CN108641647A - 一种膜组件封端用双组份环氧胶粘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水处理行业膜组件封端用的双组份环氧胶粘剂，该膜组件封端胶包括质量比为2:1的A组份和B组份，所述A组份由双酚A型和F型环氧树脂、反应型增韧剂、偶联剂和附着力促进剂组成；所述B组份为改性胺类固化剂，由改性脂肪胺和丙烯腈反应制得。本发明的环氧封端胶固化后硬度适中，通过增韧剂提高了固化物的抗冲击性，减少了胶体开裂的问题，同时也赋予膜丝根部一定的柔性，改善了断丝的现象。通过双酚F型环氧树脂对整体粘度进行调节，从而得到合适的爬胶高度。此外，该双组份环氧封端胶加入了少量的附着力促进剂，并且通过丙烯腈对改性脂肪胺固化剂的进一步改性，提高了胶粘剂对ABS等工程塑料的粘接力，避免了胶体脱壳之类的问题。

Description

一种膜组件封端用双组份环氧胶粘剂
技术领域
本发明属于环氧胶粘剂领域，具体涉及到水处理行业膜组件封端用的双组份环氧胶粘剂。
背景技术
作为一种新型高效、精密分离技术，膜材料利用其孔隙的拦截能力对水中一定大小的杂质颗粒进行截留，该过程为物理进程，没有发生相的变化，也没有添加任何助剂，因而在水处理领域被广泛应用。在压力驱动下，溶液中水、有机小分子、无机离子等尺寸小的物质可以通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同组份的目的。
环氧树脂具有优异的粘接、防腐蚀、收缩率小、耐老化和成型方便等性能，因此可用作超滤/微滤膜滤芯的封端材料而被广泛应用于水处理膜组件的组装工艺中，起到固定、粘接、密封和承受压力的作用。目前，大多数企业所使用的环氧封端胶普遍存在着硬度大、柔韧性不足，胶体易开裂、混胶粘度与爬丝高度矛盾、与塑料件粘接力不够等问题，从而限制了环氧树脂在膜组件封端领域的应用。
发明内容
本发明提供一种组件封端用双组份环氧胶粘剂，用于超滤膜或微滤膜组件中聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜和聚醚砜中一种或几种膜丝的组装封端，其包括质量比2:1的A组份和B组份；
所述A组份由下列重量份的原料组成：环氧值为0.42～0.54的双酚A型环氧树脂60～80份、环氧值为0.56～0.63的双酚F型环氧树脂5～30份、增韧剂5～10份、偶联剂0.5～3份、附着力促进剂0.05～1份。
所述增韧剂为橡胶弹性体、热塑性塑料，增韧剂为聚氨酯弹性体、端羧基丁腈橡胶(CTBN)、端羟基丁腈橡胶(HTBN)、端环氧基丁腈橡胶(ETBN)、聚硫橡胶、端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚苯醚中的一种或多种以任意比例的混合物，其用量为5～10％。
所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-环氧丙基醚丙基三乙氧基硅烷(KH-560)、γ-丙基三甲基硅烷(KH-570)中的至少一种或两种及以上的混合物，其用量为0.5～3％。
所述的附着力促进剂为含有氨基官能团的化合物，其用量为0.05～1％。
所述的B组份按其自身总重计，由以下原料制备得到：改性脂肪胺70～90％和丙烯腈10～30％，且各原料含量百分数之和为100％。
所述的双组份环氧封端胶B组份的制备方法，在装有机械搅拌、回流冷凝管、等压分液漏斗和控温装置的四口烧瓶中，在30℃和搅拌条件下，将重量份计10～30％的丙烯腈逐滴缓慢滴加至以重量份计70～90％的改性脂肪胺中，滴加完毕后，通入氮气进行保护，并将温度升至70℃搅拌反应5h。反应完成后，待温度降至室温再停止氮气保护；
本发明的重点有以下几点：
1.通过反应型增韧剂的加入使得固化产物在得到合适硬度的同时保证了柔韧性，减少了胶体开裂的问题。另外，也赋予超滤膜或微滤膜的膜丝根部一定的柔性，改善了断丝的现象；
2.通过对双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂配比的调整从而调节体系粘度，不仅满足灌胶的便捷性，同时控制膜丝上的爬胶高度，保证产品质量；
3.通过加入少量的附着力促进剂，并且通过丙烯腈对改性脂肪胺固化剂的进一步改性，增强了胶粘剂对ABS等工程塑料的粘接力，避免了胶体脱壳之类的问题，提高了粘接质量的稳定性和可靠性。
具体实施方式
以下结合实施例和实验数据，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
制备方法：将上述70g双酚A型环氧树脂、20g双酚F型环氧树脂、9g增韧剂、0.5g偶联剂和0.5g附着力促进剂在常温下混合搅拌均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。在装有机械搅拌、回流冷凝管、等压分液漏斗和控温装置的四口烧瓶中，将上述10g丙烯腈于30℃逐滴缓慢滴加至以40g的改性脂肪胺中，滴加完毕后，通入氮气进行保护，并将温度升至70℃搅拌反应5h。反应完成后，待温度降至室温再停止氮气保护，出料静置脱泡即得B组份。
将A、B组份按重量比2:1混合均匀，即制得膜组件封端用双组份环氧胶粘剂。
实施例2
制备方法：将上述80g双酚A型环氧树脂、10g双酚F型环氧树脂、9g增韧剂、0.5g偶联剂和0.5g附着力促进剂在常温下混合搅拌均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。在装有机械搅拌、回流冷凝管、等压分液漏斗和控温装置的四口烧瓶中，将上述20g丙烯腈于30℃逐滴缓慢滴加至以30g的改性脂肪胺中，滴加完毕后，通入氮气进行保护，并将温度升至70℃搅拌反应5h。反应完成后，待温度降至室温再停止氮气保护，出料静置脱泡即得B组份。
将A、B组份按重量比2:1混合均匀，即制得膜组件封端用双组份环氧胶粘剂。
对比例1
制备方法：将上述79g双酚A型环氧树脂、20g双酚F型环氧树脂、0.5g偶联剂和0.5g附着力促进剂在常温下混合搅拌均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。在装有机械搅拌、回流冷凝管、等压分液漏斗和控温装置的四口烧瓶中，将上述10g丙烯腈于30℃逐滴缓慢滴加至以40g的改性脂肪胺中，滴加完毕后，通入氮气进行保护，并将温度升至70℃搅拌反应5h。反应完成后，待温度降至室温再停止氮气保护，出料静置脱泡即得B组份。
将A、B组份按重量比2:1混合均匀，即制得不含增韧剂的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂。
对比例2
制备方法：将上述80g双酚A型环氧树脂、10g双酚F型环氧树脂、9g增韧剂和1g偶联剂在常温下混合搅拌均匀，真空脱泡可得所述A组份。其中，搅拌和真空脱泡所用的设备均为本领域公知装置。将A、B组份按重量比2:1混合均匀，即制得未添加附着力促进剂和丙烯腈改性脂肪胺的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂。
分别用上述配方封装90mm超滤组件，所用膜丝为聚醚砜超滤膜丝，采用静态浇铸，灌胶量为260g，室温环境23℃。测试项目包括：混胶初始粘度(引用标准ASTM D-4878)、邵氏硬度(引用标准ASTM D-2240)、冲击强度(引用标准ASTM D-256)，爬胶高度(引用行业内标准)，剪切强度(引用标准ASTM D-732)。得到的检测结果如表1所示。
综合分析表1的数据发现，添加增韧剂组份的封端胶(如实施例1和2，对比例2)与没有添加增韧剂的封端胶(对比例1)相比，在冲击强度方面有着很大的差距，说明增韧剂的加入对环氧封端胶粘剂的柔韧性方面有着显著的改善，可减少胶体开裂的现象，同时也赋予超滤膜或微滤膜的膜丝根部一定的柔性，改善了断丝的问题。
初始混合粘度高的封端胶(如实施例1和对比例1)与初始混合粘度低的封端胶(如实施例2和对比例2)相比，混合粘度越高，爬胶高度越低，可通过对双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂配比的调整，进而实现混合粘度和爬胶高度的平衡。
添加附着力促进剂和丙烯腈改性脂肪胺的封端胶(如实施例1和2，对比例1)与没有添加附着力促进剂和丙烯腈改性脂肪胺的封端胶(对比例2)相比，在胶水附着力方面有着明显的增强，减少了胶体脱壳发生，从而获得更加稳定的粘接性能。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种膜组件封端用双组份环氧胶粘剂，其特征在于：包括A和B两种组份，以2:1的质量比混合而成，其中：
所述A组份由下列重量份的原料组成：
所述的B组份为改性胺类固化剂。
2.根据权利要求1所述的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂，其特征在于：所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.42～0.54，双酚F型环氧树脂的环氧值是0.56～0.63。
3.根据权利要求1所述的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂，其特征在于：所述增韧剂为弹性体和/或热塑性塑料，增韧剂为聚氨酯弹性体、端羧基丁腈橡胶(CTBN)、端羟基丁腈橡胶(HTBN)、端环氧基丁腈橡胶(ETBN)、聚硫橡胶、端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚苯醚中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂，其特征在于：所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和/或γ-环氧丙基醚丙基三乙氧基硅烷(KH-560)和/或γ-丙基三甲基硅烷(KH-570)。
5.根据权利要求1所述的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述的附着力促进剂为含有氨基官能团的化合物。
6.根据权利要求1所述的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂，其特征在于，所述B组份由以下重量分数原料制备得到：改性脂肪胺70～90％和丙烯腈10～30％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的膜组件封端用双组份环氧胶粘剂，其特征在于：
B组份的制备
在装有机械搅拌、回流冷凝管、等压分液漏斗和控温装置的四口烧瓶中，在30℃和搅拌条件下，将重量份计10～30％的丙烯腈逐滴缓慢滴加至以重量份计70～90％的改性脂肪胺中，滴加完毕后，通入氮气进行保护，并将温度升至70℃并搅拌反应5h，反应完成后，待温度降至室温再停止氮气保护。
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