CN111777977A - 一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法，该环氧胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶45～55配合使用；其中，A组分包括以下重量份数的原料：环氧树脂30～40份、改性环氧树脂50～70份、增韧剂20～30份、偶联剂4～6份；B组分包括以下重量份数的原料：改性聚酰胺固化剂15～25份、改性胺固化剂30～45份、快速柔性固化剂20～30份。本发明不仅具有快速的固化速度，良好的柔韧性、较高的透明度以及优异的耐高低温湿热性能，而且十分环保，对多种工程塑料有着优秀的附着力。

Description

一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及环氧胶粘剂领域，尤其涉及一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着科技的飞速发展，越来越多的工程塑料制品出现在了工业上。工程塑料具有化学性稳定好、绝缘性好、导热性低、透明性好、耐磨性佳、刚性大、蠕变小、质量轻等优异性能，因此在航空航天、汽车工业、机械制造、医学领域、智能家居等工业领域的应用越来越多。在这些工程塑料的应用过程中会涉及塑料与塑料之间的粘接、修补、灌封等等。工程塑料的常见粘接方法有：
(1)热熔法：一种针对热塑性塑料的粘接方法。热塑性树脂具有受热软化、冷却后硬化的特点，而且受热和冷却过程中不起化学反应，因此可通过加热被粘塑料表面，使其表面熔化后浸润贴合被粘表面，再通过冷却后硬化而实现粘接。
(2)溶剂法：通过使用相应的溶剂来使塑料表面腐蚀溶解软化后浸润贴合被粘表面，再通过溶剂挥发后塑料固化而实现粘接。
(3)胶粘剂法：通过使用合适的胶粘剂在合适的工艺条件下固化来实现塑料之间的粘接。
上述三种粘接方法相比，胶粘剂法既可用于热塑性塑料，也可用于热固性塑料，而且应用范围广、粘接牢固、操作简单，除粘接外也可用于填充修补、灌封补强等。但是工程塑料制品大多具有较低的表面能和较高的结晶度，从而导致其很难有良好的粘接效果。目前常见的工程塑料用胶粘剂有以下几种类型：
1、溶剂胶
溶剂胶是以前塑料粘接最常用的方法，主要针对PC、PVC、ABS等易溶解塑料，其粘接原理类似与上述的溶剂法粘接，不同的是溶剂中添加了可固化胶粘剂组分，兼具了溶剂法的粘接强度的优点以及胶粘剂法的可操作性强的优点。但溶剂胶也具有显著的缺点，常用的溶剂有丙酮、甲苯、氯仿、二氯甲烷等等，这些都是挥发性强且具有一定毒性的溶剂，随着各种工业制品对环保及TVOC的要求，此类胶粘剂已逐渐被替代。
2、瞬干胶
瞬干胶用于粘接工程塑料优点是无溶剂、速度快，粘接强度高。在玩具、电子电器等应用上应用较为广泛。但其存在操作时间短、耐湿耐热耐溶剂性差、耐冲击差等缺点，在工业应用中难以满足要求。
3、UV光固化胶
相较于瞬干胶，UV光固化胶具有较好的耐白化和耐老化的性能，但其粘接时受限于透明材料的粘接，应用范围相对较窄。
4、丙烯酸胶粘剂
丙烯酸胶粘剂室温固化快、对复合材料附着力好，多用于车辆内饰等。但丙烯酸胶粘剂存在以下缺点：①使用过程中气味大，对使用者和环境有一定的影响；②对基材存在一定程度的腐蚀，粘接后会降低基材本体的强度。③在耐高温、耐腐蚀、耐候性方面不够理想。
5、环氧胶粘剂
环氧胶粘剂价格便宜，具有很好的耐高温、耐腐蚀、耐候性等性能，还具有优秀的环保性能。但现有的环氧胶粘剂存在着以下缺点：①固化速度慢，大多环氧胶粘剂初固时间在2～15h的范围内，严重制约生产效率，增加工艺成本。②环氧胶粘剂对一些低表面能、高结晶度的塑料附着力差，需要对胶粘剂本身进行改性以及对基材进行处理。③不透明、通过一些增强填料、增韧橡胶等的改性，大多环氧产品都变得不透明，限制了其应用范围。
通过分析上述几种工程塑料用胶粘剂，开发一款环保、透明、快固、对工程塑料附着力高的环氧胶粘剂有着很大的应用潜力。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法，不仅具有快速的固化速度，良好的柔韧性、较高的透明度以及优异的耐高低温湿热性能，而且十分环保，对多种工程塑料有着优秀的附着力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，该环氧胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶45～55配合使用；其中，
A组分包括以下重量份数的原料：环氧树脂30～40份、改性环氧树脂50～70份、增韧剂20～30份、偶联剂4～6份；
B组分包括以下重量份数的原料：改性聚酰胺固化剂15～25份、改性胺固化剂30～45份、快速柔性固化剂20～30份。
优选地，所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54、环氧树脂F-51、环氧树脂F-44中的至少一种。
优选地，所述改性环氧树脂采用改性环氧树脂EPD-171、改性环氧树脂YD-126、改性环氧树脂KSR-177中的至少一种。
优选地，所述增韧剂是奇士增韧剂VL-4、奇士增韧剂VL-1、聚氨酯改性环氧增韧剂102C-1、奇士增韧剂UL-1、环氧树脂增韧剂XA-406T中的至少一种。
优选地，所述偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、FUSABOND A560偶联剂中的至少一种。
优选地，所述改性聚酰胺固化剂采用固化剂V140、固化剂Ancamide 350A、固化剂Ancamide 2050、固化剂XH429中的至少一种。
优选地，所述改性胺固化剂采用固化剂R-2026、固化剂R-2028、固化剂Ancamide2766、固化剂Ancamide 2636、固化剂Ancamide 910、固化剂Ancamide 2678中的至少一种。
优选地，所述快速柔性固化剂的制备方法为：将120重量份快速固化剂、30重量份环氧树脂、120重量份科思创Desmocap11混合，并在50℃下搅拌6h，得到均匀乳白色液体；然后将所述乳白色液体降至室温后加入90重量份促进剂，继续搅拌2h，即制得快速柔性固化剂；其中，所述的快速固化剂采用N,N'-双(3-氨丙基)-乙撑二胺、固化剂Ancamide2914UF中的至少一种；所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54中的至少一种；所述促进剂采用2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基二丙基三胺、N-氨乙基哌嗪中的至少一种。
一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂的制备方法，包括：
按照上述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂称取A组分和B组分的各原料；
A组分的制备：将环氧树脂、改性环氧树脂、增韧剂、偶联剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为10～15Hz，分散转速为550rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌3h，期间每隔30min清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得A组分；
B组分的制备：将改性聚酰胺固化剂、改性胺固化剂、快速柔性固化剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为10～15Hz，分散转速为550rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌3h，期间每隔1h清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得B组分；
将所述A组分与所述B组分按照体积比100∶45～55配合使用，即组成上述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所提供的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂以无色或浅色原料为基础，通过增韧剂、柔性快速固化剂、偶联剂的协同作用来实现胶粘剂的增韧、提速、提升工程塑料附着力。本发明不仅具有快速的固化速度，良好的柔韧性、较高的透明度以及优异的耐高低温湿热性能，而且十分环保，对多种工程塑料有着优秀的附着力。
具体实施方式
下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
下面对本发明所提供的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法进行详细描述。本发明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，该环氧胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶45～55配合使用；其中，
A组分包括以下重量份数的原料：环氧树脂30～40份、改性环氧树脂50～70份、增韧剂20～30份、偶联剂4～6份；
B组分包括以下重量份数的原料：改性聚酰胺固化剂15～25份、改性胺固化剂30～45份、快速柔性固化剂20～30份。
具体地，该工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂可以包括以下实施方案：
(1)所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54、环氧树脂F-51、环氧树脂F-44中的至少一种。
(2)所述改性环氧树脂采用改性环氧树脂EPD-171、改性环氧树脂YD-126、改性环氧树脂KSR-177中的至少一种。
(3)所述增韧剂是奇士增韧剂VL-4、奇士增韧剂VL-1、聚氨酯改性环氧增韧剂102C-1、奇士增韧剂UL-1、环氧树脂增韧剂XA-406T中的至少一种。
(4)所述偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、FUSABOND A560偶联剂中的至少一种。
(5)所述改性聚酰胺固化剂采用固化剂V140、固化剂Ancamide 350A、固化剂Ancamide 2050、固化剂XH429中的至少一种。
(6)所述改性胺固化剂采用固化剂R-2026、固化剂R-2028、固化剂Ancamide 2766、固化剂Ancamide 2636、固化剂Ancamide 910、固化剂Ancamide2678中的至少一种。
(7)所述快速柔性固化剂的制备方法为：将120重量份快速固化剂、30重量份环氧树脂、120重量份科思创Desmocap11混合，并在50℃下搅拌6h，得到均匀乳白色液体；然后将所述乳白色液体降至室温后加入90重量份促进剂，继续搅拌2h，即制得呈浅黄色透明液体的快速柔性固化剂。其中，所述的快速固化剂采用N,N'-双(3-氨丙基)-乙撑二胺、固化剂Ancamide 2914UF中的至少一种；所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54中的至少一种；所述促进剂采用2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基二丙基三胺、N-氨乙基哌嗪中的至少一种。
进一步地，该工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂的制备方法可以包括：
按照上述工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂称取A组分和B组分的各原料。
A组分的制备：将环氧树脂、改性环氧树脂、增韧剂、偶联剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为10～15Hz，分散转速为550rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌3h，期间每隔30min清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得A组分。
B组分的制备：将改性聚酰胺固化剂、改性胺固化剂、快速柔性固化剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为10～15Hz，分散转速为550rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌3h，期间每隔1h清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得B组分。
将所述A组分与所述B组分按照体积比100∶45～55配合使用，即组成上述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂。
综上可见，本发明实施例不仅具有快速的固化速度，良好的柔韧性、较高的透明度以及优异的耐高低温湿热性能，而且十分环保，对多种工程塑料有着优秀的附着力。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂及其制备方法进行详细描述。
实施例1
一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其配方如下：
A组分包括以下重量份数的原料：30份环氧树脂E-44、70份改性环氧树脂EPD-171、5份奇士增韧剂VL-1、15份环氧树脂增韧剂XA-406T、4份FUSABOND A560偶联剂。
B组分包括以下重量份数的原料：15份固化剂Ancamide 350A、30份固化剂R-2028、20份快速柔性固化剂。
将所述A组分与所述B组分按照体积比100∶45～55配合使用，即组成工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂。
具体地，所述快速柔性固化剂的制备方法为：将120重量份固化剂Ancamide2914UF、30重量份环氧树脂E-51、120重量份科思创Desmocap11混合，并在50℃下搅拌6h，得到均匀乳白色液体；然后将所述乳白色液体降至室温后加入90重量份N-氨乙基哌嗪，继续搅拌2h，即制得呈浅黄色透明液体的快速柔性固化剂。
实施例2
一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其配方如下：
A组分包括以下重量份数的原料：40份环氧树脂E-51、70份改性环氧树脂YD-126、10份奇士增韧剂VL-1、10份奇士增韧剂UL-1、4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
B组分包括以下重量份数的原料：20份固化剂Ancamide 2050、10份固化剂Ancamide2766、15份固化剂R-2026、5份固化剂Ancamide 2636、5份固化剂Ancamide 2678、30份快速柔性固化剂。
将所述A组分与所述B组分按照体积比100∶45～55配合使用，即组成工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂。
具体地，所述快速柔性固化剂的制备方法为：将120重量份N,N'-双(3-氨丙基)-乙撑二胺、30重量份环氧树脂E-54、120重量份科思创Desmocap11混合，并在50℃下搅拌6h，得到均匀乳白色液体；然后将所述乳白色液体降至室温后加入90重量份二甲基二丙基三胺，继续搅拌2h，即制得呈浅黄色透明液体的快速柔性固化剂。
实施例3
一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其配方如下：
A组分包括以下重量份数的原料：5份环氧树脂F-51、25份环氧树脂E-51、50份改性环氧树脂YD-126、20份改性环氧树脂KSR-177、10份奇士增韧剂VL-1、10份环氧树脂增韧剂XA-406T、4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
B组分包括以下重量份数的原料：15份固化剂V140、10份固化剂Ancamide 910、20份固化剂R-2026、5份固化剂Ancamide 2678、25份快速柔性固化剂。
将所述A组分与所述B组分按照体积比100∶45～55配合使用，即组成工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂。
具体地，所述快速柔性固化剂的制备方法为：将120重量份N,N'-双(3-氨丙基)-乙撑二胺、30重量份环氧树脂E-51、120重量份科思创Desmocap11混合，并在50℃下搅拌6h，得到均匀乳白色液体；然后将所述乳白色液体降至室温后加入90重量份二甲基二丙基三胺，继续搅拌2h，即制得呈浅黄色透明液体的快速柔性固化剂。
性能检测
对本发明实施例1至3中所制得的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂进行性能测试，其测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002597396360000071
高低温湿热循环条件：参考标准IOS9142 D4循环20次
由上表1可以看出：本发明实施例1至3中所制得的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂在不对工程塑料基材表面进行处理的情况下依然有着优秀的附着力，且在室温下具有极快的固化速度和较好的透明度以及有着不错的耐高低温湿热性能。
综上可见，本发明实施例不仅具有快速的固化速度，良好的柔韧性、较高的透明度以及优异的耐高低温湿热性能，而且十分环保，对多种工程塑料有着优秀的附着力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，该环氧胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶45～55配合使用；其中，
A组分包括以下重量份数的原料：环氧树脂30～40份、改性环氧树脂50～70份、增韧剂20～30份、偶联剂4～6份；
B组分包括以下重量份数的原料：改性聚酰胺固化剂15～25份、改性胺固化剂30～45份、快速柔性固化剂20～30份。
2.根据权利要求1所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54、环氧树脂F-51、环氧树脂F-44中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，所述改性环氧树脂采用改性环氧树脂EPD-171、改性环氧树脂YD-126、改性环氧树脂KSR-177中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，所述增韧剂是奇士增韧剂VL-4、奇士增韧剂VL-1、聚氨酯改性环氧增韧剂102C-1、奇士增韧剂UL-1、环氧树脂增韧剂XA-406T中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，所述偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、FUSABOND A560偶联剂中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，所述改性聚酰胺固化剂采用固化剂V140、固化剂Ancamide 350A、固化剂Ancamide 2050、固化剂XH429中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，所述改性胺固化剂采用固化剂R-2026、固化剂R-2028、固化剂Ancamide 2766、固化剂Ancamide 2636、固化剂Ancamide 910、固化剂Ancamide 2678中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂，其特征在于，所述快速柔性固化剂的制备方法为：将120重量份快速固化剂、30重量份环氧树脂、120重量份科思创Desmocap11混合，并在50℃下搅拌6h，得到均匀乳白色液体；然后将所述乳白色液体降至室温后加入90重量份促进剂，继续搅拌2h，即制得快速柔性固化剂；
其中，所述的快速固化剂采用N,N'-双(3-氨丙基)-乙撑二胺、固化剂Ancamide 2914UF中的至少一种；所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54中的至少一种；所述促进剂采用2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基二丙基三胺、N-氨乙基哌嗪中的至少一种。
9.一种工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括：
按照上述权利要求1至8中任一项所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂称取A组分和B组分的各原料；
A组分的制备：将环氧树脂、改性环氧树脂、增韧剂、偶联剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为10～15Hz，分散转速为550rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌3h，期间每隔30min清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得A组分；
B组分的制备：将改性聚酰胺固化剂、改性胺固化剂、快速柔性固化剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为10～15Hz，分散转速为550rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌3h，期间每隔1h清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得B组分；
将所述A组分与所述B组分按照体积比100∶45～55配合使用，即组成上述权利要求1至8中任一项所述的工程塑料粘接用室温快固透明环氧胶粘剂。
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