CN113480959A - 一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂及其制备方法。该建筑用环氧胶黏剂包含A组分和B组分，质量比为4‑5:1；其中：按质量份数计，A组分包括80～100份双酚A型环氧树脂、3～6份气体二氧化硅，25～40份增韧剂，0.2～1份消泡剂，0.5～1份硅烷偶联剂，3～10份稀释剂和20～40份废旧橡胶粉；按质量份数计，B组分包括20～40份改性聚醚胺固化剂、0.1～0.2份消泡剂、1～5份促进剂和3～10份废旧橡胶粉。所得建筑用环氧胶黏剂具有固化速度快、高断裂伸长率和高拉伸强度的特性，且制备简单，成本低，绿色环保。

Description

一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于环氧胶黏剂技术领域，具体涉及一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂胶粘剂从1950年左右出现至今,仅仅只有70多年。但是随着20世纪中叶各种粘接理论的相继提出,以及胶粘剂化学、胶粘剂流变学和胶粘破坏机理等基础研究工作的深入进展,使胶粘剂性能、品种和应用有了突飞猛进的发展，几乎无所不粘，素有“万能胶”和“大力胶”的美喻。同时,环氧胶黏剂因其原料充足易得、制造工艺简单、性能优异,广泛运用在航空、航天、兵器、电子电器、机械、建筑、车辆和人们日常生活领域。

众所周知，环氧胶黏剂的主体成分环氧树脂含有很多苯环或杂环，分子链柔顺性小，加之固化后的交联结构不宜变形，韧性较差。但是在很多实际应用场合,对环氧胶黏剂提出了柔韧性的要求,往往是要求高强度,高韧性,同时根据实际工况,没有加热条件的情况下,环氧胶黏剂需要在短时间内快速固化,快速建立粘接强度。

目前市场上,大多环氧胶黏剂柔韧性较差，固化速度慢,无法满足该行业以及其他特定行业的柔韧性需求,即使有伸长率较大的配方也存在成本较高的问题。因此,为了满足市场上对于环氧胶黏剂需要伸长率高、本体拉伸强度高、固化速度快和低成本的特点,需开发一种能够快速固化的高断裂伸长率、高拉伸强度、低成本的环氧胶黏剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂及其制备方法，所得建筑用环氧胶黏剂具有固化速度快、高断裂伸长率和高拉伸强度的特性，且制备简单，成本低，绿色环保。

为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

提供一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂，包含A组分和B组分，质量比为4-5:1；其中：

按质量份数计，A组分包括80～100份的双酚A型环氧树脂、3～6份的气体二氧化硅，25～40份的增韧剂，0.2～1份的消泡剂，0.5～1份的硅烷偶联剂，3～10份的稀释剂和20～40份的废旧橡胶粉；

按质量份数计，B组分包括20～40份的改性聚醚胺固化剂、0.1～0.2份的消泡剂、1～5份的促进剂和3～10份的废旧橡胶粉。

按上述方案，所述双酚A型环氧树脂为618、6101、634、616中的任意一种或多种组合。

按上述方案，所述增韧剂为B-404、102C-4L、VL-1中的任意一种或多种组合。

按上述方案，所述消泡剂为BYK-A500、BYK-A340、BYK-325、BYK-323、BYK-333中的任意一种或多种组合。

按上述方案，所述硅烷偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)。

按上述方案，所述稀释剂为二溴新戊二醇二二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、蓖麻油三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚中的至少一种或多种组合。

按上述方案，所述废旧橡胶粉为80～200目。

按上述方案，所述改性聚醚胺固化剂为D-230、D-220、D-400和T-403中的至少一种或多种组合。

按上述方案，所述促进剂为DMP-30、苯甲醇、壬基酚、间甲酚和间苯二酚中的任意一种或多种组合。

本发明还提供制备一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

1)制备A组分

依次将双酚A型环氧树脂、气体二氧化硅、增韧剂、消泡剂、硅烷偶联剂、稀释剂和废旧橡胶粉混合后常温搅拌15～25min，转速500～800r/min，真空脱气后得到A组分；

2)制备B组分

将改性聚醚胺固化剂、消泡剂、促进剂和废旧橡胶粉混合后常温搅拌15～25min，转速500～800r/min，真空脱气后得到B组分；

3)将A组分和B组分按质量比4-5:1充分混合即得以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂。

橡胶是一种具备一定组成和配比、成型加工性、形状保持性、经济性、回收和再生性的材料。它的出现给人类的生活带来了翻天覆地的变化，带来了巨大的物质文明，然而因为它易老化且难自然降解，待它的使用周期过后，这些废橡胶制品的处理将是一个世界性难题—黑色污染。本发明的亮点在于将废旧橡胶粉作为填料使用，将橡胶颗粒作为环氧粘接剂中的非连续相，分散于基体中能够形成“海岛结构”，即环氧树脂为连续相，橡胶粒子分散其中，基体中的分散相(橡胶粒子)在材料受到冲击时起到了弹性储能体的作用，因而可对环氧粘结材料起到增韧作用；另外废旧橡胶粉成本很低，且从再生资源和循环经济的角度考虑，将废旧橡胶粉作为填料使用能够有效降低能耗，解决“黑色污染”的问题。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下:

1.本发明以废旧橡胶粉为填料，配合其他添加剂得建筑用环氧胶黏剂，具有固化速度快、高断裂伸长率和高拉伸强度的特性，其中环氧胶黏剂在25℃下，36h内即可完成固化，固化后拉伸强度大于10MPa，断裂伸长率高达70％以上。

2.本申请的环氧胶黏剂中引入了废旧橡胶粉，且掺量可达20％以上，有效降低环氧胶黏剂的生产成本，并为“黑色污染”问题提供了一种有效的解决方法。

3.本发明的环氧胶黏剂对金属基材不锈钢有较强的拉伸剪切强度。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例中的以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂通过以下方法制备所得，具体步骤为：

1)制备A组分

依次将双酚A型环氧树脂、气体二氧化硅、增韧剂、消泡剂、硅烷偶联剂、稀释剂和废旧橡胶粉加入到反应釜中，常温搅拌20min，转速800r/min，真空脱气后得到A组分；

2)制备B组分

将改性聚醚胺固化剂、消泡剂、促进剂和废旧橡胶粉加入到反应釜中，常温搅拌20min，转速800r/min，真空脱气后得到B组分；

3)将A组分和B组分充分混合即得以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂。

实施例1

提供一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂，包括A组分和B组分，质量比为4.5:1；其中：

A组分按质量份数计由以下原料组成：100质量份的双酚A型环氧树脂、3质量份的气体二氧化硅，25质量份的增韧剂，0.2质量份的消泡剂，1质量份的硅烷偶联剂，5质量份的稀释剂组成和40质量份的废旧橡胶粉。

B组分按质量份数计由以下原料组成：30质量份改性聚醚胺固化剂、0.1质量份的消泡剂、1质量份的促进剂和10质量份的废旧橡胶粉。

上述所用原料分别为：

双酚A型环氧树脂为618；增韧剂为VL-1；消泡剂为BYK-A500；硅烷偶联剂为KH-560；稀释剂为烯丙基缩水甘油醚(AGE)；废旧橡胶粉为200目；改性聚醚胺固化剂为D-230；促进剂为DMP-30。

实施例2

提供一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂，包括A组分和B组分，质量比为4.5:1；其中：

A组分按质量份数计由以下原料组成：100质量份的双酚A型环氧树脂、3质量份的气体二氧化硅，30质量份的增韧剂，0.2质量份的消泡剂，1质量份的硅烷偶联剂，5质量份的稀释剂组成和40质量份的废旧橡胶粉。

B组分按质量份数计由以下原料组成：30质量份改性聚醚胺固化剂、0.1质量份的消泡剂、3质量份的促进剂和10质量份的废旧橡胶粉。

上述所用原料分别为：

双酚A型环氧树脂为618；增韧剂为VL-1；消泡剂为BYK-A500；硅烷偶联剂为KH-560；稀释剂为AGE；废旧橡胶粉为200目；改性聚醚胺固化剂为D-230；促进剂为DMP-30。

实施例3

提供一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂，包括A组分和B组分，质量比为4.5:1；其中：

A组分按质量份数计由以下原料组成：100质量份的双酚A型环氧树脂、3质量份的气体二氧化硅，40质量份的增韧剂，0.2质量份的消泡剂，1质量份的硅烷偶联剂，5质量份的稀释剂组成和40质量份的废旧橡胶粉。

B组分按质量份数计由以下原料组成：30质量份改性聚醚胺固化剂、0.1质量份的消泡剂、5质量份的促进剂和10质量份的废旧橡胶粉。

上述所用原料分别为：

双酚A型环氧树脂为618；增韧剂为VL-1；消泡剂为BYK-A500；硅烷偶联剂为KH-560；稀释剂为AGE；废旧橡胶粉为200目；改性聚醚胺固化剂为D-230；促进剂为DMP-30。

对比例1

提供一种建筑用环氧胶黏剂，包括A组分和B组分，质量比为4.5:1；其中：

A组分按质量份数计由以下原料组成：100质量份的双酚A型环氧树脂、3质量份的气体二氧化硅，25质量份的增韧剂，0.2质量份的消泡剂，1质量份的硅烷偶联剂，5质量份的稀释剂。

B组分按质量份数计由以下原料组成：30质量份改性聚醚胺固化剂、0.1质量份的消泡剂、1质量份的促进剂。

上述所用原料分别为：

双酚A型环氧树脂为618；增韧剂为VL-1；消泡剂为BYK-A500；硅烷偶联剂为KH-560；稀释剂为AGE；改性聚醚胺固化剂为D-230；促进剂为DMP-30。

对比例2

提供一种建筑用环氧胶黏剂，包括A组分和B组分，质量比为4.5:1；其中：

A组分按质量份数计由以下原料组成：100质量份的双酚A型环氧树脂、3质量份的气体二氧化硅，30质量份的增韧剂，0.2质量份的消泡剂，1质量份的硅烷偶联剂，5质量份的稀释剂。

B组分按质量份数计由以下原料组成：30质量份改性聚醚胺固化剂、0.1质量份的消泡剂、3质量份的促进剂。

上述所用原料分别为：

双酚A型环氧树脂为618；增韧剂为VL-1；消泡剂为BYK-A500；硅烷偶联剂为KH-560；稀释剂为AGE；改性聚醚胺固化剂为D-230；促进剂为DMP-30。

对比例3

提供一种建筑用环氧胶黏剂，包括A组分和B组分，质量比为4.5:1；其中：

A组分按质量份数计由以下原料组成：100质量份的双酚A型环氧树脂、3质量份的气体二氧化硅，40质量份的增韧剂，0.2质量份的消泡剂，1质量份的硅烷偶联剂，5质量份的稀释剂。

B组分按质量份数计由以下原料组成：30质量份改性聚醚胺固化剂、0.1质量份的消泡剂、5质量份的促进剂。

上述所用原料分别为：

双酚A型环氧树脂为618；增韧剂为VL-1；消泡剂为BYK-A500；硅烷偶联剂为KH-560；稀释剂为AGE；改性聚醚胺固化剂为D-230；促进剂为DMP-30。

对本申请实施例1-3、对比例1-3所获得的环氧胶黏剂在25℃下固化36h进行测试，测试数据如下表1所示。测试方法如下：

拉伸剪切强度测试方法:《GB/T 7124-2008胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》

正拉粘接强度测试方法:《GBT6329-1996-胶粘剂对接接头拉伸强度的测定》

断裂伸长率测试方法:《GB-T2568-1995树脂浇铸体拉伸性能试验方法》

表1

通过实施例与对比例的对比显示，本发明所开发的环氧胶黏剂拉伸剪切强度、正拉粘接强度与断裂伸长率都有明显增加

以上所述实施例主要是为了说明本发明的创作构思，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，包含A组分和B组分，质量比为4-5:1；其中：

按质量份数计，A组分包括80～100份的双酚A型环氧树脂、3～6份的气体二氧化硅，25～40份的增韧剂，0.2～1份的消泡剂，0.5～1份的硅烷偶联剂，3～10份的稀释剂和20～40份的废旧橡胶粉；

按质量份数计，B组分包括20～40份的改性聚醚胺固化剂、0.1～0.2份的消泡剂、1～5份的促进剂和3～10份的废旧橡胶粉。

2.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为618、6101、634、616中的任意一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述增韧剂为B-404、102C-4L、VL-1中的任意一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述消泡剂为BYK-A500、BYK-A340、BYK-325、BYK-323、BYK-333中的任意一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷。

6.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述稀释剂为二溴新戊二醇二二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、蓖麻油三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚中的至少一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述废旧橡胶粉为80～200目。

8.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述改性聚醚胺固化剂为D-230、D-220、D-400和T-403中的至少一种或多种组合。

9.根据权利要求1所述的建筑用环氧胶黏剂，其特征在于，所述促进剂为DMP-30、苯甲醇、壬基酚、间甲酚和间苯二酚中的任意一种或多种组合。

10.一种权利要求1-9任一项所述的以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备A组分

依次将双酚A型环氧树脂、气体二氧化硅、增韧剂、消泡剂、硅烷偶联剂、稀释剂和废旧橡胶粉混合后常温搅拌15～25min，转速500～800r/min，真空脱气后得到A组分；

2)制备B组分

将改性聚醚胺固化剂、消泡剂、促进剂和废旧橡胶粉混合后常温搅拌15～25min，转速500～800r/min，真空脱气后得到B组分；

3)将A组分和B组分按质量比4-5:1充分混合即得以废旧橡胶粉为填料的建筑用环氧胶黏剂。