CN113861888A - 一种高性能树脂基胶黏剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于胶粘剂技术领域。一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂10‑30份、聚酰亚胺改性环氧树脂15‑45份、端羟基液体聚丁二烯橡胶15‑45份、有机硅橡胶1‑10份、端异氰酸酯基聚氨酯10‑15份、胺类固化剂20‑60份、固化促进剂0.5‑1.5份、偶联剂1‑5份、填料5‑30份。本发明胶黏剂具有良好的基材粘接力、剪切强度、剥离强度、耐候性能、抗冲击强度、耐高低温性能和耐化学品性能。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种高性能树脂基胶黏剂及其制备方法和应用。
背景技术
环氧树脂为线型的热塑性物质，与固化剂交联后呈三维网状结构，质地脆硬，环氧树脂在固化过程中收缩产生内应力，易在固化物内部产生裂纹，导致固化物的断裂能和断裂韧性降低。环氧胶黏剂具有良好的粘接强度、热稳定性和耐老化性，但其对金属基材粘接强度低，韧性差，抗冲击强度低，耐水、耐盐雾、耐高温性能差。双马来酰亚胺树脂具有良好的耐热性能，但其脆性大，剥离强度低。将双马来酰亚胺树脂应用于环氧树脂胶黏剂中可提高其耐高温性能，但对双马来酰亚胺树脂进行增韧易导致环氧树脂胶黏剂的抗冲击性能降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能树脂基胶黏剂，该胶黏剂具有良好的基材粘接力、剪切强度、剥离强度、耐候性能、抗冲击强度、耐高低温性能和耐化学品性能。
本发明的技术方案如下：
一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂10-30份、聚酰亚胺改性环氧树脂15-45份、端羟基液体聚丁二烯橡胶15-35份、有机硅橡胶1-5份、端异氰酸酯基聚氨酯5-15份、胺类固化剂20-60份、固化促进剂0.5-1.5份、偶联剂1-5份、填料5-30份。
进一步的，所述胺类固化剂为二苯甲烷二胺和二氰二胺。
进一步的，所述固化促进剂为咪唑类固化促进剂或胺类固化促进剂。
进一步的，所述咪唑类固化促进剂包括2-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑中的至少一种。
进一步的，所述胺类固化促进剂包括2,4,6-三(二甲氨基)苯酚、三乙胺、三乙醇胺、邻羟基苄基二甲胺中的至少一种。
固化剂和固化促进剂搭配，常温下即可发生交联，提高了胶黏剂的初始粘 接力，受热后交联密度进一步提高，胶黏剂的韧性、机械强度和耐高温性能提高。
进一步的，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
进一步的，所述硅烷偶联剂包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的至少一种。
进一步的，所述填料包括氧化铝、氧化钙、氧化锆、氧化钛、碳纤维、玻璃纤维、膨润土、高岭土、绢云母粉、氧化石墨烯、碳酸钙、氮化硼中的至少一种。填料可提高胶黏剂的抗拉强度、抗撕裂性和抗刮耐磨性能。
一种所述的高性能树脂基胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：将双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺改性环氧树脂、端羟基液体聚丁二烯橡胶、有机硅橡胶、端异氰酸酯基聚氨酯和偶联剂混合，加热至100-120℃，搅拌1-6h，降至室温后加入填料，混合均匀即得A组分；将胺类固化剂和固化促进剂混合均匀得B组分；所述A组分和B组分混合后固化。
一种所述的高性能树脂基胶黏剂在金属基材、玻璃纤维基材、聚酯基材、聚酰亚胺基材、陶瓷基材或碳纤维基材上的应用。
本发明具有如下有益效果：
聚酰亚胺改性环氧树脂提高了树脂的玻璃化温度和热稳定性，降低了树脂的高温烧失量，其作为主体树脂赋予了胶黏剂良好的耐高低温性能和机械性能，胶黏剂具有良好的韧性、剪切强度和拉伸强度。双马来酰亚胺树脂与聚酰亚胺改性环氧树脂的相容性好，交联结构稳定性好、致密度高，提高了胶黏剂的粘接性能、耐热性能和机械性能。端羟基液体聚丁二烯橡胶上的活性基团对树脂具有良好的增韧作用，固化后可与树脂形成结构稳定的交联网络，可减小胶黏剂的固化收缩率，提高胶黏剂的剪切强度、剥离强度、耐候性能、抗冲击强度和耐高低温性能。有机硅橡胶具有良好的柔韧性、机械强度和耐高低温性能，可提高胶黏剂的抗刮耐磨性能和温度稳定性，胶黏剂长时间处于高低温环境下仍可保有较好的弹性，有效避免了高低温环境下胶体变硬发脆而丧失粘接性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂25份、聚酰亚胺改性环氧树脂30份、端羟基液体聚丁二烯橡胶30份、有机硅橡胶10份、端异氰酸酯基聚氨酯12份、二苯甲烷二胺20份、二氰二胺20份、2-苯基-4-甲基咪唑1份、乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、绢云母粉5、氮化硼5、碳纤维10份。
实施例2
一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂25份、聚酰亚胺改性环氧树脂30份、端羟基液体聚丁二烯橡胶30份、有机硅橡胶10份、端异氰酸酯基聚氨酯12份、己二胺20份、甲基胍20份、2-苯基-4-甲基咪唑1份、乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、膨润土5、碳酸钙5、碳纤维10份。
实施例3
一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂30份、聚酰亚胺改性环氧树脂45份、端羟基液体聚丁二烯橡胶45份、有机硅橡胶10份、端异氰酸酯基聚氨酯15份、二苯甲烷二胺和二氰二胺60份、2-苯基-4-甲基咪唑1.5份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、绢云母粉10份、氮化硼10份、碳纤维10份。
对比例1
一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂25份、聚酰亚胺改性环氧树脂30份、端羟基液体聚丁二烯橡胶40份、端异氰酸酯基聚氨酯12份、二苯甲烷二胺20份、二氰二胺20份、2-苯基-4-甲基咪唑1份、乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、绢云母粉5、氮化硼5、碳纤维10份。
对比例2
一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：聚酰亚胺改性环氧树脂55份、端羟基液体聚丁二烯橡胶30份、有机硅橡胶10份、端异氰酸酯基聚氨酯12份、二苯甲烷二胺20份、二氰二胺20份、2-苯基-4-甲基咪唑1份、乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、绢云母粉5、氮化硼5、碳纤维10份。
对比例3
一种高性能树脂基胶黏剂，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂55份、端羟基液体聚丁二烯橡胶30份、有机硅橡胶10份、端异氰酸酯基聚氨酯12份、二苯甲烷二胺20份、二氰二胺20份、2-苯基-4-甲基咪唑1份、乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、绢云母粉5、氮化硼5、碳纤维10份。
一种所述的高性能树脂基胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：将双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺改性环氧树脂、端羟基液体聚丁二烯橡胶、有机硅橡胶、端异氰酸酯基聚氨酯和偶联剂混合，加热至100-120℃，搅拌1-6h，降至室温后加入填料，混合均匀即得A组分；将胺类固化剂和固化促进剂混合均匀得B组分；所述A组分和B组分混合后固化。
将本发明高性能树脂基胶黏剂实施例1-3和对比例1-3涂布于两块不锈钢基板间，涂层厚度为1mm，粘合后于室温下静置48h，测试各项性能：
①剪切强度： GB/T 7124-2008；
②剥离强度：GB/T 2791-1995；
③冲击强度：GB/T 1732-93；
④高温烘烤：温度200℃，烘烤时间30min；
⑤湿热老化：湿度：95％、温度50℃±2℃，时间20日；
⑥盐雾老化：温度35℃±2℃，盐水浓度5％，时间20日；
测试结果见下表：
可见，本发明胶黏剂具有良好的剪切强度、拉伸强度、抗冲击性、耐高温性、耐湿热性和耐盐雾性。
Claims (10)
1.一种高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，包括以下按质量份数计算的组分：双马来酰亚胺树脂10-30份、聚酰亚胺改性环氧树脂15-45份、端羟基液体聚丁二烯橡胶15-45份、有机硅橡胶1-10份、端异氰酸酯基聚氨酯10-15份、胺类固化剂20-60份、固化促进剂0.5-1.5份、偶联剂1-5份、填料5-30份。
2.根据权利要求1所述的高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，所述胺类固化剂为二苯甲烷二胺和二氰二胺。
3.根据权利要求1所述的高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，所述固化促进剂为咪唑类固化促进剂或胺类固化促进剂。
4.根据权利要求3所述的高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，所述咪唑类固化促进剂包括2-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，所述胺类固化促进剂包括2,4,6-三(二甲氨基)苯酚、三乙胺、三乙醇胺、邻羟基苄基二甲胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，所述偶联剂包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高性能树脂基胶黏剂，其特征在于，所述填料包括氧化铝、氧化钙、氧化锆、氧化钛、碳纤维、玻璃纤维、膨润土、高岭土、绢云母粉、氧化石墨烯、碳酸钙、氮化硼中的至少一种。
9.一种权利要求1-8任一项所述的高性能树脂基胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺改性环氧树脂、端羟基液体聚丁二烯橡胶、有机硅橡胶、端异氰酸酯基聚氨酯和偶联剂混合，加热至100-120℃，搅拌1-6h，降至室温后加入填料，混合均匀即得A组分；将胺类固化剂和固化促进剂混合均匀得B组分；所述A组分和B组分混合后固化。
10.一种权利要求1-8任一项所述的高性能树脂基胶黏剂在金属基材、玻璃纤维基材、聚酯基材、聚酰亚胺基材、陶瓷基材或碳纤维基材上的应用。
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