CN113322027B - 一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂 - Google Patents

Abstract

一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂，粘合剂由100份氯含量为15‑30％的氯化聚丙烯、10～80份环氧胶预聚体溶液和300～2000份有机溶剂组成，所述的环氧胶预聚体溶液由脂环族环氧树脂、含氨基的硅氧烷和戊酮溶剂制备而成。环氧胶预聚体固化后与氯化聚丙烯树脂形成互穿网络结构。环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂兼具环氧胶和氯化聚丙烯的粘合性，其耐水性和电绝缘性得到协同提高，用于绝缘子等耐高压绝缘器中的粘合剂。

Description

一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂

技术领域

本发明属于粘合剂技术领域，具体涉及一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂。

背景技术

氯化聚丙烯是一种由聚丙烯树脂经氯化改性制成的热塑性树脂，对聚烯烃材料具有优异的附着力，常用作粘合剂、涂料以及油墨等，但氯化聚丙烯粘合剂存在着极性较弱、内聚力不高、与极性树脂的相容性以及粘接性较差等缺点，限制了其性能表现和应用范围，尤其在耐高压绝缘设备应用领域的。专利CN109852311B公开了一种用于聚烯烃复合绝缘子粘合剂组合物，由不同比例的氯化聚丙烯、环氧树脂、3，3’二甲基-4，4’-二氨基二环己基甲烷、氨基偶联剂和有机溶剂等混合组成，该组合物粘接聚烯烃伞套与环氧芯棒后的剪切强度达到3.5-6.5MPa。专利CN104610890B公开了一种改性氯化聚丙烯胶粘剂的制备方法，在阻聚剂保护下丙烯酸与环氧树脂反应制成环氧丙烯酸树脂，然后将环氧丙烯酸树脂、顺丁烯二酸酐等其他活性稀释剂和聚丙二醇二缩水甘油酯，在氮气保护下利用引发剂引发反应来改性氯化聚丙烯，以提高氯化聚丙烯胶粘剂的粘结性能。专利CN106459703B公开了一种改性聚烯烃和环氧树脂的组合物，包括结晶性酸改性聚烯烃或酸改性氯化聚烯烃、缩水甘油醚型环氧树脂和缩水甘油胺型环氧树脂等，环氧树脂与酸改性聚烯烃存在着交联反应，可粘合聚烯烃树脂基材和金属基材。

然而，上述改性氯化聚丙烯粘合剂，由于氯化聚丙烯溶液中混合了环氧固化剂或交联剂成份，该环氧固化剂、交联剂成份之间，或其与改性氯化聚丙烯之间存在着反应，会导致粘合剂可操作时间的缩短，此外，通过接枝反应引入或直接使用各种结晶酸、丙烯酸或胺类固化剂等较多极性基团，不但制备方法复杂、反应条件严格，且会导致粘合剂的耐水性及电绝缘性不够充分，不能同时满足绝缘子等耐高压绝缘设备对粘合剂的耐水、电绝缘性、粘接等要求。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明人对于氯化聚丙烯树脂、各种环氧树脂粘合剂、有机溶剂以及粘合剂材料对极性基材的粘合性能、耐水性和绝缘性等进行了大量深入研究，结果发现氯含量为15-30％的氯化聚丙烯、特种环氧胶溶液和有机溶剂的组合物，具有可操作时间长，以及粘合性、耐水性和电绝缘性高等优点，且制备条件简单，适用于绝缘子等耐高压绝缘设备的粘合，从而完成了本发明。

本发明是一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂，发明的环氧改性氯化聚丙烯粘合剂的可操作时间可达2小时及以上，同时具有优异的粘合性、耐水性和电绝缘性。

发明原理：选择含氨基的硅氧烷与脂环族环氧树脂进行扩链反应，制成含硅氧烷官能团的环氧胶预聚体，而后加入酮类溶剂，配成环氧胶预聚体溶液，最后将环氧胶预聚体溶液均匀混合分散在氯化聚丙烯溶液中，制成所述的环氧改性氯化聚丙烯粘合剂。由于环氧预聚体中的硅氧烷与氯化聚丙烯树脂不存在反应，且在纯有机溶剂中水解缩聚缓慢，因此粘合剂的可操作时间长；当所述的环氧改性氯化聚丙烯粘合剂在涂刷使用后，有机溶剂挥发，氯化聚丙烯成膜，此后均匀分散在氯化聚丙烯胶膜中的环氧预聚体中硅氧烷遇湿气水解成硅醇，进而缩合固化；最终环氧胶与氯化聚丙烯树脂形成互穿网络结构，使得发明的粘合剂兼具环氧胶和氯化聚丙烯的粘合性，同时耐水性和电绝缘性得到协同提高。

进一步，经过大量实验，发现环氧胶预聚体的粘度在400～2000厘泊(25℃)时，环氧胶预聚体与氯化聚丙烯树脂相容性良好，否则：如环氧预聚体粘度过大，则其与氯化聚丙烯树脂相容性差，会析出；如环氧预聚体粘度过小，则分散在氯化聚丙烯树脂中环氧胶的预聚程度低，难以形成较好的固化效果。

一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂，按重量份，由100份氯含量为15-30％的氯化聚丙烯、10～80份环氧胶预聚体溶液和300～2000份有机溶剂组成。

所述的环氧胶预聚体溶液，按重量份，由10份脂环族环氧树脂，2～10份含氨基的硅氧烷和1～50份戊酮溶剂制备。

所述的脂环族环氧树脂，优选氢化双酚A环氧树脂、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯的一种或两种的组合物。

所述的含氨基硅氧烷，优选N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的一种或两种及以上的组合物。采用二甲氧基和二乙氧基硅烷化合物，有利于控制环氧预聚体的粘度。

所述的有机溶剂为甲苯、二甲苯、环己烷、戊酮的一种或两种及以上的组合物，要求含水量低于0.2％。

制备所述的环氧胶预聚体溶液的方法，包括如下步骤：在脂环族环氧树脂中加入含氨基的硅氧烷，用旋转粘度仪测试反应物的初始粘度，室温搅拌反应数小时，监测反应物粘度，当反应物粘度在400～2000厘泊(25℃)，得到环氧胶预聚体，而后加入戊酮溶剂，制成环氧胶预聚体溶液。

发明效果：本发明环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂与其他环氧胶改性的氯化聚丙烯粘合剂相比，可操作时间、铝-铝或锌-锌的T剥离强度、本体拉伸强度和体积电阻率得到提高，且材料在100℃水中浸泡24h的吸水率降低。

具体实施方式

实施例1

一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂，按重量份，由100份氯含量为27％的氯化聚丙烯、30份环氧胶预聚体溶液和1000份分析纯甲苯组成。所述的环氧胶预聚体溶液，按重量份，由15份氢化双酚A环氧树脂，4.5份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和10.5份戊酮溶剂制备而成。

所述的环氧胶预聚体溶液的制备步骤：在氢化双酚A环氧树脂中加入N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，旋转粘度仪测得反应物的初始粘度为190厘泊(25℃)，室温搅拌反应，监测反应物粘度，当反应物粘度达到1000厘泊(25℃)时，加入戊酮溶剂，制成环氧胶预聚体溶液。

实施例2

一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂，按重量份，由100份氯含量为24％的氯化聚丙烯、60份环氧胶预聚体溶液和600份分析纯甲苯和600份分析纯戊酮组成。所述的环氧胶预聚体溶液，按重量份，由20份氢化双酚A环氧树脂，5份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，5份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和30份戊酮溶剂制备而成。

所述的环氧胶预聚体溶液的制备步骤：在氢化双酚A环氧树脂中加入γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，旋转粘度仪测得反应物的初始粘度为100厘泊(25℃)，室温搅拌反应，监测反应物的粘度，当反应物粘度达到700厘泊(25℃)时，加入戊酮溶剂，制成环氧胶预聚体溶液。

实施例1和2中的粘合剂性能见表1所示。其中对比例1参照专利CN109852311B提供的改性氯化聚丙烯胶(面胶)制备，其组成为100份氯含量为24％的氯化聚丙烯、15份氢化双酚A环氧树脂、5份3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二环己基甲烷、0.3份氨基偶联剂和600份分析纯甲苯和600份分析纯戊酮。与对比例1相比，实施例中粘合剂具有吸水率低、体积电阻率大、本体强度大、以及粘接性能好等优点。

表1实施例中的粘合剂主要性能

序号	性能	对比例1	实施例1	实施例2
					1	可操作时间(h)	0.5	2	2.5
2	锌-锌的T剥离强度(kN/m)	0.7	1.4	2.1
					3	铝-铝的T剥离强度(kN/m)	1.5	2.1	3.0
4	本体拉伸强度(MPa)	17.6	20.1	25.4
					5	体积电阻率(Ω·m)	6.34×10<sup>12</sup>	1.25×10<sup>13</sup>	4.10×10<sup>13</sup>
6	吸水率(100℃水浸泡24h，％)	2.1	0.4	0.3

Claims (1)

1.一种环氧改性的氯化聚丙烯粘合剂，按重量份，由100份氯含量为15-30％的氯化聚丙烯和300～2000份有机溶剂组成，有机溶剂为甲苯、二甲苯、环己烷、戊酮的一种或两种及以上的组合物，其特征在于：还有10～80份环氧胶预聚体溶液；所述的环氧胶预聚体溶液，按重量份，由10份脂环族环氧树脂，2～10份含氨基的硅氧烷和1～50份戊酮溶剂制备；其中所述的脂环族环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯的一种或两种的组合物；其中所述的含氨基的硅氧烷为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的1种或2种及以上的组合物。