专利名称:一种抗冲击环氧结构胶及其制备方法
技术领域:
本发明属于胶粘剂技术领域,具体地讲是一种具有抗冲击、抗压縮、耐老化、热稳
定性好的双组分环氧树脂结构胶粘剂及其制备方法。
背景技术:
环氧树脂胶粘剂具有优良的粘接性能,热稳定性、耐腐蚀性好,机械强度高。但是 一般的环氧胶固化物较脆,抗冲击性能较低,耐老化性能较差。通常采用丙烯酸、聚氨酯和 端羧基液体丁腈橡胶等改性环氧树脂,可以较好的改善环氧树脂固化物的韧性。但这些增 韧改性办法要么因引入热塑性链段致使固化物玻璃化转化温度下降;要么因固化时形成两 相结构(即"海岛结构")的相分离不彻底致使模量和玻璃化转化温度下降;难以实现既改 善固化物韧性、提高抗冲击性能又保持环氧树脂固有热稳定性和机械性能的目的。通常采 用下述方法改善环氧树脂胶粘剂的性能。 采用核壳结构的丙烯酸橡胶微球用于环氧树脂的抗冲击改性有较好效果,但制品 大多为200um以上级,增韧作用较差,且存在与环氧树脂相容性不好,橡胶粒子易析出、热 稳定性差等问题。 采用梯度交联的纳米级全硫化羧基丁腈橡胶粒子改性环氧树脂,有很好的增韧、 抗冲击效果,且与环氧树脂相容性好,热稳定性高;但纳米橡胶粒子具有较大的比表面积, 常规方法难以将团聚态粉末的纳米橡胶粒子在环氧树脂中均匀分散成一次粒子状态,加入 树脂体系后致使粘度大幅提高,产生经时凝聚,起不到良好增韧效果。 环氧树脂胶粘剂通常还采用添加矿物或氧化物微粉填料来增强胶粘剂的抗冲击、 抗压縮性能。但添充量有限,且抗冲抗压性能并不因添充量的增大而增强,反而易造成粘度 大、施工性能差、易粉化等诸多弊端。 另外,现有的环氧结构胶用于粘接铝合金车体的金属型材,难以适应车辆长期运 行的高速、振动、冷热交变下的冲击和老化。
发明内容
本发明的目的是克服上述已有技术的不足,提供一种抗冲击、抗压縮、耐老化、热 稳定性好的双组分环氧树脂结构胶粘剂。 本发明的另一 目的是提供一种抗冲击环氧结构胶的制备方法。 本发明主要解决现有的环氧树脂固化物韧性差、抗冲击抗压縮强度低、耐老化性 能不良等问题。 为了达到上述目的,本发明是这样实现的一种抗冲击环氧结构胶,其特殊之处在 于它是由以下重量配比的环氧树脂组份(以下简称A组分)和固化剂组分(以下简称B 组分)制成 A组分双酚F环氧树脂20-35份、双酚A环氧树脂30_50份、润湿分散剂
0. 2-0. 5份、纳米橡胶粒子6-10份、环氧树脂活性稀释剂4-8份、偶联剂0. 5-1. 0份、抗
4氧剂0. 3-0. 5份、填料粉6-10份、玻璃微珠6-10份、悬浮触变剂3. 5_4. 5份; B组分聚醚胺30-50份、聚酰胺20_40份、脂肪胺4_8份、固化促进剂1_3份、
丙烯酸酯橡胶抗冲剂6-10份、填料粉6. 5-12份、悬浮触变剂4. 5_5份; 环氧树脂组份与固化剂组分的重量比为100 : 45 55。 所述的双酚F环氧树脂是一种环氧值为0. 56-0. 63的低粘度双酚F环氧树脂,如 BFE170。所述的双酚A环氧树脂是指环氧值为0. 44-0. 53的其中一种,如E_51, E-44等。
所述的纳米橡胶粒子为北京化工研究院制造的工业品,其特征是呈松散态、无隔 离剂的50-100nm级全硫化羧基丁腈橡胶粉末。 所述的玻璃微珠,是指100和200um尺度的硅酸盐实心玻璃微珠中的一种或两种 混合。 所述的环氧树脂活性稀释剂,可以是丁基縮水甘油醚(BGE)等单官能度环氧稀释 剂;也可以是1,6-己二醇二縮水甘油醚等双官能度环氧稀释剂。 所述的润湿分散剂,其特征是含有高分子量嵌段共聚物的润湿分散剂,如 BYK-P104S、BYK-161等。 所述的偶联剂,其特征是含有环氧基官能团的硅烷偶联剂,如Y-縮水甘油醚氧 丙基三甲氧基硅烷(KH560)或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)。
所述的抗氧剂是指抗热氧化效果较好的受阻酚类2,6-三叔丁基-4_甲基苯酚 (抗氧剂264)或四[甲基-|3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的一 种(抗氧剂1010)。 所述的聚醚胺,可以是二或三个官能度、活泼氢当量为60或81g/Eq的聚醚胺,如 D-230、T-403。 所述的聚酰胺可以是胺值为200或400的一种低分子聚酰胺,如650、651等。
所述的脂肪胺是三乙烯四胺或其改性胺。 所述的固化促进剂为叔胺类促进剂,如2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚(K-54)。
所述的丙烯酸酯橡胶抗冲剂(ACR)是具有核壳结构,其壳为甲基丙烯酸酯类共聚 物,其核为轻度交联的丙烯酸酯类共聚物的弹性球体,具有400nm尺度。与聚醚胺、聚酰胺 相容性良好,可均匀分散在环氧树脂固化体系中。 所述的填料粉,可以是2000-3000目硅微粉,也可以是3000-5000目轻质碳酸钙,
或者是500-1250目煅烧a _AL203粉,或者是0. 5mm短切玻璃纤维粉,或者它们的混合物。其
共同特征是经偶联剂进行表面活性处理,在树脂和固化组分中有良好相容性并分散均匀。 所述的悬浮触变剂,是指有机膨润土与气相法Si02 二者复合使用。 本发明的一种抗冲击环氧结构胶的制备方法,其特殊之处在于它包括如下工艺步
骤 a预处理一高速乳化法制备纳米橡胶粒子改性双酚A (双酚F)环氧树脂
润湿分散剂预处理纳米橡胶粒子 将盛有环氧树脂活性稀释剂和双酚A(或双酚F)环氧树脂的玻璃烧杯置于调速搅 拌机下,加入润湿分散剂,搅拌10分钟;将纳米橡胶粒子边搅拌边缓慢加入到烧杯中,搅拌 1小时,静置24小时,制得预处理纳米橡胶粒子,备用;
纳米橡胶粒子改性环氧树脂 将双酚A(或双酚F)环氧树脂置于带有高速乳化器的双行星动力混合釜,加热树 脂至9(TC,乳化器调速至10000转/分钟,称取一定量的上述预处理纳米橡胶粒子,边分散 乳化边少量多次加入到混合釜中,保温12(TC,高速乳化2小时,得纳米橡胶粒子改性环氧 树脂,待用; b A组份制备 将双酚F(或双酚A)环氧树脂、环氧活性稀释剂置于上述a步骤的双行星动力混 合釜中,加热至9(TC并保温,搅拌分散30分钟;加入玻璃微珠、填料粉,高速搅拌分散30分 钟;降温至4(TC,加入偶联剂、抗氧剂、悬浮触变剂,高速搅拌分散20分钟;抽真空并低速搅 拌30分钟,出料。
c B组份制备 将聚醚胺、聚酰胺、脂肪胺、固化促进剂和悬浮触变剂置于双行星动力混合釜,混 合搅拌1小时;加入丙烯酸酯橡胶抗冲剂、填料粉和悬浮触变剂,混合搅拌1小时,抽真空并 低速搅拌30分钟,出料。 d胶粘剂的使用将上述A、B组分按100 : 45 55的比例称取,以铲子混合均匀, 置于待粘接面,抹平、压合、固定。 本发明抗冲击环氧结构胶及其制备方法与已有技术相比具有突出的实质性特点 和显著进步1、纳米羧基丁腈橡胶粒子与环氧树脂相容性好,粒子具有梯级交联的核_壳 结构,尺度达到了 50-100nm级,用于环氧胶粘剂的改性具有良好的增韧和抗冲击效果,并 且保持固化物的热稳定性不下降;2、采用预处理——高速乳化法将纳米橡胶粒子均匀分散 在环氧树脂中;采用润湿分散剂润湿橡胶粒子表面,降低粒子表面张力以及粒子与树脂界 面接触角;采用高速乳化方式分散团聚态粒子,使纳米橡胶粒子分散均匀并保持稳定状态; 制备的纳米橡胶粒子改性环氧树脂,粘度增加少,橡胶粒子含量大。3、以增韧改性的环氧 树脂固化体系为"海相",以梯级粒径分布的玻璃微珠、丙烯酸酯橡胶微球、纳米橡胶粒子为 "岛相",组成"海-岛"特殊抗冲、抗压结构体系;配合长凝胶时间、低放热温度的固化体系, 降低固化反应产生的应力;固化体系在承载外力冲击时,应力以及冲击力在"岛"缘"断裂", 使加载在固化物之上的冲击能量梯次衰减、分解;4、环氧结构胶的机械强度特别是冲击强 度和压縮强度有大幅提高,如剪切冲击强度可由原来的14. 5KJ/M2提高到27. 5KJ/M2,压縮 强度可由原来的98. 5MPa提高到127. 8MPa ;5、热稳定性和耐老化性能得到改善,如Tg由 原来的87. 5"提高到102. 8°C,_40 +80°C 20循环冷热交变后拉伸剪切强度为18. 7MPa, 未见下降。
具体实施例方式
为了更好地理解与实施,下面结合实施例与对照例详细说明本发明。
实施例1 :以纳米橡胶粒子改性双酚A环氧树脂E-51为例 预处理纳米橡胶粒子称取200g环氧树脂活性稀释剂1. 6己二醇二縮水甘油醚, 275g E-51双酚A环氧树脂置于2000ML玻璃烧杯中,加入BYK-P104S润湿分散剂25g,用搅 拌机搅拌10分钟;称取超细全硫化羧基丁腈橡胶粉末500g边搅拌边缓慢加入到烧杯中,搅 拌1小时,静置24小时,得预处理纳米橡胶粒子,备用(总量lKg);
纳米橡胶粒子改性E-51 :称取E-51环氧树脂389g,置于带有高速乳化机的1. 5L 双行星动力混合釜中,加热树脂至90°C ,称取上述预处理纳米橡胶粒子150g,以600转/分 钟的速度边搅拌边少量多次的加入到混合釜中;开启高速乳化器,调速至10000转/分钟高 速乳化,保温12(TC乳化搅拌2小时,得纳米橡胶粒子增韧E-51环氧树脂,待用;
A组份制备 称取双酚F环氧树脂BFE170230g, 1. 6己二醇二縮水甘油醚21g加入到上述1. 5L 双行星动力混合釜中,加热至9(TC并保温,以600转/分钟的转速搅拌30分钟;加入有机膨 润土 5g,调速800转/分钟搅拌分散1小时;加入lOOu m玻璃微珠60g、2000目活性硅微 粉100g、抗氧剂10105g,以800转/分钟转速搅拌分散30分钟;降温至40°C ,加入KH560偶 联剂10g,加入气相法Si02 30g,以800转/分钟转速搅拌分散20分钟;抽真空并调速200 转/分钟搅拌30分钟,出料(总量lKg);
B组份制备 按比例称取聚醚胺D230 400g,聚酰胺650300g、三乙烯四胺50g,2,4,6-三(二甲 基氨甲基)苯酚20g、有机膨润土 5g,置于1. 5L双行星动力混合釜,以800转/分钟高速搅 拌1小时;加入ACR丙烯酸酯橡胶抗冲剂100g、2000目硅微粉85g和气相法Si0240g,以800 转/分钟转速搅拌1小时;抽真空并调速200转/分钟搅拌30分钟,出料(总量1Kg);
胶粘剂的使用将上述A、B组分按100 : 50的比例称取,以铲子混合均匀,置于待 粘接面,抹平、压合、固定。
实施例2 :以纳米橡胶粒子改性双酚A环氧树脂E-51为例 预处理纳米橡胶粒子称取200g环氧活性稀释剂丁基縮水甘油醚BGE,283. 3g E-51双酚A环氧树脂,置于2000ML玻璃烧杯中;加入BYK-161润湿分散剂16. 7g,用搅拌机 搅拌10分钟;称取超细全硫化羧基丁腈橡胶粉末500g边搅拌边缓慢加入到烧杯中,搅拌1 小时,静置24小时,得预处理纳米橡胶粒子,备用; 纳米橡胶粒子改性E-51 :称取E-51环氧树脂466g,置于带有高速乳化机的1. 5L 双行星动力混合釜中,加热树脂至90°C ,称取上述预处理纳米橡胶粒子120g,以600转/分 钟的速度边搅拌边少量多次的加入到混合釜中;开启高速乳化器,调速至10000转/分钟高 速乳化,保温12(TC乳化搅拌2小时,得纳米橡胶粒子增韧E-51环氧树脂,待用;
A组份制备 称取双酚F环氧树脂BFE170200g,丁基縮水甘油醚BGE 16g加入上述1. 5L双行星 动力混合釜中,加热至9(TC并保温,以600转/分钟的转速搅拌30分钟;加入有机膨润土 3g,调速800转/分钟搅拌分散1小时;加入飾m玻璃微珠91g、500目a -AI203粉60g、 抗氧剂2643g,以800转/分钟转速搅拌分散30分钟;降温至40°C ,加入KH560偶联剂5g, 加入气相法Si02 36g,以800转/分钟转速搅拌分散20分钟;抽真空并调速200转/分钟 搅拌30分钟,出料;
B组份制备 按比例称取聚醚胺D230 300g,聚酰胺650400g,三乙烯四胺80g,2,4,6-三(二甲 基氨甲基)苯酚30g、有机膨润土 5g,置于1. 5L双行星动力混合釜,以800转/分钟高速搅 拌1小时;加入ACR丙烯酸酯橡胶抗冲剂80g、短切玻璃纤维粉65g和气相法Si02 40g,以 800转/分钟转速搅拌1小时;抽真空并调速200转/分钟搅拌30分钟,出料(总量1Kg);
胶粘剂的使用将上述A、B组分按100 : 45的比例称取,以铲子混合均匀,置于待 粘接面,抹平、压合、固定。 实施例3,以纳米橡胶粒子改性双酚F环氧树脂BFE170为例
预处理纳米橡胶粒子称取200g环氧树脂活性稀释剂1. 6己二醇二縮水甘油醚, 275g双酚F环氧树脂BFE170置于2000ML玻璃烧杯中,加入BYK-P104S润湿分散剂25g,用 搅拌机搅拌10分钟;称取纳米橡胶粒子粉末500g,边搅拌边缓慢加入到烧杯中,搅拌1小 时,静置24小时,得预处理纳米橡胶粒子,备用(总量lKg); 纳米橡胶粒子改性双酚F环氧树脂BFE170 :称取BFE170环氧树脂295g,置于带有 高速乳化机的1. 5L双行星动力混合釜中,加热树脂至9(TC,称取上述预处理纳米橡胶粒子 200g,以600转/分钟的速度边搅拌边少量多次的加入到混合釜中;开启高速乳化器,调速 至10000转/分钟高速乳化,保温12(TC乳化搅拌2小时,得纳米橡胶粒子增韧BFE170环氧 树脂,待用;
A组份制备 称取双酚A环氧树脂E44 300g, 1. 6己二醇二縮水甘油醚40g加入到上述1. 5L双 行星动力混合釜中,加热至9(TC并保温,以600转/分钟的转速搅拌30分钟;加入有机膨 润土 3g,调速800转/分钟搅拌分散1小时;加入200um玻璃微珠60g、5000目活性碳酸钙 60g、抗氧剂10105g,以800转/分钟转速搅拌分散30分钟;降温至4(TC,加入KH560偶联 剂7g,加入气相法Si0230g,以800转/分钟转速搅拌分散20分钟;抽真空并调速200转/ 分钟搅拌30分钟,出料;
B组份制备 按比例称取聚醚胺T-403 500g,聚酰胺651200g、三乙烯四胺60g,2,4,6-三(二
甲基氨甲基)苯酚10g、有机膨润土 5g,置于5L双行星动力混合釜,调速600转/分钟搅拌
分散l小时;加入ACR丙烯酸酯橡胶抗冲剂60g份、2000目硅微粉120g和气相法Si02 45g,
调速800转/分钟高速搅拌1小时,抽真空并低速搅拌30分钟,出料; 胶粘剂的使用将上述A、B组分按100 : 55的比例称取,以铲子混合均匀,置于待
粘接面,抹平、压合、固定。
实施例4 :以纳米橡胶粒子改性双酚A环氧树脂E-51为例 纳米橡胶改性E-51环氧树脂同实施例1,在1. 5L混合釜中制备纳米橡胶改性 E-51 539g。 A组份制备称取双酚F环氧树脂BFE170 221g, 1. 6己二醇二縮水甘油醚20g加 入上述1. 5L双行星动力混合釜中,加热至9(TC并保温,以600转/分钟的转速搅拌30分 钟;加入有机膨润土 5g,调速800转/分钟搅拌分散1小时;加入lOOum玻璃微珠70g,加 入200um玻璃微珠30g,加入0. 5mm短切玻璃纤维60g,以800转/分钟转速搅拌分散30分 钟;降温至40。C,加入KH560偶联剂10g、抗氧剂10105g,加入气相法Si02 40g,以800转/ 分钟转速搅拌分散20分钟。抽真空并调速200转/分钟搅拌30分钟,出料(总量lKg);
B组份制备 按比例称取聚醚胺D230 450g,聚酰胺650 260g、三乙烯四胺40g, 2,4,6_三(二 甲基氨甲基)苯酚20g、有机膨润土 5g,置于1. 5L双行星动力混合釜,以800转/分钟转速 搅拌分散1小时;加入ACR丙烯酸酯橡胶抗冲剂85g、2000目硅微粉95g和气相法Si0245g,以800转/分钟转速搅拌分散1小时,抽真空并调速200转/分钟搅拌30分钟,出料;
胶粘剂的使用将上述A、B组分按100 : 47. 5的比例称取,以铲子混合均匀,置于 待粘接面,抹平、压合、固定。 对照例1 :以纳米橡胶粒子粉末直接加入环氧树脂组份为例
A组份制备按比例称取双酚F环氧树脂BFE170 300g,双酚A环氧树脂E51 360g, 1. 6-己二醇二縮水甘油醚60g置于带高速乳化机和高速搅拌器的1. 5L双行星动力混合 釜,加温至9(TC并保温,调速600转/分钟搅拌并调速5000转/分钟乳化,缓慢、连续加入 80g纳米橡胶粉末,加完后将乳化器调速至10000转/分钟,高速乳化2小时。加入加入有 机膨润土 5g,以800转/分钟搅拌分散1小时;加入100um玻璃微珠75g、5000目活性碳酸 钙80g、抗氧剂2645g,以800转/分钟搅拌分散60分钟;降温至40°C ,加入KH570 10g,加 入气相法Si02 25g,调速800转/分钟搅拌20分钟;抽真空并以200转/分钟转速搅拌30 分钟,出料; B组份制备称取聚醚胺D230 350g、聚酰胺650 350g、三乙烯四胺60g、2, 4, 6_三 (二甲基氨甲基)苯酚20g、有机膨润土5g,置于1.5L双行星动力混合釜,混合搅拌l小时; 以800转/分钟转速搅拌分散1小时;加入ACR丙烯酸酯橡胶抗冲剂75g,加入2000目硅 微粉100g和气相法Si02 40g,以800转/分钟转速搅拌分散1小时;混合搅拌1小时,抽 真空并调速200转/分钟低速搅拌30分钟,出料。
使用方法同实施例l。 对照例2 :以纳米橡胶粒子粉末与润湿分散剂直接加入环氧树脂组份为例
A组份制备称取双酚F环氧树脂BFE170 350g,双酚A环氧树脂E51 330g,丁基 縮水甘油醚BGE 60g,润湿分散剂BYK-161 4g,置于带高速乳化机和高速搅拌器的1. 5L双 行星动力混合釜,调速600转/分钟搅拌并调速5000转/分钟乳化,缓慢、连续加入60g纳 米橡胶粒子粉末,加完后将乳化器调速至10000转/分钟,高速乳化60分钟。加入有机膨 润土 3g,调速800转/分钟搅拌分散1小时;加入200um玻璃微珠90g、500目a -AI203粉 60g、抗氧剂10103g,搅拌分散60分钟;降温至4(TC,加入KH56010g,加入气相法Si0230g, 搅拌分散20分钟。抽真空并低速搅拌30分钟,出料。
b B组份制备 称取聚醚胺T403 450g,聚酰胺651 250g、三乙烯四胺50g, 2,4,6_三(二甲基氨 甲基)苯酚20g、有机膨润土 5g,置于1. 5L双行星动力混合釜,混合搅拌1小时;以800转 /分钟转速搅拌分散1小时;加入0. 5mm短切玻璃纤维75g、2000目硅微粉llOg和气相法 Si02 40g,以800转/分钟转速搅拌分散1小时;混合搅拌1小时,抽真空并调速200转/ 分钟低速搅拌30分钟,出料。
使用同实施例l。 对照例3 :以常规结构胶粘剂配方及工艺步骤为例 A组份制备称取双酚F环氧树脂BFE170 300g,端羧基丁腈40液体橡胶改性E-51 400g, 1. 6己二醇二縮水甘油醚60g,加入带有高速搅拌器的1. 5L混合釜中,加热至9(TC并 保温; 入有机膨润土 5g,以600转/分钟转速搅拌分散1小时;加入2000目活性硅微粉 105g,加入0. 5mm短切玻璃纤维80g,以800转/分钟转速搅拌分散30分钟;降温至40°C, 加入 KH560偶联剂10g,加入气相法Si02 40g,以800转/分钟转速搅拌分散20分钟。抽真空并调速200转/分钟搅拌30分钟,出料(总量lKg); B组份制备按比例称取聚醚胺D230 400g,聚酰胺650 300g、三乙烯四胺60g, 2,
4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚20g,置于1.5L双行星动力混合釜,加入2000目硅微粉120g、
0. 5mm短切玻璃纤维60g,以800转/分钟转速搅拌分散1小时;加入气相法Si02 40g,以
800转/分钟转速搅拌分散1小时,抽真空并调速200转/分钟搅拌30分钟,出料。 使用方法同实施例l。 1 、实施例与对照例性能测试对照,见表1 表1
数据、页目A组分凝胶时间(hr)拉伸剪切强度剪切冲击强度压缩强度剥离强度
粘度(100g)(MPa)*〔KJ/M2)(MPa)(KN/M)*
样品 """-"-^raPa. sGB7123-86GB7124-86GB 6328-86GB/T1041-1992GB/T2791-1995
实施例11450003.515.925.5120.51.32
实施例21200003.017,721.5110.21.45
实施例3155000415.824.5115.01.25
实施例41350003.516.327.5127.81.30
对照例12690003.016.218.6100.31.23
对照例21650003.515.218.2108.91. 13
对照例31450Q03.017.014.598,5L 28 注* :均为LY/12-Cz喷砂试片 2、实施例与对照例老化及耐热性能测试对照,见表2 表2
项目 \,据玻璃化转化温度 (Tg/DSC)冷热交变试验前 拉伸剪切强度(MPa卢-40 +80'C 20循环后 拉伸剪切强度(MPa)求
实施例i100. 716.516. 7
实施例293.817. 718..7
实施例395. 716.816.5
实施例4102.816. 316. 9
对照例192. 616. 215. 3
对照例291.415.215.2
对照例387. 517.014. 8 经如上实施例与对照例的性能测试分析,实施例4、1、3、2具有较好的综合性能, 特别是具有较高的抗冲击、抗压縮强度;对照例1、2采用纳米橡胶直接分散法,致分散效果 不良,或粘度过大或机械强度低;采用大尺度玻璃微珠和较快的凝胶速度,均可导致综合性
10能下降;对照例3的常规结构胶抗冲击、抗压縮性能较差;而采用预分散——高速乳化法制 备纳米橡胶粒子增韧环氧树脂、100-200um混合玻璃微珠、400um ACR丙烯酸酯橡胶抗冲剂 的体系具有更高的机械强度和抗冲击、抗压缩性能。
权利要求
一种抗冲击环氧结构胶,其特征在于它是由以下重量配比的环氧树脂组份(即A组分)和固化剂组分(即B组分)制成A组分双酚F环氧树脂20-35份、双酚A环氧树脂30-50份、润湿分散剂0.2-0.5份、纳米橡胶粒子6-10份、环氧树脂活性稀释剂4-8份、偶联剂0.5-1.0份、抗氧剂0.3-0.5份、填料粉6-10份、玻璃微珠6-10份、悬浮触变剂3.5-4.5份;B组分聚醚胺30-50份、聚酰胺20-40份、脂肪胺4-8份、固化促进剂1-3份、丙烯酸酯橡胶抗冲剂6-10份、填料粉6.5-12份、悬浮触变剂4.5-5份;环氧树脂组份与固化剂组分的重量比为100∶45~55。
2. 根据权利要求1所述的一种抗冲击环氧结构胶,其特征在于所述的A组分中双酚F 环氧树脂是一种环氧值为0. 56-0. 63的低粘度双酚F环氧树脂;双酚A环氧树脂是环氧值 为0. 44-0. 53的其中一种;纳米橡胶粒子是一种纳米级全硫化羧基丁腈橡胶粒子粉末(以 下简称纳米橡胶粒子);玻璃微珠是100和200um尺度的硅酸盐实心玻璃微珠中的一种或 两种混合;环氧树脂活性稀释剂是丁基縮水甘油醚(BGE)单官能度縮水甘油醚类稀释剂, 也可以是1,6_己二醇二縮水甘油醚双官能度环氧稀释剂;润湿分散剂是含有高分子量嵌 段共聚物结构的润湿分散剂;偶联剂是Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯 酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种;填料粉是2000-3000目硅微粉、3000-5000目轻质碳酸 钙、500-1250目煅烧a-AL^3粉、短切玻璃纤维粉中的一种,也可为其混合物;悬浮触变剂 是有机膨润土、气相法Si(^中的一种或两种混合;抗氧剂是2,6-三叔丁基-4-甲基苯酚、 四[甲基-P-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的一种。
3. 根据权利要求1所述的一种抗冲击环氧结构胶,其特征在于所述的B组分中聚醚 胺是二或三个官能度的、活泼氢当量为60或81g/Eq的聚醚胺;聚酰胺是胺值为200或400 的低分子聚酰胺;脂肪胺是三乙烯四胺或其改性胺;固化促进剂为2, 4, 6-三(二甲基氨甲 基)苯酚;丙烯酸酯橡胶抗冲剂(ACR)是具有核壳结构,其壳为甲基丙烯酸酯类共聚物,其 核为轻度交联的丙烯酸酯类共聚物的弹性球体,具有400nm尺度;填料粉是2000-3000目硅 微粉、3000-5000目轻质碳酸钙、500-1250目煅烧a _AL203粉、短切玻璃纤维粉中的一种,也 可为其混合物;悬浮触变剂是有机膨润土与气相法Si02 二者的混合。
4. 上述权利要求的一种抗冲击环氧结构胶的制备方法,其特征在于它包括如下工艺步骤a预处理——高速乳化法制备纳米橡胶粒子改性双酚A (或双酚F)环氧树脂 润湿分散剂预处理纳米橡胶粒子将盛有环氧树脂活性稀释剂和双酚A(或双酚F)环氧树脂的玻璃烧杯置于搅拌机下, 加入润湿分散剂,搅拌10分钟,将纳米橡胶粒子边搅拌边缓慢加入到烧杯中,搅拌1小时, 静置24小时,制得预处理纳米橡胶粒子,备用;纳米橡胶粒子改性双酚A (或双酚F)环氧树脂将双酚A(或双酚F)环氧树脂置于带有高速乳化器的双行星动力混合釜中,加热树脂 至9(TC,乳化器调速至10000转/分钟,称取上述预处理纳米橡胶粒子,边分散乳化边少量 多次加入到混合釜中,保温12(TC,高速乳化2小时,得纳米橡胶粒子改性环氧树脂,待用;b A组份制备将双酚F(或双酚A)环氧树脂、环氧活性稀释剂加入到上述混合釜中,加热至9(TC并保温,高速搅拌30分钟;加入玻璃微珠、填料粉,高速搅拌30分钟;降温至40°C ,加入偶联剂、抗氧剂、悬浮触变剂,高速搅拌20分钟;抽真空并低速搅拌30分钟,出料;c B组份制备将聚醚胺、聚酰胺、脂肪胺、固化促进剂和悬浮触变剂置于双行星动力混合釜,混合搅 拌1小时;加入丙烯酸酯橡胶抗冲剂、填料粉和悬浮触变剂,高速搅拌1小时;抽真空并低 速搅拌30分钟,出料;d胶粘剂的使用将上述制备的A、B组分按100 : 45 55的比例称取,以铲子混合均匀,置于待粘接 面,抹平、压合、固定。
全文摘要
本发明公开了一种双组分、室温固化的抗冲击环氧结构胶粘剂组成及其制备方法,其特点是由以下重量配比的环氧树脂组份和固化剂组分制成,二者的重量比为100∶45~55;其制备工艺步骤包括润湿分散剂预处理纳米橡胶粒子、纳米橡胶粒子改性双酚A(或双酚F)环氧树脂、A组份制备、B组份制备及胶粘剂的使用;本发明的结构胶,具有更高的抗冲击、抗振动、耐老化性能,热稳定性好,用于铝合金车体的金属型材粘接,效果良好。
文档编号C09J163/02GK101724368SQ200910230720
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者刘铁钢, 王建斌, 解海华 申请人:烟台德邦科技有限公司