【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环氧胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
1、随着节能减排和保护环境的需求日益迫切，轻量化设计方面的研究越来越多。航空空运和新能源汽车已经开始采用一些树脂基碳纤维复合材料，此类复材具有优异的力学性能，相对简易的制造工艺，且与金属材料相比有突出的减重效果。对于复合材料间的连接来说，像金属一样的焊接工艺已不再适用，而铆接的方法会增加连接点的应力，容易损伤复合材料。胶接是复合材料结构主要的连接方法之一，它是将胶粘剂材料放置在两个被粘部件之间，在被粘物体之间产生可用的连接强度。与机械连接相比，它的主要优点是：无钻孔引起的应力集中，连接效率高；抗疲劳、密封、减震性能好；能获得光滑气动外形；不同材料连接无电偶腐蚀等问题。
2、对于胶接一些复杂结构碳纤维复合材料，由于存在立面、曲面、不规则面等多种粘接面形式，因此对胶粘剂的操作适用期、流淌性等工艺性能要求苛刻。只有胶粘剂具备了长适用期，低流淌性，才能满足异形复杂结构复材的粘接所需。
3、另外，胶粘剂的耐湿性能对于此类结构的粘接强度和耐久性至关重要。第一，在操作施工过程中，由于粘接结构复杂，胶粘剂涂覆操作工序时间长，导致涂覆后的胶粘剂长时间暴露在空气中，这就需要胶粘剂对空气中的湿气具有良好的抗耐性。第二，粘接后的复材结构可能会长期处于高温高湿等环境中，这就需要粘接完成后的胶粘剂具有良好的耐湿热性能，否则长期的湿热老化会导致粘接失效，胶接处开裂，严重影响整体结构。
4、双氰胺环氧胶粘剂体系以其优异的潜伏性、粘接性能、本体力学性能等，被广泛用作单组份环
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决异形复材结构粘接用中温固化双氰胺体系单组份环氧胶粘剂抗流动性、耐湿性差的问题，而提供一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂及其制备方法。
2、一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，按质量份数由70份～90份双酚a型环氧树脂、10份～30份多官能环氧树脂、10份～30份核壳增韧环氧树脂、10份～20份聚硫橡胶改性树脂、8份～12份双氰胺、1份～2份2-乙基-4-甲基咪唑和7份～9份气相白炭黑制成。
3、一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂的制备方法，其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的：
4、一、称料：
5、按重量份数称取70份～90份双酚a型环氧树脂、10份～30份多官能环氧树脂、10份～30份核壳增韧环氧树脂、10份～20份聚硫橡胶改性树脂、8份～12份双氰胺、1份～2份2-乙基-4-甲基咪唑和7份～9份气相白炭黑；
6、二、混合：
7、将步骤一中称取的70份～90份双酚a型环氧树脂、10份～30份多官能环氧树脂、10份～30份核壳增韧环氧树脂、10份～20份聚硫橡胶改性树脂、8份～12份双氰胺、1份～2份2-乙基-4-甲基咪唑和7份～9份气相白炭黑加入到反应器中，搅拌混合，得到混合物；
8、三、研磨：
9、使用三辊研磨机对步骤二得到的混合物进行研磨，得到单组份糊状胶粘剂；
10、四、脱泡：
11、将步骤三得到的单组份糊状胶粘剂用行星搅拌机混合一段时间，得到适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂。
12、本专利技术的原理：
13、本专利技术为了提高中温固化双氰胺环氧胶粘剂的耐湿性，从固化体系入手，以双氰胺为固化剂，以2-乙基-4-甲基咪唑为促进剂，第一，通过促进剂促进双氰胺与环氧树脂的固化反应程度；第二，在环氧树脂结构中引入含有耐水基团的柔性增韧剂，既提高胶粘剂耐湿性，又增加粘接强度；第三，引入多官能环氧树脂提高胶粘剂体系固化后的交联密度，进而改善胶粘剂的耐湿性。通过多方面协同作用，提高环氧树脂胶粘剂的耐湿性能。
14、本专利技术的优点：
15、一、本专利技术制备的适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂固化条件为120℃/90min。流淌距离小于3mm；玻璃化转变温度为(128～130)℃，粘接碳纤维/双马复合材料常温剪切强度为(31.2～33.7)mpa，80℃剪切强度为(28.4～30.9)mpa；
16、二、先将胶粘剂涂覆到被粘接表面，然后在25℃±2℃，60％rh湿度环境下暴露24h后，再进行叠合粘接、加压固化，粘接碳纤维/双马复合材料常温剪切强度为(32.1～34.5)mpa，80℃剪切强度为(28.6～30.8)mpa；
17、三、沸水煮7天后，玻璃化转变温度为(80～82)℃/(119～121)℃，粘接碳纤维双马复合材料常温剪切强度为(30.2～32.9)mpa，80℃剪切强度为(14.5～16.4)mpa，吸水率(5.9～6.2)％；
18、四、本专利技术中的聚硫橡胶改性树脂在环氧树脂胶粘剂中具有良好的增韧效果，添加后可以提高环氧胶粘剂的剪切强度，并且显著提高了中温固化双氰胺体系单组份环氧胶粘剂耐湿性能，解决了中温固化双氰胺体系单组份环氧胶粘剂高温高湿后粘接剪切强度下降幅度大的问题。
19、本专利技术可获得一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂。
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1.一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的环氧胶粘剂按质量份数由70份～90份双酚A型环氧树脂、10份～30份多官能环氧树脂、10份～30份核壳增韧环氧树脂、10份～20份聚硫橡胶改性树脂、8份～12份双氰胺、1份～2份2-乙基-4-甲基咪唑和7份～9份气相白炭黑制成。
2.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的双酚A型环氧树脂为E51或E54。
3.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的多官能环氧树脂为三缩水甘油基对氨基苯酚或三缩水甘油基间氨基苯酚。
4.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的核壳增韧环氧树脂为MX-125、MX-153、MX-154或MX-257，MX-125、MX-153、MX-154或MX-257。
5.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂
6.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的聚硫橡胶改性树脂的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
7.根据权利要求6所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的低粘度环氧树脂为1,2-环己二醇二缩水甘油醚或1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚。
8.根据权利要求6所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的液态聚硫橡胶为JLY-121、JLY-1225、JLY-124、JLY-155、JLY-215或JLY-115。
9.如权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂的制备方法，其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的：
10.根据权利要求9所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤四中所述的行星搅拌机的真空度小于-0.08MPa，搅拌转速为500RPM±50RPM，混合的时间为60min±10min。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的环氧胶粘剂按质量份数由70份～90份双酚a型环氧树脂、10份～30份多官能环氧树脂、10份～30份核壳增韧环氧树脂、10份～20份聚硫橡胶改性树脂、8份～12份双氰胺、1份～2份2-乙基-4-甲基咪唑和7份～9份气相白炭黑制成。
2.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的双酚a型环氧树脂为e51或e54。
3.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的多官能环氧树脂为三缩水甘油基对氨基苯酚或三缩水甘油基间氨基苯酚。
4.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的核壳增韧环氧树脂为mx-125、mx-153、mx-154或mx-257，mx-125、mx-153、mx-154或mx-257。
5.根据权利要求1所述的一种适用于异形结构复材粘接用的低吸湿性中温固化单组份环氧胶粘剂，其特征在于所述的气相白炭黑为ts-530...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，孙明明，张雪，张绪刚，张斌，宋彩雨，袁志刚，薛双乐，李坚辉，王磊，薛刚，刘彩召，谢天怡，李金籽，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院石油化学研究院，
类型：发明
国别省市：
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