上述中的CTBN改性环氧树脂中弹性体含量为45％，触变剂为经过表面处理的疏水型气相二氧化硅，活性石英粉细度为750目，低分子聚酰胺固化剂的胺值为300，促进剂为过氧化物。
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的制备方法以及应用方法同实施例1相同：
对粘合剂进行应用，应用后的粘合剂性能以及参数如下：
混合比(以重量计) 主剂：固化剂＝2.1：1
操作时间(100g) 30-60min
初固化时间 6-9h@23℃
完全固化时间 7天
固化物硬度(Shore D) 77
拉伸剪切强度 14.7MPa
平面拉伸强度 2.3MPa
滚筒剥离强度 47N·mm/mm
热变形温度 98℃
实施例4
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，材料由如下按质量组份组成：
主剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
双酚A型环氧树脂NPEL-128 98 南亚塑胶
酚醛环氧树脂EPALLOY 8330 22 Emerald Performance Materials
CTBN改性环氧树脂FORTEGRA 201 30 The Dow Chemical Company
ETBN增韧剂 6 Emerald Performance Materials
活性稀释剂AGE 11 南亚塑胶
偶联剂A-187 3 Momentive Performance Material
触变剂TS720 2 Cabot Corporation
活性石英粉 78 振欣铭科粉体
固化剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
低分子聚酰胺固化剂固化剂 59 天津燕海化学有限公司
芳香胺固化剂Ethacure300 13 Albemarle Corporation
ATBN增韧剂 7 Emerald Performance Materials
促进剂K54 4 Air Products and Chemicals,Inc.
触变剂TS720 2 Cabot Corporation
活性石英粉 43 振欣铭科粉体
在应用时，按照主剂与固化剂质量组份比为1.8:1称取进行应用混合。
上述中的CTBN改性环氧树脂中弹性体含量为37％，触变剂为经过表面处理的疏水型气相二氧化硅，活性石英粉细度为850目，低分子聚酰胺固化剂的胺值为200，促进剂为脂肪胺。
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的制备方法以及应用方法同实施例1相同：
对粘合剂进行应用，应用后的粘合剂性能以及参数如下：
混合比(以重量计) 主剂：固化剂＝1.8：1
操作时间(100g) 30-60min
初固化时间 6-9h@23℃
完全固化时间 7天
固化物硬度(Shore D) 72
拉伸剪切强度 14.9MPa
平面拉伸强度 2.5MPa
滚筒剥离强度 45N·mm/mm
热变形温度 102℃
实施例5
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，材料由如下按质量组份组成：
主剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
双酚A型环氧树脂NPEL-128 100 南亚塑胶
酚醛环氧树脂EPALLOY 8330 20 Emerald Performance Materials
CTBN改性环氧树脂FORTEGRA 201 32 The Dow Chemical Company
ETBN增韧剂 6 Emerald Performance Materials
活性稀释剂AGE 12 南亚塑胶
偶联剂A-187 2 Momentive Performance Material
触变剂TS720 2 Cabot Corporation
活性石英粉 80 振欣铭科粉体
固化剂的原料名称、使用量以及供应商为：
原料名称 使用量/kg 供应商
低分子聚酰胺固化剂固化剂 60 天津燕海化学有限公司
芳香胺固化剂Ethacure300 12 Albemarle Corporation
ATBN增韧剂 6 Emerald Performance Materials
促进剂K54 4 Air Products and Chemicals,Inc.
触变剂TS720 1 Cabot Corporation
活性石英粉 44 振欣铭科粉体
在应用时，按照主剂与固化剂质量组份比为2:1称取进行应用混合。
上述中的CTBN改性环氧树脂中弹性体含量为40％，触变剂为经过表面处理的疏水型气相二氧化硅，活性石英粉细度为800目，低分子聚酰胺固化剂的胺值为300，促进剂为取代脲。
铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的制备方法以及应用方法同实施例1相同：
对粘合剂进行应用，应用后的粘合剂性能以及参数如下：
混合比(以重量计) 主剂：固化剂＝2：1
操作时间(100g) 30-60min
初固化时间 6-9h@23℃
完全固化时间 7天
固化物硬度(Shore D) 75
拉伸剪切强度 15.5MPa
平面拉伸强度 2.6MPa
滚筒剥离强度 50N·mm/mm
热变形温度 105℃
从实施例1-5的胶黏剂的性能表征可以看出，本胶黏剂剥离强度高，保证了产品抗冲击、减振缓冲性能，蜂窝板受到面外冲击作用时，能将冲击力转化为蜂窝芯的塑性变形能，有效地吸收冲击能量，减振效果良好。耐热性优良，确保铝蜂窝板在室外长期暴晒不会出现脱胶，当铝蜂窝板用于建筑幕墙时此性能尤为重要。施工性好，可明显提高施工效率，降低劳动强度，节省人工成本。且制备方法简单，成本低。
且在CTBN改性环氧树脂优选弹性体含量达到40％的规格，可以获得理想的增韧效果；触变剂优选经过表面处理的疏水型气相二氧化硅，它比未经处理的气相二氧化硅能够更持久的保持较好的触变性；活性石英粉优选细度为800目的规格，粒径太大则储存时易沉降，粒径太细则吸油值太高，胶粘剂粘度过高不易施工；低分子聚酰胺固化剂可选择不同胺值的产品，如200#，300#，600#等，优选300#，如天津燕海化学有限公司的TY-300；促进剂有很多种，如叔胺、叔胺盐、过氧化物、脂肪胺、取代脲等，优选叔胺类促进剂。
以上是对本发明所提供的具体实施例。
说明书对本发明进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂，包括主剂以及固化剂，其特征在于：
所述主剂按质量组份包括：
所述固化剂按质量组份包括：
所述主剂与固化剂质量组份比为1.6‐2.2:1。
2.如权利要求1所述的环氧胶粘剂，其特征在于：
所述主剂按质量组份包括：
所述固化剂按质量组份包括：
所述主剂与固化剂质量组份比为1.8‐2.1:1。
3.如权利要求2所述的环氧胶粘剂，其特征在于：
所述主剂按质量组份包括：
所述固化剂按质量组份包括：
所述主剂与固化剂质量组份比为2:1。
4.如权利要求1‐3任一所述的环氧胶粘剂，其特征在于：所述CTBN改性环氧树脂中弹性体含量为40％。
5.如权利要求1‐3任一所述的环氧胶粘剂，其特征在于：所述触变剂为经过表面处理的疏水型气相二氧化硅。
6.如权利要求1‐3任一所述的环氧胶粘剂，其特征在于：所述活性石英粉细度为800目。
7.如权利要求1‐3任一所述的环氧胶粘剂，其特征在于：所述低分子聚酰胺固化剂的胺值为200、300以及600中的一种。
8.如权利要求1‐3任一所述的环氧胶粘剂，其特征在于：所述促进剂为叔胺、叔胺盐、过氧化物、脂肪胺以及取代脲促进剂中的至少一种。
9.一种如权利要求1‐8任一所述的铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的制备方法，方法包括主剂制备以及固化剂制备，其特征在于：
主剂制备包括：
将双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、CTBN改性环氧树脂以及ETBN增韧剂加入至带有加热夹套的捏合机中，开始搅拌，并升温至60℃，搅拌速率为40Hz，搅拌时间为30min‐60min，使双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、CTBN改性环氧树脂和增韧剂完全混合均匀；
然后停止加热，加入偶联剂、触变剂、活性石英粉，搅拌60min，使得混合料均匀无明显的结块或颗粒；
再加入活性稀释剂，搅拌30min，启动真空泵，脱气20min，脱气结束后，抽样检测，合格后即可出料包装；
固化剂制备包括：
将原料低分子聚酰胺固化剂固化剂、芳香胺固化剂、ATBN增韧剂、促进剂一次性加入到捏合机中，搅拌40min，使原料混合均匀，然后加入触变剂、活性石英粉再搅拌40min，使得混合料均匀无明显的结块或颗粒，然后启动真空泵，脱气20min，脱气结束后，抽样检测，合格后即可出料包装。
10.一种如权利要求1‐8任一所述的铝蜂窝复合板用环氧胶粘剂的应用方法，其特征在于，方法包括：
按质量组份比例准确称取主剂和固化剂，在低速搅拌机搅拌下，使主剂和固化剂混合均匀，得到胶粘剂；
将胶粘剂涂在所要使用的复合板面板材料上，然后将面板和铝蜂窝芯叠放在一起，水平放置在压机平台上，施加适当压力并保持，室温6‐9小时后胶粘剂完成初步固化。
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