CN112341970A - 一种环氧结构胶及其制备方法 - Google Patents
一种环氧结构胶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112341970A CN112341970A CN202011087180.3A CN202011087180A CN112341970A CN 112341970 A CN112341970 A CN 112341970A CN 202011087180 A CN202011087180 A CN 202011087180A CN 112341970 A CN112341970 A CN 112341970A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- component
- epoxy
- epoxy resin
- curing agent
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/50—Amines
- C08G59/5006—Amines aliphatic
- C08G59/5013—Amines aliphatic containing more than seven carbon atoms, e.g. fatty amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/08—Macromolecular additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
本发明公开一种环氧结构胶,包括:组分A和组分B,所述组分A包括环氧树脂;所述组分B包括环氧树脂和固化剂,所述固化剂为聚醚胺,所述环氧树脂和聚醚胺预先发生加成反应,形成扩链预聚的环氧固化剂。本发明的双组份环氧结构胶通过在组分B中加入聚醚胺作为固化剂,并与环氧树脂形成环氧固化剂,可以使固化剂粘度适中,保留了聚醚胺的柔性嵌段,低温下活性高,能促进环氧树脂在低温下快速固化,耐水性好,表面张力低,力学性能和柔韧性能优异,同时呈现出强度高,耐温性好,使得本发明所制备的环氧结构胶具备优异的抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明涉及热固性环氧胶技术领域,尤其涉及一种耐冲击的环氧结构胶及其制备方法。
背景技术
结构粘合剂通常是热固性树脂组合物,替代或增强常规的连接技术,如螺丝,螺栓,圆钉,缝钉,铆钉和金属熔凝工艺(如,焊接,硬钎焊和软钎焊)等。结构粘合剂的用途包括工业、电子小零件及工程结构件等领域,被要求具有高机械强度和高耐冲击性。
在汽车工业往轻质零件的趋势,电子器件也多采用一些热敏感的光学元器件,结构粘合剂需要表现出良好的操作时间及固化速度,因此往往采用双组份混合固化的双组份环氧胶,区别于单组份环氧胶需要加热才能快速固化,双组份环氧粘接胶表现出优异的粘接强度。
中国专利CN1546590A公开一种在室温下固化的耐高温型挠性粘合剂及其制备方法,该粘合剂由粘合剂混合物和固化组分组成,其中粘合组分又含有增韧组分、耐温组分和增塑剂,固化组分由固体固化剂和固化促进剂组成。这个耐高温型挠性粘合剂由于采用液体丁腈橡胶和增塑剂作为增韧组分,在一定程度上实现了胶体的柔韧性补强,但由于这两种成分和环氧树脂相容性较差,在放置过程中容易出现分层,且两种树脂在固化时并没有形成“海岛结构”,降低了玻璃化转化温度,在高温高湿下强度很低,抗冲击性也差。
中国专利CN104004483A公开一种耐冲击、高韧性、耐高温的环氧胶黏剂,原料组成为: A组分包括:重量比为70:30的双酚A和4,4-二氨基二苯基甲烷四缩水甘油胺树脂混合成的基体、增韧剂、偶联剂KH560和氧化铝填料;B组分包括:由二聚脂肪酸和多胺合成的反应性聚酰胺树脂、改性的耐高温脂肪胺固化剂、ATBN、偶联剂KH550和氧化铝填料,但在采用4,4-二氨基二苯基甲烷四缩水甘油胺树脂和脂肪族多胺,能保证胶体的强度非常高,耐热性好,与此同时硬度大,固化收缩率,在一定程度上损害了胶体的韧性和抗冲击性,同时此环氧胶的固化速度非常快,难以实现合适的操作时间。
可见,双组份环氧胶的固化速度和操作时间存在一定的矛盾,常规双组份环氧粘接胶特点是强度高,但硬度高,收缩率比较大,脆性大,即耐冲击性较弱。如何保证双组份环氧胶能快速固化,又能通过冷热冲击、跌落实验和高温高湿的老化测试,保持高可靠性也是一个问题,同时还要求产品需要符合环保要求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种施工稳定性高、常温快速固化、具有优异的粘接强度、低收缩率、高柔韧性、高抗冲击强度、符合环保要求的环氧结构胶,适用于结构粘接,特别适用于粘合电子小零件及工程结构件。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种环氧结构胶,包括:组分A和组分B,所述组分A包括环氧树脂;所述组分B包括环氧树脂和固化剂,所述固化剂为聚醚胺,所述环氧树脂和聚醚胺预先发生加成反应,形成扩链预聚的环氧固化剂。
环氧固化剂是指环氧树脂和固化剂发生加成反应,形成扩链预聚性质的物质。本发明通过将组分B中的环氧树脂与固化剂先形成环氧固化剂,可以加速胶水前期的聚合反应,从而形成大分子结构,凝胶时间进一步缩短,以及使得聚合物的分子结构进一步规整,提高环氧结构胶韧性。采用聚醚胺作为固化剂的作用还在于聚醚胺(PEA)是一类主链为聚醚结构,末端活性官能团为胺基的聚合物,由于分子结构中含有醚键,它的柔韧性非常好,固化物耐冲击性强。
作为本发明一种优选的实施方案,所述组分A和所述组分B的质量比为2:1。
作为本发明一种优选的实施方案,所述环氧树脂是单官能团、双官能团、三官能团或者多官能团的环氧树脂。优选为双官能团的环氧树脂。
作为本发明进一步优选的实施方案,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族型环氧树脂、联苯型环氧树脂树脂、萘型环氧树脂和DCPD型环氧树脂中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,聚醚胺可以为具有一个或多个胺基部分的聚醚胺。由此,组分B中的环氧树脂和具有胺部分聚醚胺先预反应进行扩链聚合,形成环氧固化剂。
在一些具体实施方式中,所述聚醚胺为可衍生自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷的聚醚胺。在一些具体实施方式中,所述聚醚胺为JEFFAMINETM系列聚醚多胺。在一些具体实施方式中,所述聚醚胺为4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺。采用伯胺类的聚醚胺时,能保证两未端胺基足够的反应活性。
作为本发明进一步优选的实施方案,环氧树脂与聚醚胺上的胺基的摩尔比为0.8~2.5:1。当在此范围内时,环氧树脂与聚醚胺生成的环氧固化剂分子量合适,粘度合适,且反应速度凝胶时间合适。当比例大于此范围时则粘度过大,操作时间短,难以操作;当比例小于此范围时则粘度过低,凝胶时间长,提高操作成本。
进一步优选的,环氧树脂与聚醚胺上的胺基的摩尔比为1.5~2.5:1。
具体的,环氧树脂与聚醚胺上的胺基的摩尔比可列举:0.8:1、1:1、1.2:1、1.5:1:1.8:1、2:1、 2.2:1、2.4:1、2.5:1,等等。
作为本发明一种优选的实施方案,以组分B总重量为100计,所述环氧固化剂用量重量份为50~90。进一步优选的,以组分B总重量为100计,所述环氧固化剂用量重量份为70~90。
具体的,所述环氧固化剂用量重量份可列举:50、60、70、72、74、76、78、80、82、 84、86、88、90,等等。
作为本发明一种优选的实施方案,所述环氧固化剂由以下步骤制备得到:在氮气氛围下先加入环氧树脂,并升温至105-120℃真空脱水2小时,再加入聚醚胺,并升温至75-90℃搅拌15-30分钟搅拌均匀后,稳定温度至85-90℃搅拌150-200分钟,测定粘度大于15000mPa.s 后,冷却至室温,得到环氧固化剂。
作为本发明进一步优选的实施方案,所述环氧固化剂由以下步骤制备得到:在氮气氛围下先加入占组分B中总重量的重量份为20~50的环氧树脂,并升温至105-120℃真空脱水2 小时后,再加入占组分B中总重量的重量份为30~60的聚醚胺,并升温至75-90℃搅拌15- 30分钟搅拌均匀后,稳定温度至85-90℃搅拌150-200分钟,并随后通过取样测定粘度大于 15000mPa.s,合格后,即将反应混合物冷却至室温,由此得到环氧固化剂。
作为本发明一种优选的实施方案,所述组分A还包括分散剂,所述分散剂为铝酸酯类偶联剂。
作为本发明一种进一步优选的实施方案,所述铝酸酯类偶联剂的结构式如(I)所示:
其中,R1、R2、R3以及R4分别独立地为直链或支链的Cl~C30的烷基。
作为本发明一种优选的实施方案,铝酸酯类偶联剂由以下步骤制备得到:加入烷氧基铝、乙酰乙酸化合物和磷酸酯甲苯溶液,并在125-135℃下搅拌4-5小时,同时除去反应过程中形成的烷基醇及甲苯,在达到所需的转化程度时,将批料冷却到55℃,并除去任何剩余的挥发物,最后产物混合物随后冷却到室温,得到铝酸酯类偶联剂。
作为本发明的一种优选实施方案,铝酸酯类偶联剂为(十八烷-9-烯基乙酰乙酸根合- O1',O3)二丙烷-2-醇合铝。
采用铝酸酯类偶联剂作为分散剂,可以在有机物表面上进行化学结合、形成有机物质皮膜。具有良好的分散性、增大着色力和提高涂膜的粘结力。
作为本发明一种优选的实施方案,所述组分A还包括稀释剂、填料、增韧剂、改性剂、分散剂、偶联剂、颜料;其中,以组分A总重量为100计,各成分用量重量份为:
作为本发明一种优选的实施方案,所述稀释剂为环己烷二甲醇二缩水甘油醚和2,2'-[[2- (环氧乙基甲氧基)-1,3-亚苯基]双(亚甲基)]双环氧乙烷中的任意一种或其组合;
作为本发明一种优选的实施方案,所述填料为疏水型二氧化硅、氢氧化铝、纳米碳酸钙、中空玻璃微珠中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述增韧剂为苯乙烯-丙烯晴-丁二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述改性剂为乙酰乙酸酯改性树脂。加入乙酰乙酸酯改性树脂能减少诱导时间,低温加速固化,增加韧性,同时表现出优异的耐高温高湿性能。
作为本发明一种优选的实施方案,所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、带环氧官能硅烷低聚物、三氰酸三(三甲氧基甲硅烷基丙酯)异氰酸酯中任意两种或者三种的组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述颜料为钛白粉或者炭黑中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述组分B还包括促进剂、催化剂、填料、消泡剂、颜料,其中,以组分B总重量为100计,各成分用量重量份为:
作为本发明一种优选的实施方案,所述促进剂为咪唑类、咪唑盐类、咪唑啉类、芳族叔胺类中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述催化剂为金属盐催化剂,所述金属盐催化剂包括硝酸钙、三氟甲磺酸钙、硝酸镧中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述填料为疏水型二氧化硅、氢氧化铝,纳米碳酸钙,中空玻璃微珠中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述消泡剂为二甲基聚硅氧烷类、甲基烷基聚硅氧烷类、全氟有机物改性类中的任意一种或其组合。
作为本发明一种优选的实施方案,所述颜料为钛白粉或者炭黑中的任意一种或其组合。
第二方面,本发明提供一种环氧结构胶的制备方法,包括步骤:
1)制备包括环氧树脂的组分A;
2)制备包括环氧树脂和固化剂的组分B,其中所述环氧树脂和所述固化剂形成环氧固化剂。
作为本发明一种优选的实施方案,步骤1)中,包括:
1.1)将环氧树脂、稀释剂、增韧剂在真空、低于65℃条件下,搅拌至混合均匀;
1.2)依次加入填料、改性剂、分散剂继续真空搅拌均匀;
1.3)在氮气保护下加入偶联剂和颜料,在真空、40℃下继续搅拌40-60分钟;
1.4)真空脱泡20-40分钟后过10微米滤网分装,得到组分A。
作为本发明一种进一步优选的实施方案,步骤1)中,包括:
1)在行星高速搅拌机中加入环氧树脂、稀释剂、增韧剂,保持真空,以1500-2000转/min的转速高速搅拌至混合均匀,控制温度不超过65℃;
2)然后再依次加入填料、改性剂、分散剂,继续真空以250-350转/min的转速高速搅拌均匀;
3)最后在氮气保护下加入偶联剂和颜料,调整循环水浴的温度为40-45℃,使物料温度保持在40℃时以500-850转/min的转速高速真空搅拌40-60分钟;
4)然后调整行星机转速为20-40转/min的转速真空脱泡20-40分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分A。
作为本发明一种优选的实施方案,步骤2)中,包括:
2.1)在氮气保护下加入环氧固化剂,在55-65℃下搅拌30分钟;
2.2)降温至45-55℃,在氮气保护下加入催化剂,搅拌均匀,直至无颗粒物;
2.3)在氮气保护下加入促进剂、填料、消泡剂和颜料,在30℃下真空搅拌60-80分钟;
2.4)真空脱泡20-40分钟后过10微米滤网分装,得到组分B。
作为本发明一种进一步优选的实施方案,步骤2)中,包括:
1)行星高速搅拌机中在氮气保护下加入环氧固化剂,控制温度在55-65℃,以350-550 转/min的转速高速搅拌10-30分钟;
2)然后降温至45-55℃,在氮气保护下加入催化剂,以550-850转/min的转速高速搅拌均匀,直至无颗粒物;
3)在氮气保护下加入促进剂、填料、消泡剂和颜料,调整循环水浴的温度为25-35℃,使物料温度保持在25-30℃时以300-550转/min的转速高速真空搅拌60-80分钟,
4)然后调整行星机转速为20-40转/min的转速真空脱泡20-40分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分B。
与现有技术相比,本发明具有以下技术效果:
本发明的双组份环氧结构胶通过在组分B中加入聚醚胺作为固化剂,并使聚醚胺与环氧树脂形成环氧固化剂,可以使固化剂粘度适中,保留了聚醚胺的柔性嵌段,低温下活性高,能促进环氧树脂在低温下快速固化,耐水性好,表面张力低,力学性能和柔韧性能优异,同时呈现出高强度,耐温性好,使得具备优异的抗冲击性能;此外,在组分A中采用铝酸酯类偶联剂作为分散剂,具有良好的分散性、增大着色力和提高涂膜的粘结力。
本发明的双组份环氧结构胶的各个组成成分均达到无卤要求,因此在配方配比的调整过程中都不会产生产品出现卤素超标的情况,保证最终产品符合RoHS、Reach等环保性测试要求。
本发明的双组份环氧结构胶施工稳定性高,常温快速固化,提供优异的粘接强度,低收缩率、卓越的可靠性和耐候性,高柔韧性,高抗冲击强度,符合环保要求。
本发明的双组份环氧结构胶的制备方法工艺简单,制备成本低,易于实现工业化生产。
具体实施方式
除非另外说明,本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。术语“包含”或“包括”为开放式表达,即包括本发明所指明的内容,但并不排除其他方面的内容。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
制备例1
铝酸酯类偶联剂的合成
配备有搅拌器、蒸馏管、气体入口管和内部温度计的四颈烧瓶中,先加入100g的异丙醇铝和368.5g乙酰乙酸油酯,将此混合物加热到80℃,然后以50滴/分钟的速度滴加由285g 磷酸二辛酯和100ml甲苯组成的混合溶液,将反应混合物升温至125-135℃下搅拌4-5小时,同时经由蒸馏管使用N2的温和流动气体减压以除去反应过程中形成的异丙醇及甲苯溶剂,在达到所需的转化程度时,将批料冷却到55℃,并将压力减压以除去剩余的挥发物,最后产物混合物随后冷却至室温,得到铝酸酯类偶联剂。
实施例1
组份A的制备:
1)在行星高速搅拌机中加入环氧树脂、稀释剂、增韧剂,保持真空,以1500转/min的转速高速搅拌至混合均匀,控制温度不超过65℃;
2)然后再依次加入填料、改性剂、分散剂,继续真空以250转/min的转速高速搅拌均匀;
3)最后在氮气保护下加入偶联剂和颜料,调整循环水浴的温度为40-45℃,使物料温度保持在40℃时以500转/min的转速高速真空搅拌40分钟,
4)然后调整行星机转速为20转/min的转速真空脱泡20分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分A。
组份B的制备:
1)在氮气氛围下先加入环氧树脂,并升温至105-120℃真空脱水2小时后,再加入聚醚胺,并升温至75-90℃搅拌15分钟搅拌均匀后,稳定温度至85-90℃搅拌150分钟,并随后通过取样测定粘度大于15000mPa.s,合格后,即将反应混合物冷却至室温,由此得到环氧固化剂;
2)行星高速搅拌机中在氮气保护下加入环氧固化剂,控制温度在55-65℃,以350转/min 的转速高速搅拌10分钟;
3)然后降温至45-55℃,在氮气保护下加入催化剂,以550转/min的转速高速搅拌均匀,直至无颗粒物;
4)在氮气保护下加入促进剂、填料、消泡剂和颜料,调整循环水浴的温度为25-35℃,使物料温度保持在25-30℃时以300转/min的转速高速真空搅拌60分钟,
5)然后调整行星机转速为20转/min的转速真空脱泡20分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分B。
制备组分A和组分B的各成分及用量如表1所示,其中组分B中环氧树脂与固化剂形成的环氧固化剂占组分B中总重量的重量份为84。
表1实施例1各成分及用量
实施例2
组份A的制备:
1)在行星高速搅拌机中加入环氧树脂、稀释剂、增韧剂,保持真空,以1800转/min的转速高速搅拌至混合均匀,控制温度不超过65℃;
2)然后再依次加入填料、改性剂、分散剂,继续真空以300转/min的转速高速搅拌均匀;
3)最后在氮气保护下加入偶联剂和颜料,调整循环水浴的温度为40-45℃,使物料温度保持在40℃时以500-850转/min的转速高速真空搅拌50分钟,
4)然后调整行星机转速为20-40转/min的转速真空脱泡30分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分A。
组份B的制备:
1)在氮气氛围下先加入环氧树脂,并升温至105-120℃真空脱水2小时后,再加入聚醚胺,并升温至75-90℃搅拌20分钟搅拌均匀后,稳定温度至85-90℃搅拌180分钟,并随后通过取样测定粘度大于15000mPa.s,合格后,即将反应混合物冷却至室温,由此得到环氧固化剂;
2)行星高速搅拌机中在氮气保护下加入环氧固化剂,控制温度在55-65℃,以500转/min 的转速高速搅拌20分钟;
3)然后降温至45-55℃,在氮气保护下加入催化剂,以700转/min的转速高速搅拌均匀,直至无颗粒物;
4)在氮气保护下加入促进剂、填料、消泡剂和颜料,调整循环水浴的温度为25-35℃,使物料温度保持在25-30℃时以450转/min的转速高速真空搅拌70分钟;
5)然后调整行星机转速为30转/min的转速真空脱泡230分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分B。
制备组分A和组分B的各成分及用量如21所示,其中组分B中环氧树脂与固化剂形成的环氧固化剂占组分B中总重量的重量份为81。
表2实施例2各成分及用量
实施例3
组份A的制备:
1)在行星高速搅拌机中加入环氧树脂、稀释剂、增韧剂,保持真空,以2000转/min的转速高速搅拌至混合均匀,控制温度不超过65℃;
2)然后再依次加入填料、改性剂、分散剂,继续真空以350转/min的转速高速搅拌均匀;
3)最后在氮气保护下加入偶联剂和颜料,调整循环水浴的温度为40-45℃,使物料温度保持在40℃时以850转/min的转速高速真空搅拌60分钟;
4)然后调整行星机转速为40转/min的转速真空脱泡40分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分A。
组份B的制备:
1)在氮气氛围下先加入环氧树脂,并升温至105-120℃真空脱水2小时后,再加入聚醚胺,并升温至75-90℃搅拌30分钟搅拌均匀后,稳定温度至85-90℃搅拌200分钟,并随后通过取样测定粘度大于15000mPa.s,合格后,即将反应混合物冷却至室温,由此得到环氧固化剂;
2)行星高速搅拌机中在氮气保护下加入环氧固化剂,控制温度在55-65℃,以550转/min 的转速高速搅拌30分钟;
3)然后降温至45-55℃,在氮气保护下加入催化剂,以850转/min的转速高速搅拌均匀,直至无颗粒物;
4)在氮气保护下加入促进剂、填料、消泡剂和颜料,调整循环水浴的温度为25-35℃,使物料温度保持在25-30℃时以550转/min的转速高速真空搅拌80分钟;
5)然后调整行星机转速为40转/min的转速真空脱泡40分钟后过10微米不锈钢滤网分装,得到组分B。
制备组分A和组分B的各成分及用量如表3所示,其中组分B中环氧树脂与固化剂形成的环氧固化剂占组分B中总重量的重量份为73.5。
表3实施例3各成分及用量
测试方法:
将实施例1-3中组分A和组分B按照质量比为2:1的比例混合,并按照以下条件进行测试,测试结果如表4中所示。
操作时间:A组分和B组分混合粘度达到翻倍的时间。
硬度:根据ASTM D2240通过D型硬度计测量硬度。对每个样品测量三次邵氏D值,并报告硬度的平均值。
玻璃化转变温度测试:常温固化3天固化,使用TMA测试TG点。
拉伸性能:根据ASTM D412测量拉伸强度和伸长率。拉伸强度测试具有10%的偏差。对每个样品测量三次值,并报告最小。
粘接强度:将实施例和比较例中得到的环氧组合物,以约2mm的宽度涂布于AL基板,然后贴合AL基板,常温固化3天后,得到粘接性评价用样品。最后使用拉伸试验机,沿剪切方向以5mm/sec的速度对制作的粘接性评价用样品进行拉伸,测定AL基板与AL基板剥离时的强度。
固化收缩率测试方法:称取一定质量的胶液使用密度计测试其密度,计算紧凑体积;然后称取同等质量的胶液在正方体平底喷嘴上进行固化,固化冷却后使用密度计测试所固胶块的密度,计算固态体积;再用液体体积的固态除以液体体积,即得固化收缩率。
高温可靠性:将得到的高温可靠性评价用样品相对于地面垂直地悬挂,在AL基板的端部吊挂100g的砝码的状态下放入100℃的烘箱中,静置72小时。在72小时静置后,AL基板与AL基板剥离的情况来判定。
高温高湿可靠性:将得到的高温可靠性评价用样品相对于地面垂直地悬挂,在AL基板的端部吊挂100g的砝码的状态下放入60℃90%RH的烘箱中,静置72小时。72小时静置后,AL基板与AL基板剥离的情况来判定。
跌落测试:将得到的跌落可靠性评价用样品做负重跌落,及在样品上有额外加上一定的 250G,在跌落高度是1.5米,跌落方式以垂直跌落,看AL基板与AL基板剥离的情况来判定。
测试结果:
表4实施例1-3测试数据
结果表明:实施例1-3的产品的施工稳定性高,常温快速固化,具有优异的粘接强度,低收缩率、卓越的可靠性和耐候性;由于实施例1-3的产物具有高柔韧性,高抗冲击强度,大大提高了产品的可靠性;最后从耐疲劳性能来看,实施例1-3的产品具有高可靠性和高耐候,大大提高了产品寿命。
在本说明书的描述中,参考术语“一些实施方式”、“另一些实施方式”、“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方案以及实施例,可以理解的是,上述实施方案、实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方案、实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种环氧结构胶,其特征在于,包括:组分A和组分B,所述组分A包括环氧树脂;所述组分B包括环氧树脂和固化剂,所述固化剂为聚醚胺,所述环氧树脂和聚醚胺预先发生加成反应,形成扩链预聚的环氧固化剂。
2.根据权利要求1所述的环氧结构胶,其特征在于,所述组分A和所述组分B的质量比为2:1。
3.根据权利要求1所述的环氧结构胶,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族型环氧树脂、联苯型环氧树脂树脂、萘型环氧树脂和DCPD型环氧树脂中的任意一种或其组合;所述聚醚胺为可衍生自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷的聚醚胺,或者所述聚醚胺为JEFFAMINETM系列聚醚多胺,或者所述聚醚胺为4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺。
4.根据权利要求1所述的环氧结构胶,其特征在于,所述环氧树脂与聚醚胺上的胺基的摩尔比为0.8~2.5:1;以组分B总重量为100计,所述环氧固化剂用量重量份为50~90。
5.根据权利要求1所述的环氧结构胶,其特征在于,所述环氧固化剂由以下步骤制备得到:在氮气氛围下先加入环氧树脂,并升温至105-120℃真空脱水2小时,再加入聚醚胺,并升温至75-90℃搅拌15-30分钟搅拌均匀后,稳定温度至85-90℃搅拌150-200分钟,测定粘度大于15000mPa.s后,冷却至室温,得到环氧固化剂。
7.根据权利要求6所述的环氧结构胶,其特征在于,
所述稀释剂为环己烷二甲醇二缩水甘油醚和2,2'-[[2-(环氧乙基甲氧基)-1,3-亚苯基]双(亚甲基)]双环氧乙烷中的任意一种或其组合;
所述填料为疏水型二氧化硅、氢氧化铝、纳米碳酸钙、中空玻璃微珠中的任意一种或其组合;
所述增韧剂为苯乙烯-丙烯晴-丁二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的任意一种或其组合;
所述改性剂为乙酰乙酸酯改性树脂;
所述分散剂为铝酸酯类偶联剂,所述铝酸酯类偶联剂的结构式如(I)所示:
其中,R1、R2、R3以及R4分别独立地为直链或支链的Cl~C30的烷基;
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、带环氧官能硅烷低聚物、三氰酸三(三甲氧基甲硅烷基丙酯)异氰酸酯中任意两种或者三种的组合;
所述颜料为钛白粉或者炭黑中的任意一种或其组合。
9.一种制备如权利要求1-8任意一项所述环氧结构胶的方法,其特征在于,包括步骤:
1)制备包括环氧树脂的组分A;
2)制备包括环氧树脂和固化剂的组分B,其中所述环氧树脂和所述固化剂预先反应形成环氧固化剂。
10.根据权利要求9所述的制备环氧结构胶的方法,其特征在于,
步骤1)中,包括:
1.1)将环氧树脂,稀释剂,增韧剂在真空、低于65℃条件下,搅拌至混合均匀;
1.2)依次加入填料、改性剂、分散剂继续真空搅拌均匀;
1.3)在氮气保护下加入偶联剂和颜料,在真空、40℃下继续搅拌40-60分钟;
1.4)真空脱泡20-40分钟后过10微米滤网分装,得到组分A。
步骤2)中,包括:
2.1)在氮气保护下加入环氧固化剂,在55-65℃下搅拌30分钟;
2.2)降温至45-55℃,在氮气保护下加入催化剂,搅拌均匀,直至无颗粒物;
2.3)在氮气保护下加入促进剂,填料、消泡剂和颜料,在30℃下真空搅拌60-80分钟;
2.4)真空脱泡20-40分钟后过10微米滤网分装,得到组分B。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011087180.3A CN112341970B (zh) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | 一种环氧结构胶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011087180.3A CN112341970B (zh) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | 一种环氧结构胶及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112341970A true CN112341970A (zh) | 2021-02-09 |
CN112341970B CN112341970B (zh) | 2023-08-29 |
Family
ID=74360602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011087180.3A Active CN112341970B (zh) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | 一种环氧结构胶及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112341970B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113046006A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-29 | 广州聚合新材料科技股份有限公司 | 粘合剂及其制备方法和应用 |
WO2024039927A1 (en) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating compositions |
CN117965120A (zh) * | 2024-04-01 | 2024-05-03 | 道生天合材料科技(上海)股份有限公司 | 高稳定性低放热结构胶系统料及其制备方法与应用 |
WO2024148211A1 (en) * | 2023-01-05 | 2024-07-11 | Henkel Ag & Co. Kgaa | A composition of matter for accelerating reaction of thermosetting monomers, oligomers and/or resins |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102627930A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-08 | 烟台德邦科技有限公司 | 一种风轮叶片用环氧结构胶及其制备方法 |
US20140110055A1 (en) * | 2011-06-08 | 2014-04-24 | Huntsman Advanced Materials Americas Llc | Curing Agents Providing a Low Ratio of Thin-Film Cure Time to Gel Time |
CN104403088A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 宋良俊 | 一种改性聚醚胺环氧固化剂及其制备方法 |
CN104449508A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-25 | 石狮国高电子科技有限公司 | 一种柔韧性环氧结构胶及其制备方法 |
CN111675989A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-09-18 | 上海多迪高分子材料有限公司 | 一种低应力环氧灌封胶及其制备方法、使用方法 |
-
2020
- 2020-10-12 CN CN202011087180.3A patent/CN112341970B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140110055A1 (en) * | 2011-06-08 | 2014-04-24 | Huntsman Advanced Materials Americas Llc | Curing Agents Providing a Low Ratio of Thin-Film Cure Time to Gel Time |
CN102627930A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-08 | 烟台德邦科技有限公司 | 一种风轮叶片用环氧结构胶及其制备方法 |
CN104449508A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-03-25 | 石狮国高电子科技有限公司 | 一种柔韧性环氧结构胶及其制备方法 |
CN104403088A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 宋良俊 | 一种改性聚醚胺环氧固化剂及其制备方法 |
CN111675989A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-09-18 | 上海多迪高分子材料有限公司 | 一种低应力环氧灌封胶及其制备方法、使用方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李玉海 等: "《粉体工程学》", 31 December 2013, 国防工业出版社 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113046006A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-06-29 | 广州聚合新材料科技股份有限公司 | 粘合剂及其制备方法和应用 |
CN113046006B (zh) * | 2021-03-15 | 2022-10-11 | 广州聚合新材料科技股份有限公司 | 粘合剂及其制备方法和应用 |
WO2024039927A1 (en) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating compositions |
WO2024148211A1 (en) * | 2023-01-05 | 2024-07-11 | Henkel Ag & Co. Kgaa | A composition of matter for accelerating reaction of thermosetting monomers, oligomers and/or resins |
CN117965120A (zh) * | 2024-04-01 | 2024-05-03 | 道生天合材料科技(上海)股份有限公司 | 高稳定性低放热结构胶系统料及其制备方法与应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112341970B (zh) | 2023-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112341970B (zh) | 一种环氧结构胶及其制备方法 | |
US9346909B2 (en) | Thermosetting compositions containing isocyanurate rings | |
EP2744860A2 (en) | Curable resin compositions | |
CN111094448B (zh) | 环氧树脂组合物 | |
KR20000064725A (ko) | 일액형상온습기경화성수지조성물 | |
CN104449508A (zh) | 一种柔韧性环氧结构胶及其制备方法 | |
CN111592849A (zh) | 一种半固化环氧胶膜及其制备方法 | |
KR100854544B1 (ko) | 에폭시-말단의 에스테르를 포함하는 망상구조 중합체 | |
CN113736401A (zh) | 一种高耐热单组份胶黏剂及其制备方法 | |
CN111434704A (zh) | 用于环氧配制剂的单烷基化二胺:用于环氧体系的新固化剂 | |
KR20180003354A (ko) | 속경화성, 저점도, 및 고내열성을 갖는 에폭시 수지 조성물 | |
WO2010027906A1 (en) | Adhesive composition | |
KR101693605B1 (ko) | 폴리티올 경화제를 포함하는 에폭시 접착제 조성물 및 이의 제조방법 | |
CN108794984A (zh) | 一种耐冲击高热残重的改性环氧树脂及其制备方法和用途 | |
EP3577151A1 (en) | Curing agent for epoxy resins | |
JP4349693B2 (ja) | 硬化性エポキシ樹脂組成物 | |
JP5398541B2 (ja) | ヒドロキシエステルで予備鎖延長したエポキシ末端増粘剤およびその製造方法 | |
CN104812794B (zh) | 加合物组合物 | |
WO2017066929A1 (en) | Modified epoxy resin and curable resin composition comprising same | |
RU2724052C2 (ru) | Аминимидные композиции | |
JPH11116566A (ja) | 環状カーボナート樹脂組成物及びその硬化物 | |
CA1205492A (en) | N-cyano amide compositions and adducts thereof | |
CN112724898A (zh) | 一种环氧树脂组合物及其制备方法和应用 | |
CN116874742A (zh) | 一种可固化的环氧树脂组合物及其制备方法与应用 | |
CN114854089B (zh) | 芳基醇胺类作为环氧树脂稀释剂的应用以及环氧树脂组合物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |