一种室温快速固化环氧胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种室温快速固化环氧胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶40～60配合使用；A组分包括：环氧树脂60～80份、柔性环氧树脂20～40份、增韧剂40～60、偶联剂4～6份、填料40～60份、疏水性气相二氧化硅4～6份；B组分包括：改性聚酰胺固化剂20～40份，改性脂肪胺固化剂20～30份，改性脂环胺固化剂15～25份、增韧型促进剂3～10份、增韧剂5～10份、填料20～30份、疏水性气相二氧化硅2～3份、偶联剂2～3份。本发明专利技术不仅具有合适的操作时间和快速的强度提升能力，而且具有高韧性和良好的力学强度，对金属及复合材料均有优秀的附着力。

A room temperature fast curing epoxy adhesive and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种室温快速固化环氧胶粘剂及其制备方法
本专利技术涉及环氧胶粘剂领域，尤其涉及一种增韧型高强度复合材料用的室温快速固化环氧胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
随着科技的飞速发展，各式各样的新型塑料、高强度复合材料(SMC、GRP、CFRP)在航空航天、汽车工业、机械制造、医学领域、轨道车辆、智能家居等领域的应用逐渐增多，在这些材料应用过程中会涉及到大量的金属与复合材料、复合材料与复合材料之间的粘接。而复合材料在成型过程中需要加入一些脱模剂从而导致其很难有良好的粘接效果。经过不断的研究与开发，目前在复合材料粘接领域内以丙烯酸胶粘剂和环氧胶粘剂这两种类型应用的较多。丙烯酸胶粘剂室温固化快、对复合材料附着力好，多用于车辆内饰等。但丙烯酸胶粘剂存在以下缺点：①使用过程中气味大，对使用者和环境有一定的影响；②操作时间短，固化速度快且反应放热剧烈，无法用于大面积和大间隙的粘接；③在耐高温、耐腐蚀、耐候性方面不够理想。环氧胶粘剂价格便宜，操作时间长，具有很好的耐高温、耐腐蚀、耐候性性能，多用于一些需要大面积施胶的应用上。但现有的环氧胶粘剂存在着以下缺点：①操作时间长的环氧胶粘剂强度提升慢，此类胶粘剂操作时间多为1～2h，一般需要10～15h才能初步固化，严重制约生产效率，增加工艺成本。②初固时间短的环氧胶粘剂、操作时间短、韧性差。此类环氧胶粘剂操作时间为5～15min钟，初步固化时间为2～3h，强度提升速度依然较慢，对于大尺寸及异型基材适应性差，且此类环氧胶粘剂大多韧性差。③环氧胶粘剂对一些脱模成型的复合材料附着力有待提升。所以开发一款操作时间合适、强度提升迅速、对复合材料附着力高的环氧胶粘剂有着很大的应用潜力。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种室温快速固化环氧胶粘剂及其制备方法，不仅具有合适的操作时间和快速的强度提升能力，而且在具有高韧性的同时有着良好的力学强度，对金属及复合材料均有着优秀的附着力。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种室温快速固化环氧胶粘剂，该室温快速固化环氧胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶40～60配合使用；其中，A组分包括以下重量份数的原料：环氧树脂60～80份、柔性环氧树脂20～40份、增韧剂40～60、偶联剂4～6份、填料40～60份、疏水性气相二氧化硅4～6份；B组分包括以下重量份数的原料：改性聚酰胺固化剂20～40份，改性脂肪胺固化剂20～30份，改性脂环胺固化剂15～25份、增韧型促进剂3～10份、增韧剂5～10份、填料20～30份、疏水性气相二氧化硅2～3份、偶联剂2～3份。优选地，所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54、环氧树脂F-51、环氧树脂F-44中的至少一种。优选地，所述柔性环氧树脂采用柔性环氧树脂NPER-174、柔性环氧树脂YD-171、柔性环氧树脂NPER-133L、柔性环氧树脂GY298中的至少一种。优选地，A组分中的增韧剂采用奇士增韧剂、核壳增韧剂中的至少一种；B组分中的增韧剂采用端胺基丁腈橡胶、奇士增韧剂中的至少一种；所述奇士增韧剂是奇士增韧剂VL-4、奇士增韧剂VL-1中的至少一种；所述核壳增韧剂是核壳橡胶均匀分散在环氧树脂中形成的共混物；所述核壳橡胶是壳为聚苯乙烯、核为橡胶弹性体的核壳结构聚合物。优选地，所述偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。优选地，所述填料采用碳酸钙、滑石粉、硅微粉、氧化铝、氢氧化铝、硫酸钡晶须中的至少一种。优选地，所述改性聚酰胺固化剂采用固化剂V140、固化剂XH429、固化剂XH351、固化剂D8140、固化剂350A、固化剂ARADUR283中的至少一种。优选地，改性脂肪胺固化剂采用固化剂JH5488、固化剂JH5472、固化剂JH5473、固化剂JH5432S、固化剂R-2011、固化剂R-2022B、固化剂2958中的至少一种。优选地，所述改性脂环胺固化剂采用固化剂D650、固化剂R-3401、固化剂R-3400、固化剂R-3600、固化剂847中的至少一种。优选地，所述增韧型促进剂采用2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基二丙基三胺、N,N'-双(3-氨丙基)-乙撑二胺、环氧改性聚乙烯亚胺、N-氨乙基哌嗪中的至少一种。一种室温快速固化环氧胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述室温快速固化环氧胶粘剂选取各原料；A组分的制备：将环氧树脂、柔性环氧树脂、增韧剂、偶联剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为15～20Hz，分散转速为650rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌30min后，将分散转速降低为250rpm，加入填料和疏水性气相二氧化硅，然后将分散转速提升至650rpm，抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌2h，期间每隔30min清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得A组分；B组分的制备：将改性聚酰胺固化剂、改性脂肪胺固化剂、改性脂环胺固化剂、增韧型促进剂、增韧剂、偶联剂加入到反应釜中在常温下搅拌，行星转速为15～20Hz，分散转速为650rpm，搅拌过程中需抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌30min后，将分散转速降低为250rpm，加入填料和疏水性气相二氧化硅，然后将分散转速提升至650rpm，抽真空，保持压力为-0.095～-0.1MPa之间；搅拌2h，期间每隔30min清釜一次，搅拌完毕脱泡30min，从而制得B组分；将所述A组分与所述B组分按照体积比100∶40～60配合使用，即组成上述的室温快速固化环氧胶粘剂。优选地，当B组分中增韧型促进剂采用环氧改性聚乙烯亚胺时，环氧改性聚乙烯亚胺的制备方法为：将100重量份聚乙烯亚胺、400重量份甲醇、15重量份双酚F型环氧树脂、10重量份环氧丙烷混合溶解，并在40℃下回流搅拌24h，然后蒸发回收甲醇，从而即制得呈黄色透明液体的环氧改性聚乙烯亚胺。优选地，当A组分中增韧剂采用核壳增韧剂时，核壳增韧剂的制备方法为：将100重量份环氧树脂与30重量份核壳橡胶在80℃下充分搅拌混合3h，从而制得核壳增韧剂。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的室温快速固化环氧胶粘剂以橡胶弹性体配合柔性环氧树脂使用作为增韧基础，通过改性聚酰胺固化剂、改性脂肪胺固化剂、改性脂环胺固化剂、增韧型促进剂、偶联剂的协同作用来实现胶粘剂的增韧、提速以及控制合适的操作时间、提升复合材料附着力，同时通过填料与疏水性气相二氧化硅来实现胶粘剂的触变性、稳定性以及对其力学性能的增强。本专利技术不仅具有合适的操作时间和快速的强度提升能力，而且在具有高韧性的同时有着良好的力学强度，对金属及复合材料均有着优秀的附着力。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温快速固化环氧胶粘剂，其特征在于，该室温快速固化环氧胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶40～60配合使用；其中，/nA组分包括以下重量份数的原料：环氧树脂60～80份、柔性环氧树脂20～40份、增韧剂40～60、偶联剂4～6份、填料40～60份、疏水性气相二氧化硅4～6份；/nB组分包括以下重量份数的原料：改性聚酰胺固化剂20～40份，改性脂肪胺固化剂20～30份，改性脂环胺固化剂15～25份、增韧型促进剂3～10份、增韧剂5～10份、填料20～30份、疏水性气相二氧化硅2～3份、偶联剂2～3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种室温快速固化环氧胶粘剂，其特征在于，该室温快速固化环氧胶粘剂由A组分和B组分组成，并且A组分与B组分按照体积比100∶40～60配合使用；其中，
A组分包括以下重量份数的原料：环氧树脂60～80份、柔性环氧树脂20～40份、增韧剂40～60、偶联剂4～6份、填料40～60份、疏水性气相二氧化硅4～6份；
B组分包括以下重量份数的原料：改性聚酰胺固化剂20～40份，改性脂肪胺固化剂20～30份，改性脂环胺固化剂15～25份、增韧型促进剂3～10份、增韧剂5～10份、填料20～30份、疏水性气相二氧化硅2～3份、偶联剂2～3份。


2.根据权利要求1所述的室温快速固化环氧胶粘剂，其特征在于，所述环氧树脂采用环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、环氧树脂E-54、环氧树脂F-51、环氧树脂F-44中的至少一种；
所述柔性环氧树脂采用柔性环氧树脂NPER-174、柔性环氧树脂YD-171、柔性环氧树脂NPER-133L、柔性环氧树脂GY298中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的室温快速固化环氧胶粘剂，其特征在于，A组分中的增韧剂采用奇士增韧剂、核壳增韧剂中的至少一种；B组分中的增韧剂采用端胺基丁腈橡胶、奇士增韧剂中的至少一种；
其中，所述奇士增韧剂是奇士增韧剂VL-4、奇士增韧剂VL-1中的至少一种；所述核壳增韧剂是核壳橡胶均匀分散在环氧树脂中形成的共混物；所述核壳橡胶是壳为聚苯乙烯、核为橡胶弹性体的核壳结构聚合物。


4.根据权利要求1或2所述的室温快速固化环氧胶粘剂，其特征在于，所述偶联剂采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。


5.根据权利要求1或2所述的室温快速固化环氧胶粘剂，其特征在于，所述填料采用碳酸钙、滑石粉、硅微粉、氧化铝、氢氧化铝、硫酸钡晶须中的至少一种。


6.根据权利要求1或2所述的室温快速固化环氧胶粘剂，其特征在于，所述改性聚酰胺固化剂采用固化剂V140、固化剂XH429、固化剂XH351、固化剂D8140、固化剂350A、固化剂ARADUR283中的至少一种；
所述改性脂肪胺固化剂采用固化剂JH5488、固化剂JH5472、固化剂JH5473、固化剂JH5432S、固化剂R-2011、固化剂R-2022B、固化剂2958中的至少一种；
所述改性脂环胺固化剂采用固化剂D65...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩，罗善国，
申请(专利权)人：北京高盟新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11