一种韧性耐高温环氧树脂粘合剂的制作方法
【专利摘要】一种韧性耐高温环氧树脂粘合剂。该韧性耐高温环氧树脂粘合剂中，含有环氧树脂100份，固化剂20~60份，壳核橡胶粒子20~30份，偶联剂1~3份。该韧性耐高温环氧树脂粘合剂耐高温性能好，剪切强度高，常温下具有一定耐冲击韧性。
【专利说明】一种韧性耐高温环氧树脂粘合剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及环氧树脂粘合剂【技术领域】，特别涉及一种具有常温韧性、高温下粘合强度闻的环氧树脂粘合剂。
【背景技术】
[0002]环氧树脂粘合剂具有优良的力学性能、热稳定性以及耐腐蚀能力，缺点是韧性较差。随着工业技术的发展，各部门对韧性耐高温环氧树脂粘合剂有较大的潜在需求，尤其是在电子灌封、航天、船舶、汽车制造等领域。通常要求环氧粘合剂能耐200°C以上的高温，同时要具有一定耐冲击韧性。
[0003]常规的双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等虽具有一定的耐热性，但仍不能满足某些领域的的耐高温需求。而且环氧树脂的脆性较大，通常需要增韧后使用。对环氧树脂增韧最常用的方法是采用液体端羧基丁腈橡胶，端氨基丁腈橡胶等来增韧环氧树脂。但液体丁腈橡胶和环氧树脂的部分相容会导致环氧树脂本体玻璃化转变温度下降，韧性增强的同时，环氧树脂的耐热性也会下降，从而降低了环氧树脂的增韧意义。
[0004]文献(刘连和等，中国专利公开201310674779)报道了一种耐高温环氧树脂粘合齐U，由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂，N, N-4，4’ - 二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂混合后，再由脂肪胺或4，4’ - 二氨基二苯甲烷的一种或多种混合固化。文献中未提及其测试的性能数据。
[0005]文献(张大勇等，中国专利公开201310092792.5)报道了一种无机有机纳米粒子复合改性环氧树脂粘合剂，这种交联剂具有一定的耐高温粘合强度，250°C下剪切强度有4?5MPa，其组分为每70?80份环氧树脂包含I?10份无机纳米粒子和I?10份有机纳米粒子，其权利要求书中环氧树脂指双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚S环氧树脂、4，5-环氧己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯和4，4’_ 二氨基二苯甲烷环氧树脂等，前面几种环氧树脂都是双官能团类环氧树脂，耐高温性能具有局限性，而最后一种4，4’ - 二氨基二苯甲烷环氧树脂中间没有醚键，韧性将会有所欠缺。其固化剂则笼统的描述为芳香族胺、脂肪族胺和脂环族胺的一种或几种。脂肪族胺和脂环族胺类作固化剂的话，对耐热性会有较大的负影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种韧性耐高温环氧树脂粘合剂。该环氧树脂粘合剂由以下组份组成:环氧树脂100份，固化剂20?60份，壳核橡胶粒子20?30份，偶联剂I?3份。
[0007]本发明中的环氧树脂采用四缩水甘油基-4，4’- 二氨基二苯醚，四缩水甘油基_3，4’ - 二氨基二苯醚中的一种或两种混合物，这类环氧树脂具有4个官能团，交联密度大，刚性强，不需要无机纳米填料二次增强，该环氧树脂分子结构中由醚键连接两个芳环，可提供一定的韧性。文献(张大勇等，中国专利公开201310092792.5)中的粘合剂中的环氧树脂种类不同于本发明中的环氧树脂，需要无机纳米填料进一步增强。
[0008]本发明中的固化剂为由20?40份芳香族胺和O?20份脂肪族胺混合而成，其中芳香族胺为二乙基甲苯二胺或3，3’ -二氯_4，4’ - 二氨基二苯甲烷或混合物。
[0009]本发明中的壳核橡胶粒子为纳米级的聚甲基丙烯酸甲酯(壳体)_聚丁二烯(核体)粒子或聚甲基丙烯酸甲酯(壳体)_聚丁二烯苯乙烯(核体)粒子或其混合物。壳核橡胶粒子含量较高，高于文献(张大勇等，中国专利公开201310092792.5)权利要求书中的有机纳米颗粒含量，因此本发明粘合剂具备较好的韧性。
[0010]本发明中的偶联剂为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
[0011]该韧性耐高温环氧树脂粘合剂的制备方法是:按配比将环氧树脂、壳核橡胶粒子和偶联剂混合均匀，在研磨机上研磨2遍制成主体胶组份，再将主体胶组份和固化剂按比例混合均匀，常压下，130°C固化4h或150°C固化2h即可。200°C下测得的与钢剪切强度为12?15MPa，250°C下测得的与钢剪切强度为8?lOMPa，23°C下测得的耐冲击强度为25kJ/
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【具体实施方式】
[0012]以下结合实施例对本发明作进一步的说明:一种韧性耐高温环氧树脂粘合剂中，含有环氧树脂100份，固化剂20?60份，壳核橡胶粒子20?30份，偶联剂I?3份。其中环氧树脂为四缩水甘油基_4，4’ - 二氨基二苯醚、四缩水甘油基-3，4’ - 二氨基二苯醚中的一种或两种混合物；固化剂为由20?40份芳香族胺和O?20份脂肪族胺混合而成，其中芳香族胺为二乙基甲苯二胺、3，3’ - 二氯_4，4’ - 二氨基二苯甲烷的一种或其混合物；壳核橡胶粒子为纳米级的聚甲基丙烯酸甲酯(壳体)_聚丁二烯(核体)粒子或聚甲基丙烯酸甲酯(壳体)_聚丁二烯苯乙烯(核体)粒子的一种或其混合物；偶联剂为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
[0013]实例I (按重量份):四缩水甘油基_4，4’- 二氨基二苯醚100份，二乙基甲苯二胺35份，聚甲基丙烯酸甲酯(壳体)_聚丁二烯(核体)粒子20份，偶联剂2份。按制备方法制备，即得产品。
[0014]测得性能为:200°C下测得的与钢剪切强度为14.5MPa，250°C下测得的与钢剪切强度为8.8MPa，23°C下测得的耐冲击强度为25kJ/m2。
[0015]实例2 (按重量份):四缩水甘油基_4，4’- 二氨基二苯醚100份，3，3’- 二氯-4，4’_ 二氨基二苯甲烷50份，三乙烯四胺5份，聚甲基丙烯酸甲酯(壳体)_聚丁二烯苯乙烯(核体)粒子25份，偶联剂2份。按制备方法制备，即得产品。测得性能为:200°C下测得的与钢剪切强度为13.5MPa，250°C下测得的与钢剪切强度为8.2MPa，23°C下测得的耐冲击强度为28kJ/m2。
【权利要求】
1.一种韧性耐高温环氧树脂粘合剂，其特征在于:按重量份组成的组合物，其组分组成包括: 环氧树脂100份 固化剂20?60份 壳核橡胶粒子2(Γ30份 偶联剂f 3份 其中环氧树脂为四缩水甘油基_4，4’ - 二氨基二苯醚、四缩水甘油基_3，4’ - 二氨基二苯醚中的一种或两种混合物。
2.根据权利要求1所述的韧性耐高温环氧树脂粘合剂，其特征在于:固化剂为由2(Γ40份芳香族胺和(Γ20份脂肪族胺混合而成，其中芳香族胺为二乙基甲苯二胺或3，3’ - 二氯_4，4’ - 二氨基二苯甲烷或其混合物。
3.根据权利要求1所述的韧性耐高温环氧树脂粘合剂，其特征在于:其中壳核橡胶粒子为纳米级的聚甲基丙烯酸甲酯-聚丁二烯粒子或聚甲基丙烯酸甲酯-聚丁二烯苯乙烯粒子或其混合物。
4.根据权利要求1所述的韧性耐高温环氧树脂粘合剂，其特征在于:其中偶联剂为Y~缩水甘油醚氧丙基二甲氧基娃烧。
【文档编号】C09J11/06GK104388028SQ201410720235
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】张俊生, 全一武, 薛春彦, 陈庆民 申请人:南京大学