一种低温下快速固化组合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种利用低温下快速固化组合物及其制备方法与应用，包括A和B两个组分，所述A组分包括以下重量份的原料：多官能丙烯酸酯单体100份，阻聚剂0.1

【技术实现步骤摘要】
一种低温下快速固化组合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于胶粘剂固化
，具体涉及一种低温下快速固化组合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]环氧胶粘剂是众所周知的一款高性能胶粘剂，其强度高，收缩小，对大多数材料都有非常好的粘接性，而且耐候性、耐化学品等性能极佳，因此被人们广泛加以应用，常作为结构性胶粘剂使用。
[0003]虽然环氧树脂体系胶粘剂优点很多，但缺点也非常明显。常规使用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其优点是力学性能较其他结构类型环氧树脂优异，价格低廉，其缺点是粘度太大，流动性不佳，固化活性受温度限制，在低温下更是难以操作，也无法达到所需的固化效果。通常的解决办法是在液体环氧树脂中加入活性或非活性稀释剂，以降低使用粘度，但同样在使用上也有一定的限度，加量不能过多，否则对固化物性能会有非常大的影响。因此，即使环氧树脂中加入了稀释剂后，体系粘度依然较大，特别是温度偏低环境中，粘度大，固化慢，实际应用中难以操作。
[0004]在现有专利技术技术CN 1871299 B《粘合剂组合物》，CN 107849224 A《可固化组合物》，EP0211978A1《制备无溶剂热固性聚合物组合物的方法》，JP2018519407A《硬化性组合物》这些专利中，均都以环氧化合物为主体，添加一定量的单官或多官能丙烯酸酯作为稀释剂以及加速剂使用，可在一定程度上降低环氧体系粘度，同时适当提升一定的固化速度，其主体强度仍取决于环氧树脂成份的固化，因此在应用中仍受环氧部分相关性能的限制。
[0005]再者，在丙烯酸酯类胶粘剂体系中，因其固化采用氧化还原引发体系，双组分中本体均为丙烯酸酯的单体，一个组分加氧化剂作引发剂，一个组分加还原剂作促进剂，这样就带来了一些弊端，最主要的就是加入促进剂或引发剂后，会带来丙烯酸单体的储存稳定性问题，特别是在温度偏高时易发生自聚。因为在运输过程中，有人进行过相关测量，海运集装箱温度最高时一度可高达70℃以上，这对普通胶粘剂产品的高温贮存性是一个考验。
[0006]此外，传统的丙烯酸酯体系胶粘剂，一般采用低分子量的甲基丙烯酸酯单体，并加入了大量的甲基丙烯酸以提升活性，因此具有非常大的刺激性气味。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有
技术介绍
的不足之处，本专利技术的第一目的在于提供一种操作性能好、低温快速固化、储存稳定性好，同时具有良好粘接性能的低温下快速固化组合物，本专利技术摆脱现有技术的各种缺陷，创造性的以多官能丙烯酸酯为主体，利用其与多元胺的迈克尔加成反应，达到快速固化且在低温下亦可快速反应交联的效果。
[0008]本专利技术的第二目的在于提供一种低温下快速固化组合物的制备方法，通过物理、化学方面的手段，如对多元胺进行分子链段改性、添加部分助剂，以提升体系的粘接性能。
[0009]本专利技术的第三目的在于提供一种低温下快速固化组合物的应用，使用时，将A、B两
个组分经过一定配比混合均匀，即可实现快速反应固化。
[0010]本专利技术体系反应活性大，受温度影响小，而且能够在较低温度下(0℃)仍然可以快速反应，交联固化；同时，所用丙烯酸酯类单体粘度低，粘度受温度影响小，低温下易于操作；而且，采用的高分子量丙烯酸酯单体挥发性小，气味小，具有环保低气味的特点。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种低温下快速固化组合物，包括相互独立的A和B两个组分，所述A组分包括以下重量份的原料：多官能丙烯酸酯单体100份，阻聚剂0.1
‑
1份，第一偶联剂1
‑
3份；所述B组分包括以下重量份的原料：自制改性胺固化剂50
‑
200份，第一促进剂0.5
‑
5份，第二促进剂2
‑
5份，第二偶联剂1
‑
3份。
[0013]优选的是，所述多官能丙烯酸酯单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP3EOTA)和乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(PPTTA)；所述阻聚剂选自对苯二酚、2，6
‑
二叔丁基甲酚和对羟基苯甲醚(MEHQ)；所述第一偶联剂选自3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和3
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0014]优选的是，所述自制改性胺固化剂的基础胺原材料选自间苯二甲胺(MXDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、1，3
‑
二氨基甲基环己烷(1，3
‑
BAC)、甲基环己二胺、4，4
’‑
二氨基二环己基甲烷(HMDA)和1，2
‑
环己二胺；所述第一促进剂选自2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、苄基二甲胺、邻羟基苄基二甲胺和三乙胺；所述第二促进剂选自苯甲醇；所述第二偶联剂选自3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和3
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种低温下快速固化组合物的制备方法，包括：
[0016]A组分制备：
[0017]按照重量份数比称取原料多官能丙烯酸酯单体、阻聚剂和第一偶联剂，全部投入搅拌器中，控制转速50
‑
80转/分钟，搅拌至完全均匀即可；
[0018]B组分制备：
[0019]先按改性方法制备自制改性胺固化剂，再按照重量份数比称取原料自制改性胺固化剂、第一促进剂、第二促进剂和第二偶联剂，全部投入搅拌器中，控制转速50
‑
80转/分钟，搅拌至完全均匀即可。
[0020]优选的是，所述自制改性胺固化剂的改性方法包括加成改性或曼尼期改性；
[0021]当改性方法为加成改性时，所述加成改性方法包括：
[0022]向反应设备中加入基础胺原材料，在搅拌条件下升温到50
‑
70℃，持续搅拌下每隔20
‑
30分钟分批加入液体环氧树脂，加完料后升温至70
‑
80℃，保温反应1.5
‑
2小时，降至常温出料，即得到自制加成改性胺固化剂；
[0023]其中，液体环氧树脂与基础胺原材料添加重量比为：1：1.5～3.5。
[0024]当改性方法为曼尼期改性时，所述曼尼期改性方法包括：
[0025]向反应设备中加入基础胺及苯酚原材料，在搅拌条件下升温至50
‑
60℃，持续搅拌下每隔20
‑
30分钟分批加入多聚甲醛，加完物料后升温至95
‑
105℃，保温反应3
‑
5小时，最后控制温度在100
‑
105℃下通过真空脱除体系中的水份，并通过冷凝回流方式搜集，直至不再有水份蒸出为止，降温出料即得到自制曼尼期改性胺固化剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温下快速固化组合物，其特征在于，包括相互独立的A和B两个组分，所述A组分包括以下重量份的原料：多官能丙烯酸酯单体100份，阻聚剂0.1
‑
1份，第一偶联剂1
‑
3份；所述B组分包括以下重量份的原料：自制改性胺固化剂50
‑
200份，第一促进剂0.5
‑
5份，第二促进剂2
‑
5份，第二偶联剂1
‑
3份。2.根据权利要求1所述的低温下快速固化组合物，其特征在于，所述多官能丙烯酸酯单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯；所述阻聚剂选自对苯二酚、2，6
‑
二叔丁基甲酚和对羟基苯甲醚；所述第一偶联剂选自3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和3
‑
(2，3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。3.根据权利要求1所述的低温下快速固化组合物，其特征在于，所述自制改性胺固化剂的基础胺原材料选自间苯二甲胺、异佛尔酮二胺、1，3
‑
二氨基甲基环己烷、甲基环己二胺、4，4
’‑
二氨基二环己基甲烷和1，2
‑
环己二胺；所述第一促进剂选自2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、苄基二甲胺、邻羟基苄基二甲胺和三乙胺；所述第二促进剂选自苯甲醇；所述第二偶联剂选自3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷和3
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷。4.一种如权利要求1～3任一项所述的低温下快速固化组合物的制备方法，其特征在于，包括：A组分制备：按照重量份数比称取原料多官能丙烯酸酯单体、阻聚剂和第一偶联剂，全部投入搅拌器中，控制转速50
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80转/分钟，搅拌至完全均匀即可；B组分制备：先按改性方法制备自制改性胺固化剂，再按照重量份数比称取原料自制改性胺固化剂、第一促进剂、第二促进剂和第二偶联剂，全部投入搅拌器中，控制转速50
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：杜昆文，杜昆武，王云飞，余琦，叶盛阳，朱本玮，张忠侠，
申请(专利权)人：武汉市科达云石护理材料有限公司，
类型：发明
国别省市：