CN1282771A - 一种建筑用双组分环氧树脂结构胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑用双组分环氧树脂结构胶,它包括A组分和B组分,A组分中含有双酚A型环氧树脂,B组分中含有聚酰胺型固化剂,A组分中还含有聚硅氧烷,其添加量为双酚A型环氧树脂的5—10%(重量比)。所述的聚硅氧烷是γ－缩水甘油醚丙基二甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(Ⅰ)或三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷－bo－聚甲基γ－缩水甘油醚丙基硅氧烷(Ⅱ)。
Description
本发明属于粘接剂制备领域，更具体地，涉及一种建筑用环氧树脂双组分结构胶。
结构胶用于建筑材料的粘合或修补，其用途十分广泛，随着建筑科技的发展和新型建材的大量应用，建筑用结构胶的需求量日益增大。特别是环氧树脂型结构胶，由于其具有优良的粘接性，可以粘接金属、陶瓷、水泥、石材、石膏等多种建材，强度很高，因此用量更大，同时，它还具有优良的耐化学性，耐老化性，能适用于恶劣环境下的建材粘合。为了得到高性能的环氧树脂结构胶，提高粘结效果，长期以来人们对其化学成分、化学性能等进行了大量的研究，CN87100265专利公开了一种室温固化耐高温高强韧性环氧结构胶粘剂及制备方法，该专利方案采用羧基丁腈改性环氧树脂(A组分)与自制的含有胺基、氰基、苯基和醚键的固化剂(B组分)，粘结使用时按1∶12-1(B∶A)的比例配制而成；CN1088604公开了一种氨基多官能环氧树脂类耐热建筑结构胶粘剂，该专利方案选用对氨基苯酚二缩水甘油环氧或4，4’-二氨二苯基甲烷四缩水甘油环氧为主剂，采用芳香胺和苯酚、甲醛、胺类缩合物的混合型固化剂配置而成。这些方案虽然可以提高结构胶的韧性，改善结构胶的耐热性等，但仍存在粘合材料的压剪强度值偏低的缺点，特别用于大理石和花岗岩的粘接时难以满足安全可靠的要求，同时也不适合在四季温差较大的地区使用。
本发明的目的是提供一种压剪强度高，特别是冻融压剪强度高的环氧树脂结构胶。
本发明的目的是这样实现的：环氧树脂结构胶包括A组分和B组分，A组分中含有双酚A型环氧树脂，B组分中含有聚酰胺型固化剂，A组分中还含有聚硅氧烷，其添加量为双酚A型环氧树脂的5-10％(重量比)。
本发明A组分中的聚硅氧烷优选如式(Ⅰ)所述的γ-缩水甘油醚丙基二甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(n)或如式(Ⅱ)所述的三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(m)-bo-聚甲基γ-缩水甘油醚丙基硅氧烷(n)。
本发明所述的γ-缩水甘油醚丙基二甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(n)是由γ-缩水甘油醚丙烯和卤代硅烷进行加成反应，再与羟基封端的聚二甲基硅氧烷缩合后所得的产物，聚合度n在4～50之间，反应式如Ⅳ所示；本发明所述的三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(m)-bo-聚甲基γ-缩水甘油醚丙基硅氧烷(n)可以由三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(m)-bo-聚甲基氢硅氧烷和γ-缩水甘油醚丙烯经一步加成而得，反应式如Ⅴ所示。
本发明的A组分中还可以含有气相法二氧化硅作为触变剂，气相法二氧化硅可以以商品名A-150从德国DIEGUSSA公司购买，或以商品名M-5从美国CABOT公司购买。
本发明还可在A组分和／或B组分中加入硅微粉和／或钛微粉作为填料。其相对密度大致为2．3，颗粒尺寸为0．015m左右。
本发明的B组分中还可以加入如式(Ⅲ)所述的γ-缩水甘油醚丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，该偶联剂的商品名为KH-560。
本发明的环氧树脂结构胶在使用时以A∶B=8-12∶1(重量比)的比例混合使用。
本发明涉及的各化学式及反应式如下所示。
本发明A组分中的聚硅氧烷与双酚A型环氧树脂均含有环氧基团，相溶性较好；同时本发明中的聚硅氧烷为线性交联结构，且其聚合度较高，因此其硅氧链的柔性很强，与双酚A型环氧树脂相溶后，能改善双酚A树脂的抗冲击性能及脆性差的缺点，从而提高结构胶的韧性，使结构胶可以承受大理石等材料粘接所要求的结构强度，经受外界条件影响下的拉伸、压缩、扭转等结构移动。
本发明在B组分中选用聚酰胺类化合物作固化剂，这类聚合物结构中不仅含有酰胺基，也含仲胺和伯胺基团，它与双酚A树脂的配比范围比较宽，固化物的机械性能比较均衡，耐热冲击性优良，对范围很广的各种材料具有优良的粘接性，尤其耐水冲击性能很好。
本发明A组分中含环氧基团的原料与B组分中的聚酰胺型固化剂，在混合时可以发生加成反应，使结构胶的剪切强度大大提高；同时，聚硅氧烷的抗高低温冲击性能比较强，加入聚硅氧烷能提高结构胶承受冻融循环的能力，特别适合于在四季温差比较大的北方地区使用。
本发明为了提高结构胶的稳定性，在A、B组分中均加入了一定量的填料，特别是采用了硅微粉作为填料，硅微粉的表面含有许多羟基，与偶联剂γ-缩水甘油醚丙基三乙氧基硅烷相作用，能提高结构胶体系中有机相与无机相的相容性，同时也使结构胶与被粘石材的相容性得到一定程度的提高。硅微粉的加入，降低了结构胶施胶过程中的固化放热，减少了固化收缩引起的粘接缝隙，改善了被粘材料间的外观形状。加入A组分中的气相法二氧化硅可使结构胶的触变性能得到提高。
本发明A、B组分的基本配比如下(重量份)：
A组分
双酚A型环氧树脂 80-120
聚硅氧烷 4-8
气相法二氧化硅 1-5
硅微粉填充剂 120-200
B组分
聚酰胺型固化剂 80-120
促进剂 3-8
增塑剂 1-5
硅微粉填充剂 120-200
钛微粉 5-20
γ-缩水甘油醚丙基三乙氧基硅烷 5-20
本发明的制备方法是将上述各种原料分别混合，即得到A组分和B组分。使用时按A∶B=8-12∶1的比例混合使用。
下面所举的实施例将有助于理解本发明。以下配比均为重量份。实施例1：
A组分
双酚A型环氧树脂 90
γ-缩水甘油醚丙基二甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷 9
气相法二氧化硅 1．5
硅微粉 140
将上述原料经充分混合得A组分。
B组分
聚酰胺型固化剂 90
2，4，5-三(N，N二甲基氨亚甲基)苯酚 4
邻苯二甲酸二丁酯 1
硅微粉填充剂 140
钛微粉 8
将上述原料充分混合得B组分。
使用时按A∶B=8∶1的配比形成结构胶。
实施例2
A组分
双酚A型环氧树脂 100
三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷-bo-
聚甲基γ- 缩水甘油醚丙基硅氧烷 5
气相法二氧化硅 3
硅微粉 160
将上述原料经充分混合得A组分。
B组分
聚酰胺型固化剂 100
2，4，5-三(N，N-二甲基氨亚甲基)苯酚 6
邻苯二甲酸二丁酯 2
硅微粉填充剂 160
偶联剂KH-560 12
将上述原料充分混合得B组分。
使用时按A∶B=10∶1的配比形成结构胶。
实施例3
A组分
双酚A型环氧树脂 110
γ-缩水甘油醚丙基二甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷 7
气相法二氧化硅 4
硅微粉 160
将上述原料经充分混合得A组分。
B组分
聚酰胺型固化剂 100
2，4，5-三(二甲氨基甲基)苯酚 6
邻苯二甲酸二丁酯 2
硅微粉填充剂 160
钛微粉 12
偶联剂KH-560 14
将上述原料充分混合得B组分。
使用时按A∶B=12∶1的配比形成结构胶。
由实施例1、2、3所得A、B组分配合形成环氧树脂结构胶，按JC／T547-94标准进行性能测试并与国外的产品比较结果如下：
表1 实例1、2、3与国外同类产品的性能测试数据
| 瑞士XH-111 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | |
| 常态压剪强度(常态48h) | 10．30 | 16．54 | 17．80 | 19．31 |
| 冻融压剪强度(常态 48h后，在-30℃／3h，50℃／3h循环25次，常态晾置24h后) | 7．73 | 14．84 | 15．80 | 17．31 |
| 垂直拉伸粘接强度(常态72h) | 10．80 | 25．01 | 27．25 | 27．50 |
由以上测试数据可以看出，本发明的环氧树脂结构胶与现有技术相比，常态压剪强度，本发明实施例比瑞士XH-111提高50％以上，其中实施例3提高了近1倍；冻融压剪强度，本发明实施例比瑞士XH-111提高1倍左右；垂直拉伸粘接强度，本发明实施例比瑞士XH-111提高了1．5倍左右。
综上，本发明的环氧树脂结构具有工业实用性和优良的性能，能实现本发明的发明目的。
Claims (6)
1．一种建筑用双组分环氧树脂结构胶，包括A组分和B组分，A组分中含有双酚A型环氧树脂，B组分中含有聚酰胺型固化剂，本发明的技术特征在于：A组分含有聚硅氧烷，其添加量为双酚A型环氧树脂的5-10％(重量比)。
2．权利要求1中所述的聚硅氧烷是γ-缩水甘油醚丙基二甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷(Ⅰ)。
3．权利要求1中所述的聚硅氧烷是三甲基硅封端的聚二甲基硅氧烷-bo-聚甲基γ-缩水甘油醚丙基硅氧烷(Ⅱ)。
4．权利要求1中所述的结构胶，其A组分中还加入气相法二氧化硅。
5．权利要求1中所述的结构胶，其A组分和／或B组分中加入硅微粉和／或钛微粉。
6．权利要求1中所述的结构胶，B组分中加入偶联剂γ-缩水甘油醚丙基三乙氧基硅烷(Ⅲ)。
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