CN115746769B - 一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂及其制备方法。改性环氧胶由A、B组分组成,A组分组成:双酚A环氧树脂、硅烷改性聚醚(MS)、活性稀释剂、填料、颜料、触变剂;B组分组成:聚硫醇、改性胺、固化促进剂、填料、触变剂、附着力促进剂、催化剂;A、B重量配比为:A:B=1:1。本发明通过添加硅烷改性聚醚(MS)对普通环氧胶进行改性,获得的改性环氧胶生态环保,操作简单,实现快速粘接,且具有优良的柔韧抗震性、粘结性和抗剥离性能。可对钢材、铝材、玻璃、工程塑料、陶瓷等材料粘接牢固,广泛用于汽车车辆、高铁火车、机械设备等领域。
Description
技术领域
本发明属于环氧胶粘剂技术领域,具体涉及一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂及其制备方法。
背景技术
客车蒙皮与骨架连接传统采用焊接的方式实现,但这种方式不可避免会出现焊点,无论如何打磨,批涂原子灰,都会导致客车的外观出现凹凸不平的情况,严重影响客车美观。此外,随着人们更倾向于追求轻量化的发展趋势,导致大量使用铝材及轻质材料替代钢材,那么,钢材与铝材等的焊接便成为客(汽)车领域亟待解决的一个技术难题,因此,客车蒙皮粘接胶顺势孕育而生。
目前,客车蒙皮粘接常采用单组分聚氨酯结构胶。但采用聚氨酯胶时需要清洗、活化、打底涂,才能粘接;而且客车蒙皮粘接面积大,聚氨酯胶的拉伸强度及剪切强度低,需要局部点焊;由于单组分聚氨酯是吸潮固化,24h才能固化3mm深度(一般粘接面宽度在10~15mm),固化速度慢、定位慢,特别是冬季温度低、湿度小,固化更慢,需要夹具夹持更长时间,生产效率低。虽然普通环氧胶粘剂强度高,不需要底涂,施工方便,但存在韧性抗震性差、抗剥离性能差的缺点,不适合客车蒙皮的粘接。
因此,开发一种操作简单、定位快、韧性好、强度高的客车蒙皮粘接用新型环氧胶粘剂是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂,同时提供其制备方法是本发明的第二发明目的。
为了实现上述发明目的,本发明采用了以下技术方案:
一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂,由A,B组分制得,所述A组分由以下重量份原料组成:
双酚A环氧树脂:30-55份,
硅烷改性聚醚:5-15份,
活性稀释剂:5-15份,
填料:25-40份,
颜料:0.1-2份,
触变剂:1-5份;
所述B组分由以下重量份原料组成:
聚硫醇:25-45份,
改性胺:10-30份,
固化促进剂:1-5份,
填料:30-45份,
触变剂:1-5份
附着力促进剂:0.1-2份,
催化剂:0.1-2份。
优选地,A组分中,所述双酚A环氧树脂为E44或E51型环氧树脂;所述硅烷改性聚醚为三乙氧基封端的硅烷改性聚醚树脂或三甲氧基封端的硅烷改性聚醚树脂,CAS号:216597-12-5。
进一步优选地,A组分中,所述活性稀释剂为苄基缩水甘油醚或苯基缩水甘油醚;所述填料为碳酸钙、石英粉、氧化铝或硅微粉中的一种或两种以上的混合;所述颜料为炭黑或钛白粉;所述触变剂为二氧化硅。
优选地,B组分中,所述聚硫醇为硫醇PE2700或聚硫醇309;所述改性胺为改性芳香胺固化剂或改性聚醚胺固化剂。
进一步优选地,B组分中,所述固化促进剂为2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚;所述填料为碳酸钙、石英粉、氧化铝或硅微粉中的一种或两种以上的混合;所述触变剂为二氧化硅。
进一步优选地,B组分中,所述附着力促进剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷;所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡。
优选地,所述的一种汽车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备A组分:取A组分各组成原料于真空下加热至50-80℃,同时以500-800r/min的速度搅拌混合1h-3h得到A组分;
(2)制备B组分:先将B组分中的填料及触变剂在120℃烘烤4h脱水,再混合B组分其余组成原料得B组分,混合时,采用真空条件并以500-800r/min的速度搅拌混合1-3h即可;
(3)将A、B两组分按1:1的质量比混合,得到所述双组分改性环氧胶粘剂。
本发明改性环氧胶粘剂中,各组分的作用分别为:
环氧树脂为基础材料,是性能的主要体现者;硅烷改性聚醚是改性剂,加入一定的硅烷改性聚醚可以有效增加环氧胶的柔韧性及抗剥离性能;活性稀释剂用于降低环氧树脂的粘度,便于施工操作;
本发明的填料作为填充介质,有一定的触变性,但触变性不强,加多了,挤出性、混合性太差;因此,本发明将填料和触变剂按一定比例组合使用,触变剂提高了胶的触变性,可以保证胶体不流淌,便于立面施工,其次,还具有较好的补强作用。填料的加入同时还降低胶粘剂成本,由于各种填料的密度不同,在AB中分别加入不同的填料及用量,以保证AB组分密度相近,质量配比为1:1,以便于枪打时混合嘴能混合均匀;
本发明中,聚硫醇起到快速环氧固化剂的作用,改性胺是通用环氧固化剂,两者按一定比例复配,既可达到快速固化的目的,又可避免快速固化产生热量发生聚爆的现象;
本发明选择的固化促进剂可以有效提高环氧胶在低温施工时的固化速度;选择的附着力促进剂可以有效增加胶粘剂与被粘物间的粘附力;选择的催化剂可以加速硅烷改性聚醚的固化。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、与普通型环氧胶相比,本发明的双组分改性环氧胶生态环保,可实现快速粘接定位,且具有良好的柔韧抗震性、粘结性及抗剥离性能,是一种非常实用的客车蒙皮粘接用胶粘剂;
2、与聚氨酯胶相比,本发明的双组分改性环氧胶强度高,不需要局部点焊;且粘接时不需要活化剂和底涂,固化快,生产效率高;
3、采用本发明改性环氧胶粘接时,可使用酒精、丙酮等溶剂,简单清洗被粘接表面的油污等,不需要活化、打底涂操作,即可实现对钢材、铝材、玻璃、工程塑料、陶瓷等材料粘接牢固,可以广泛用于汽车车辆、高铁火车、机械设备等领域,整个粘接工艺简单实用。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的范围并不仅局限于实例,其要求保护的范围记载于权利要求的权项中。
本实施例中,三甲氧基封端的硅烷改性聚醚树脂、三乙氧基封端的硅烷改性聚醚树脂、硫醇PE2700、聚硫醇309均为市售。
实施例1:
一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂,包括A组分和B组分,其中A组分由以下重量份原料组成:40份双酚A环氧树脂E51,10份三乙氧基封端的硅烷改性聚醚树脂,5份苄基缩水甘油醚(活性稀释剂),25份碳酸钙(填料),10份石英粉(填料),2份钛白粉(颜料),3份二氧化硅(触变剂);B组分由以下重量份原料组成:35份硫醇PE2700(固化剂),20份改性芳香胺(固化剂),3份2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚(固化促进剂),30份氧化铝(填料),10份硅微粉(填料),2份二氧化硅(触变剂),0.5份N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(附着力促进剂),0.5份二月桂酸二丁基锡(催化剂)。
本实施例的胶粘剂的制备方法为:
1)制备A组分:按照A组分的组成称量各原料,放入搅拌釜中,加热至80℃,真空条件下开启搅拌,搅拌速度为800r/min,搅拌时间为3h,脱水,冷却至室温后,即得;
2)制备B组分:首先将B组分中的填料及触变剂在120℃烘烤4h脱水,然后取B组分各组成原料于真空条件下以800r/min的速度搅拌混合3h得B组分;
3)将A组分和B组分按1:1质量比进行均匀复配,得到改性环氧胶粘剂。
实施例2:
一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂,包括A组分和B组分,其中A组分由以下重量份原料组成:30份双酚A环氧树脂E51,15份三甲氧基封端的硅烷改性聚醚树脂,5份苯基缩水甘油醚(活性稀释剂),25份碳酸钙(填料),15份石英粉(填料),2份钛白粉(颜料),5份二氧化硅(触变剂);B组分由以下重量份原料组成:25份聚硫醇309(固化剂),30份改性芳香胺(固化剂),5份2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚(固化促进剂),25份氧化铝(填料),15份硅微粉(填料),1份二氧化硅(触变剂),0.1份N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(附着力促进剂),0.1份二月桂酸二丁基锡(催化剂)。
上述胶粘剂的制备方法为:
1)制备A组分:取A组分的组成称量各原料,放入搅拌釜中,加热至50℃,真空条件下开启搅拌,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为1h,脱水,冷却至室温后,即得;
2)制备B组分:首先将B组分中的填料及触变剂在120度烘烤4h脱水,然后取B组分各组成原料于真空条件下以500r/min的速度搅拌混合1h得B组分;
3)将A组分和B组分按1:1质量比进行均匀复配,得到改性环氧胶粘剂。
实施例3:
一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂,包括A组分和B组分,其中A组分由以下重量份原料组成:55份双酚A环氧树脂E51,5份三乙氧基封端的硅烷改性聚醚树脂,15份苄基缩水甘油醚(活性稀释剂),25份碳酸钙(填料),0.1份炭黑(颜料),1份二氧化硅(触变剂);B组分由以下重量份原料组成:45份硫醇PE2700(固化剂),10份改性聚醚胺固化剂(固化剂),1份2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚(固化促进剂),35份氧化铝(填料),5份二氧化硅(触变剂),2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷(附着力促进剂),2份二醋酸二丁基锡(催化剂)。
本实施例的胶粘剂的制备方法为:
1)制备A组分:按照A组分的组成称量各原料,放入搅拌釜中,加热至65℃,真空条件下开启搅拌,搅拌速度为650r/min,搅拌时间为2h,脱水,冷却至室温后,即得;
2)制备B组分:首先将B组分中的填料及触变剂在120度烘烤4h脱水,然后取B组分各组成原料于真空条件下以650r/min的速度搅拌混合2h得B组分;
3)将A组分和B组分按1:1质量比进行均匀复配,得到改性环氧胶粘剂。
对比例1:
本实施例的胶粘剂组分和制备方法与实施例1不同之处在于,A组分中,硅烷改性聚醚加入量由10份变为20份。其余均与实施例1相同。
对比例2:
本实施例的胶粘剂组分和制备方法与实施例1不同之处在于,A组分中,硅烷改性聚醚加入量由10份变为2份。其余均与实施例1相同。
对比例3:
本实施例的胶粘剂组分和制备方法与实施例1不同之处在于,A组分中,没有添加硅烷改性聚醚。其余均与实施例1相同。
性能测试
分别对实施例1-3和对比例1-3制备的改性环氧胶粘剂测试其初固时间、延伸率、硬度、剪切强度、及剥离强度。其中,初固时间测试方法为胶粘剂初步固化固定,表面不沾手,深层也不粘手;延伸率性能测试依据标准为GB/T528;硬度性能测试依据标准为GB/T531.1;剪切强度性能测试依据标准为GB/T7124;剥离强度性能测试依据GB/T 2791。
测试结果见下表1。
表1改性环氧胶粘剂各项性能测试统计表
初固时间(min) | 延伸率(%) | 硬度(邵D) | 剪切强度(MPa) | 剥离强度(N/mm) | |
实施例1 | 表干10,内干10 | 15 | 78 | 19 | 12 |
实施例2 | 表干10,内干15 | 25 | 75 | 17 | 13 |
实施例3 | 表干10,内干10 | 10 | 82 | 21 | 10 |
对比例1 | 表干10,内干35 | 45 | 50 | 8.5 | 8.5 |
对比例2 | 表干10,内干10 | 5 | 84 | 23 | 5.1 |
对比例3 | 表干10,内干10 | 0 | 88 | 25 | 2.2 |
市售聚氨酯胶 | 表干30,内干720 | 90 | 30 | 5.0 | 8.0 |
注:表干为表面不粘手时间,内干为胶体内部不粘手时间。
由测试结果可知,当硅烷改性聚醚加入量在5-15%时,实施例1、2和3都具有良好的初固时间、延伸率、硬度、剪切强度及剥离强度,具有良好的强韧性,综合性能优良。当硅烷改性聚醚加入量超过15%时,对比例1中,虽然有较高的韧性抗震性,但其各项强度较差。当硅烷改性聚醚加入量低于5%及不添加时,对比例2、3中,虽然有较高的硬度及剪切强度,但其韧性抗震性、剥离强度很差。市售聚氨酯胶,虽然韧性抗震性好,但其强度较差,同时内部固化很慢,这就是用聚氨酯胶粘接蒙皮时需要点焊来加强强度的原因。
通过对比试验测试结果发现,本发明通过添加硅烷改性聚醚对普通环氧胶进行改性,获得的改性环氧胶可实现快速粘接,并具有良好的柔韧抗震性、粘结性、抗剥离性能,成功解决了普通型环氧胶不能应用于蒙皮粘接;可以代替聚氨酯胶应用于蒙皮粘接,不需要点焊补强,不需要底涂,不需要夹具长时间夹持,提高生产效率。
Claims (2)
1.一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂,其特征在于,由A,B组分制得,所述
A组分由以下重量份原料组成:
双酚A环氧树脂:30-55份,
硅烷改性聚醚:5-15份,
活性稀释剂:5-15份,
填料:25-40份,
颜料:0.1-2份,
触变剂:1-5份;
所述B组分由以下重量份原料组成:
聚硫醇:25-45份,
改性胺:10-30份,
固化促进剂:1-5份,
填料:30-45份,
触变剂:1-5份
附着力促进剂:0.1-2份,
催化剂:0.1-2份;
A组分中,所述双酚A环氧树脂为E44或E51型环氧树脂;所述硅烷改性聚醚为三甲氧基封端的硅烷改性聚醚树脂或三乙氧基封端的硅烷改性聚醚树脂;所述活性稀释剂为苄基缩水甘油醚或苯基缩水甘油醚;所述填料为碳酸钙、石英粉、氧化铝或硅微粉中的一种或两种以上的混合;所述颜料为炭黑或钛白粉;所述触变剂为二氧化硅;
B组分中,所述聚硫醇为硫醇PE2700或聚硫醇309;所述改性胺为改性芳香胺固化剂或改性聚醚胺固化剂;所述固化促进剂为2、4、6-三(二甲氨基甲基)苯酚;所述填料为碳酸钙、石英粉、氧化铝或硅微粉中的一种或两种以上的混合;所述触变剂为二氧化硅;所述附着力促进剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷;所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或二醋酸二丁基锡。
2.权利要求1所述的一种客车蒙皮粘接用双组分改性环氧胶粘剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备A组分:取A组分各组成原料于真空下加热至50-80℃,同时以500-800r/min的速度搅拌混合1h-3h得到A组分;
(2)制备B组分:先将B组分中的填料及触变剂在120℃烘烤4h脱水,再混合B组分其余组成原料得B组分,混合时,采用真空条件并以500-800r/min的速度搅拌混合1-3h即可;
(3)将A、B两组分按1:1的质量比混合,得到所述双组分改性环氧胶粘剂。
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