CN107674624A - 一种新型环氧胶黏剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型环氧胶黏剂，按照重量份数由下列原料组成：双酚A环氧树脂(E‑51)100份，端羧基液体丁腈橡胶10～15份，改性纳米二氧化钛5～15份，改性纳米二氧化硅5～15份，固化剂(T‑31)15～25份，固化促进剂(DMP‑30)固化剂用量的1％份，溶剂5～25份。本发明中采用端羧基液体丁腈橡胶和改性纳米二氧化钛、改性纳米二氧化硅作为增韧剂，对双酚A环氧树脂同时增韧，这样可以充分的发挥有机增韧剂和无机纳米增韧剂的双重增韧效果，更好的改善环氧胶黏剂的韧性；本发明还公开了本发明环氧胶黏剂的制备方法，该方法工艺简单，易于工业化生产。

Description

一种新型环氧胶黏剂及制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种新型环氧胶黏剂及其制备方法。
技术背景
环氧树脂(EP)胶黏剂具有优异的综合性能,在航空航天、交通运输、风力发电等领域得到了广泛的应用，尤其是大型壳体粘结时常使用高性能的环氧胶黏剂，这对胶黏剂的浸润性、触变性、固化特性、粘结性能、韧性等方面均提出了很高的要求。
对于增强环氧树脂的韧性，目前研究主要集中在端羧基橡胶、聚醚橡胶、聚硫橡胶和丁腈橡胶等改性环氧树脂，以分散相存在的橡胶粒子相分离形成的海岛结构中止、分支裂纹，诱导剪切变形，提高环氧胶黏剂的断裂韧性。
近年来，采用纳米粒子增韧环氧树脂也成为一种有效的方法，常用的纳米粒子有SiO2、TiO2等，有着较好的增韧效果。但是单独使用橡胶或者纳米粒子增韧环氧树脂存在一定的缺陷。
发明内容
为了弥补现有技术的缺陷，本申请提供一种新型环氧胶黏剂及其制备方法，以提高环氧胶黏剂的韧性。
本发明采用的技术方案如下：
一种新型环氧胶黏剂，按照重量份数由下列原料组成：双酚A环氧树脂(E-51)100份，端羧基液体丁腈橡胶10～15份，改性纳米二氧化钛5～15份，改性纳米二氧化硅5～15份，固化剂(T-31)15～25份，固化促进剂(DMP-30)固化剂用量的1％份，溶剂5～25份。
所述的改性纳米二氧化钛，经以下方法制备：将20～50nm的二氧化钛10g加入乙二醇50ml中得溶液A，取1.5g偶联剂KH-560中加入适量水和甲醇混合液中水解得溶液B。溶液A和B混合后，在50℃下超声2h。反应完成后抽滤、并在70℃下烘干，研磨，过200目筛，得改性纳米二氧化钛。
所述的纳米二氧化硅，经以下方法制备：将20～50nm的纳米二氧化硅10g加入乙二醇50ml中得溶液A，取1.5g偶联剂KH-560中加入适量水和甲醇混合液中水解得溶液B。溶液A和B混合后，在50℃下超声2h。反应完成后抽滤、并在70℃下烘干，研磨，过200目筛，得改性纳米二氧化硅。
所述的溶剂为二甲苯和二氧六环的混合溶剂。
一种新型环氧胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂5～25份加入到双酚A环氧树脂(E-51)100份中，搅拌并加热至60℃，加入端羧基液体丁腈橡胶10～15份，搅拌均匀。
(2)加入改性纳米二氧化钛5～15份，改性纳米二氧化硅5～15份，充分混合，搅拌均匀。
(3)加入固化剂(T-31)15～25份和固化促进剂(DMP-30)固化剂用量的1％份的混合液，搅拌均匀即可得新型环氧胶黏剂。
优点与效果
采用端羧基液体丁腈橡胶和改性纳米二氧化钛、改性纳米二氧化硅作为增韧剂，对双酚A环氧树脂同时增韧，这样可以充分的发挥有机增韧剂和无机纳米增韧剂的双重增韧效果，更好的改善环氧胶黏剂的韧性。环氧胶黏剂的制备工艺简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的描述，但不发明不限于这些实施例。
实施例1
将溶剂5份加入到双酚A环氧树脂(E-51)100份中，搅拌并加热至60℃，加入端羧基液体丁腈橡胶10份，搅拌均匀；加入改性纳米二氧化钛5份，改性纳米二氧化硅6份，充分混合，搅拌均匀；加入固化剂(T-31)15份和固化促进剂(DMP-30)0.15份的混合液，搅拌均匀即可得到新型环氧胶黏剂。
本实施例1所制备胶黏剂的力学性能如表1所示，剪切强度按照GB 7124-86，采用万能材料试验机测试，冲击强度按照GB/T 2567 2008，采用ZBC-4型摆锤冲击试验机测试。
表1
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 15.4
冲击强度(MPa) 16.7
实施例2
将溶剂10份加入到双酚A环氧树脂(E-51)100份中，搅拌并加热至60℃，加入端羧基液体丁腈橡胶11份，搅拌均匀；加入改性纳米二氧化钛6份，改性纳米二氧化硅9份，充分混合，搅拌均匀；加入固化剂(T-31)18份和固化促进剂(DMP-30)0.18份的混合液，搅拌均匀即可得到新型环氧胶黏剂。
本实施例2所制备胶黏剂的力学性能如表2所示。
表2
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 15.8
冲击强度(MPa) 17.1
实施例3
将溶剂7份加入到双酚A环氧树脂(E-51)100份中，搅拌并加热至60℃，加入端羧基液体丁腈橡胶12份，搅拌均匀；加入改性纳米二氧化钛5份，改性纳米二氧化硅10份，充分混合，搅拌均匀；加入固化剂(T-31)20份和固化促进剂(DMP-30)0.20份的混合液，搅拌均匀即可得到新型环氧胶黏剂。
本实施例3所制备胶黏剂的力学性能如表3所示。
表3
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 16.1
冲击强度(MPa) 17.8
实施例4
将溶剂19份加入到双酚A环氧树脂(E-51)100份中，搅拌并加热至60℃，加入端羧基液体丁腈橡胶15份，搅拌均匀；加入改性纳米二氧化钛15份，改性纳米二氧化硅11份，充分混合，搅拌均匀；加入固化剂(T-31)25份和固化促进剂(DMP-30)0.25份的混合液，搅拌均匀即可得到新型环氧胶黏剂。
本实施例4所制备胶黏剂的力学性能如表4所示。
表4
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 17.2
冲击强度(MPa) 18.7
实施例1至4中所述的改性纳米二氧化钛，经以下方法制备：将20～50nm的二氧化钛10g加入乙二醇50ml中得溶液A，取1.5g偶联剂KH-560中加入适量水和甲醇混合液中水解得溶液B。溶液A和B混合后，在50℃下超声2h。反应完成后抽滤、并在70℃下烘干，研磨，过200目筛，得改性纳米二氧化钛。
所述的纳米二氧化硅，经以下方法制备：将20～50nm的纳米二氧化硅10g加入乙二醇50ml中得溶液A，取1.5g偶联剂KH-560中加入适量水和甲醇混合液中水解得溶液B。溶液A和B混合后，在50℃下超声2h。反应完成后抽滤、并在70℃下烘干，研磨，过200目筛，得改性纳米二氧化硅。
所述的溶剂为二甲苯和二氧六环按照质量比1：1混合而成的混合溶剂。

Claims (5)

1.一种新型环氧胶黏剂，其特征在于，按照重量份数由下列原料组成：双酚A环氧树脂E-51100份，端羧基液体丁腈橡胶10～15份，改性纳米二氧化钛5～15份，改性纳米二氧化硅5～15份，固化剂T-3115～25份，固化促进剂DMP-30固化剂用量的1％份，溶剂5～25份。
2.根据权利要求1所述所述的一种新型环氧胶黏剂，其特征在于，所述的改性纳米二氧化钛，经以下方法制备的：将20～50nm的二氧化钛10g加入乙二醇50ml中得溶液A，取1.5g偶联剂KH-560中加入适量水和甲醇混合液中水解得溶液B；溶液A和B混合后，在50℃下超声2h；反应完成后抽滤、并在70℃下烘干，研磨，过200目筛，得改性纳米二氧化钛。
3.根据权利要求1所述所述的一种新型环氧胶黏剂，其特征在于，所述的改性纳米二氧化硅，经以下方法制备：将20～50nm的纳米二氧化硅10g加入乙二醇50ml中得溶液A，取1.5g偶联剂KH-560中加入适量水和甲醇混合液中水解得溶液B；溶液A和B混合后，在50℃下超声2h；反应完成后抽滤、并在70℃下烘干，研磨，过200目筛，得改性纳米二氧化硅。
4.根据权利要求1所述所述的一种新型环氧胶黏剂，其特征在于，所述的溶剂为二甲苯和二氧六环的混合溶剂。
5.一种制备权利要求1所述所述的新型环氧胶黏剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将溶剂5～25份加入到双酚A环氧树脂E-51 100份中，搅拌并加热至60℃，加入端羧基液体丁腈橡胶10～15份，搅拌均匀；
(2)加入改性纳米二氧化钛5～15份，改性纳米二氧化硅5～15份，充分混合，搅拌均匀；
(3)加入固化剂T-3115～25份和固化促进剂DMP-30固化剂用量的1％份的混合液，搅拌均匀即可得环氧胶黏剂。
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