双组份环氧胶及其制备方法

文档序号:9343603阅读:1469来源:国知局
双组份环氧胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及胶粘剂领域,特别是涉及一种双组份环氧胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 铝蜂窝板由蜂窝芯外加表层面板制成,独特的材料和三明治结构使铝蜂窝板具有 强度高、刚性强、重量轻,持久耐用,且具有良好的隔热隔音等特点,因而广泛用于高速列 车、地铁、轻轨和城市间轨道列车上,随着我国高铁的迅猛发展,高铁铝蜂窝板材料必将扮 演更加重要的角色。
[0003] 铝蜂窝芯与板材的胶接强度的高低,直接影响了铝蜂窝板的使用安全性与使用寿 命。目前国内的铝蜂窝粘合剂虽然具有强度高、耐老化性能优越等优点,但存在可操作时间 短,要反应一定时间后方能达到最大强度,难以实现连续化生产等缺陷,力学性能也不够理 想。
[0004] 环氧树脂具有优异的力学性能、粘结性、电绝缘性及良好的工艺性等特点,因而广 泛应用于工业领域,但是普通的环氧胶在不增韧时固化物一般较脆、剥离强度小、抗冲击性 差,而剥离强度是检测铝蜂窝板质量的重要技术指标,且如铝蜂窝板的粘接层较脆,长期震 动后铝蜂窝板会发生分层。
[0005] 随着铝蜂窝板粘合剂的需求量不断增大,市场上现有技术产品其质量及性能难以 适应和满足应用的需要,不可避免地对行业的发展产生了极大的影响和制约。因此,开发具 有韧性、抗剥离强度高、抗冲击性能好适用于高铁铝蜂窝板夹层粘结的环氧胶具有极其重 要的应用价值。

【发明内容】

[0006] 基于此,有必要提供一种双组份环氧胶。
[0007] 一种双组份环氧胶,包括A组分和B组分,
[0008] 所述A组分,以重量百分比计,包括如下原料:
[0009] 环氧树脂 25-50%
[0010] 增軔剂 2-25°A 液体阻燃剂 2-18% 粉体阻燃剂 20-45% 稀释剂 0-18% 消泡剂 1-3% 增强填料 8-33%,
[0011] 所述B组分,以重量百分比计,包括如下原料:
[0012] 脂肪族胺类固化剂5-40% 聚醚胺 6-50% 聚酰胺650 10-50% 固化促进剂 2-12%。
[0013] 在其中一个实施例中,所述环氧树脂选自如下一种或多种:
[0014] 环氧树脂 Ε-44 :环氧当量 210_240g/eq ;粘度(25°C ) 20000-40000mPa · s ;
[0015] 聚氨酯改性环氧树脂SL3451 :环氧值(λ 45-0. 50eq/100g,粘度 (25〇C )5000-15000mPa · s ;
[0016] 聚氨酯改性环氧树脂SL3453 :环氧值0· 37-0. 40eq/100g,粘度 (25 〇C )45000-55000mPa · s ;
[0017] 环氧树脂 DER331 :环氧当量 182_192g/eq,粘度(25°C ) 11000_14000mPa · s ;
[0018] 环氧树脂 DER791 :环氧当量 255_275g/eq,粘度(25°C )28000-3400mPa · s。
[0019] 在其中一个实施例中,所述聚醚胺为聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000、聚 醚胺D4000中的一种或多种。
[0020] 在其中一个实施例中,所述增强填料包括占所述组分A的重量百分比的如下组 分:
[0021] 活性硅微粉 5-8%
[0022] 重钙 2-18%
[0023] 气相二氧化硅 1-7%。
[0024] 在其中一个实施例中,所述液体阻燃剂为三(2-氯异丙基)磷酸酯、磷酸三 (2, 3-二氯丙基)酯、磷酸三异丙基苯酯、甲基磷酸二甲酯中的一种或多种;所述粉体阻燃 剂为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
[0025] 在其中一个实施例中,所述增韧剂为核壳橡胶CRS、F0RTEGRA202、嵌段共聚物、端 羧基液体丁腈橡胶的一种或多种。
[0026] 在其中一个实施例中,所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、醇缩水甘油醚、聚丙二醇二 缩水甘油醚、二缩水甘油醚、己二酸缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚中的一种或多种。
[0027] 在其中一个实施例中,所述固化促进剂为壬基酚、三乙醇胺、2,4,6_三(二甲胺基 甲基)苯酚(DMP-30)中的一种或多种。
[0028] 在其中一个实施例中,所述组分A与组分B的重量比为(4-6) : 1。
[0029] 本发明所述双组份环氧胶的A组分还可以包括重量百分比为1-3%的颜料。
[0030] 本发明还提供所述的双组份环氧胶的制备方法,包括以下步骤:
[0031] (a)将所述环氧树脂、稀释剂、增韧剂、液体阻燃剂、气相二氧化硅与消泡剂加入行 星搅拌机中,搅拌混合均匀;
[0032] (b)加入粉体阻燃剂、活性硅微粉、重妈,搅拌混合均匀;
[0033] (c)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0· IMpa,即得A组分;
[0034] (d)将所述脂肪族胺类固化剂、聚醚胺、聚酰胺650、固化促进剂加入行星搅拌机 中,搅拌混合均匀;
[0035] (e)搅拌抽真空30_60min,控制真空度不高于_0· IMpa,即得B组分。
[0036] 本发明的原理及优点如下:
[0037] 本发明所述双组份环氧胶优选原材料,通过各组分的优化配合,能够显著提高环 氧胶的韧性、抗剥离强度、抗冲击性能等,且阻燃性能达到了 UL94-V0级,可作为高铁铝蜂 窝板夹层粘结的环氧胶,各组分的搭配原理如下:
[0038] 本发明通过实验筛选,以特定粘度和环氧值(或环氧当量)的环氧树脂E-44、 DER79UDER331聚氨酯改性环氧树脂SL345USL3453中的一种或几种组合作为环氧树脂的 基础体系,搭配不同分子量,官能度和分子结构的固化剂,具体包括脂肪族胺类,聚醚胺和 聚酰胺650,其中所述聚醚胺特别优选为聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000、聚醚胺 D4000中的一种或多种时,能够有效降低环氧树脂体系的固化交联密度,反应所得环氧胶形 成刚柔互补的结构,显著提高了环氧胶的剥离强度,同时选用的各固化剂的反应活性也不 同,平衡了反应过程中的放热,使环氧胶保持了相对一致的粘度,避免了加压固化后贫胶现 象的出现;
[0039] 以一定重量占比的活性硅微粉、重钙和气相二氧化硅搭配作为体系的填料,其中, 活性硅微粉表面为非极性,可提高体系的分散性能,同时可增强与环氧树脂的亲和性、相容 性,增强与树脂间的结合力,提高环氧胶的力学性能;重钙可有效填充环氧胶固化过程中产 生的空隙,同时可提高环氧胶的流动性,有利于刮涂在铝板上;气相SiO2则可协同增韧剂的 增韧反应,以端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)为例,CTBN分子链两端是活性官能团羧基,固化 过程中,CTBN中的羧基可与环氧基反应,且带有强极性基团与环氧树脂相溶性好,可达到良 好的增韧效果,气相3102颗粒的加入可在一定程度上使CTBN的扩展受阻,钝化,吸收更多 冲击性能,再配合柔性固化剂,协同起到刚韧兼增的效果。三种填料合理组合,既可以提高 环氧胶的综合性能,同时也可以改善环氧胶的施工性能。
[0040] 此外,基于本发明的环氧树脂基础体系,增韧剂可选择为与本发明的环氧树脂体 系相容性、分散性好的核壳橡胶CRS、F0RTEGRA202、嵌段共聚物、端羧基液体丁腈橡胶中的 一种及多种,与环氧树脂体系进行复配,性能互补,获得了综合性能更加均衡的环氧胶。
[0041] 更进一步从环氧胶应用的安全性出发考虑,本发明还旨在提高环氧胶的防火性 能。在研究过程中发现,仅采用粉体阻燃剂在体系中难以分散,不仅影响其阻燃效果,也对 环氧胶的韧性以及剥离强度等造成影响。本发明通过实验筛选,采用了与体系相容性、分散 性良好的不同液体阻燃剂与粉体阻燃剂进行协同复配,且粉体阻燃剂优选为氢氧化铝和/ 或氢氧化镁时,可使制得的环氧胶在保证其力学特性的同时,发挥优良的阻燃性能,阻燃性 能达到了 UL94-V0级。
[0042] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0043] 本发明通过对环氧胶的各组分进行筛选,各组分性能互补,协同配合形成综合性 能优越的双组份环氧胶体系,能够显著提高环氧胶的韧性、抗剥离强度、抗冲击性能等,阻 燃性能也达到了 UL94-V0级,且室温可操作时间较为合适,固化时间短,可以实现连续化生 产。
[0044] 本发明所述的双
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