一种环氧改性有机硅弹性胶粘剂及其制备方法与流程

1.本发明属于胶粘剂技术领域，具体地说，涉及一种环氧改性有机硅弹性胶粘剂及其制备方法。


背景技术：

2.常用的耐高温(200℃以上)胶黏剂为酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马树脂、有机硅树脂等，需要进行高温高压固化，无法适用于中温常压固化、且在高温下具有一定强度要求的天线罩领域。
3.环氧改性的有机硅树脂能降低其固化温度，使其能在中温常压下固化，同时通过添加耐高温的无机填料能进一步提高其耐温等级，云母粉和气相二氧化硅是较为常用的耐高温的无机填料。目前，环氧改性有机硅树脂一般用于耐高温涂料领域，如专利cn201310597507.5、cn201310594314.4等提供的环氧有机硅涂料，但其耐温一般在150℃以下。
4.cn03133623.x公开了一种环氧改性有机硅树脂胶粘剂，组成为环氧改性有机硅树脂15-40，环氧树脂15-35，低分子聚酰胺10-25，填料10-25，胺类固化剂2-8，偶联剂2-8。该环氧改性有机硅树脂胶粘剂中的环氧改性有机硅树脂主要采用接枝或嵌段共聚方法获得，兼具有环氧树脂粘结性好、机械强度、抗剪强度高和可加工性好的特点，同时又具有有机硅树脂耐热性高和弹性好的特点。可以在室温下固化，具有在300℃下短期使用，在200℃下长期使用的能力。但剪切强度、拉伸强度以及断裂伸长率却不尽如人意。
5.综上，虽然现有的硅胶弹性大但是强度低，环氧强度大但是弹性差、断裂伸长率低。有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种环氧改性有机硅弹性胶粘剂。该环氧改性有机硅弹性胶粘剂解决了现有的硅胶弹性大但是强度低，环氧强度大但是弹性差、断裂伸长率低的问题。
7.为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种环氧改性有机硅弹性胶粘剂，包括如下重量份的原料：
[0009][0010]
其中，所述的弹性环氧有机硅共聚物的结构式如下：
[0011][0012]
式中：
[0013]
r1为-ch3～-c
12h25
中的一种或多种；
[0014]
r2为n为10～500的整数；
[0015]
r3为-ch3～-c
10h21
中的一种或多种。
[0016]
作为一种优选方案，所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂包括如下重量份的原料：
[0017][0018]
进一步地，所述的缩水甘油醚为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚或/和1，4-丁二醇二缩水甘油醚，优选为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。
[0019]
进一步地，所述的无机填料为碳酸钙、硅微粉、气相二氧化硅、炭黑、高岭土或滑石粉中的一种或几种，优选为硅微粉和气相二氧化硅的组合物。
[0020]
进一步地，所述的固化剂为芳香胺类固化剂。
[0021]
进一步地，所述的芳香胺类固化剂为间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜或间氨基甲胺中的一种或几种，优选为间苯二甲胺。
[0022]
进一步地，所述的促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、环烷基咪唑啉、2-苯基咪唑啉或1，8-二氮杂环-双环(5,4,0)-7-十一碳烯中的一种或几种，优选为2-硫醇基苯并噻唑。
[0023]
本发明还提供所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂的制备方法，其中，所述的制备方法包括如下步骤：
[0024]
1)在搅拌釜中按所述重量份加入弹性环氧有机硅共聚物、缩水甘油醚和无机填料，搅拌混匀；
[0025]
2)搅拌混匀后停止搅拌，控制搅拌釜内温度，将釜内温度降到40℃以内；
[0026]
3)搅拌釜温度降到40℃以内后，按所述重量份加入固化剂和促进剂，再次开启搅拌，混匀，即得所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂。
[0027]
进一步地，步骤1)中，所述搅拌的搅拌速度为55～65rpm，优选60rpm；搅拌时间为115～125min，优选120min。
[0028]
进一步地，步骤3)中，所述搅拌的搅拌速度为55～65rpm，优选60rpm；搅拌时间为35～45min，优选40min。
[0029]
进一步地，步骤2)和步骤3)中温度降到40℃以内优选为降到30～40℃范围内。
[0030]
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0031]
本发明所提供的环氧改性有机硅弹性胶粘剂解决了硅胶弹性大但是强度低，环氧强度大但是弹性差、断裂伸长率低的问题。
具体实施方式
[0032]
以下为本发明的具体实施方式，所述的实施例是为了进一步描述本发明，而不是限制本发明。
[0033]
实施例1
[0034]
原料包括如下重量份的组分：
[0035][0036][0037]
其中，所述的弹性环氧有机硅共聚物的结构式如下：
[0038][0039]
式中：
[0040]
r1为-c5h
11
；
[0041]
r2为n为100；
[0042]
r3为-c5h
11
。
[0043]
该实施例中：
[0044]
所述的缩水甘油醚为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；
[0045]
所述的无机填料为硅微粉25份和气相二氧化硅5份的组合物；
[0046]
所述的固化剂为芳香胺类固化剂；所述的芳香胺类固化剂为间苯二胺；
[0047]
所述的促进剂为2-硫醇基苯并噻唑。
[0048]
制备方法如下：
[0049]
1)在搅拌釜中按所述重量份加入弹性环氧有机硅共聚物、缩水甘油醚和无机填料，以60rpm的搅拌速度搅拌120min，混匀；
[0050]
2)搅拌混匀后停止搅拌，控制搅拌釜内温度，将釜内温度降到38℃；
[0051]
3)搅拌釜温度降到38℃后，按所述重量份加入固化剂和促进剂，再次开启搅拌，以60rpm的搅拌速度搅拌40min，混匀，即得所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂。
[0052]
实施例2
[0053]
原料包括如下重量份的组分：
[0054][0055]
其中，所述的弹性环氧有机硅共聚物的结构式如下：
[0056][0057]
式中：
[0058]
r1为-ch3；
[0059]
r2为n为10；
[0060]
r3为-ch3。
[0061]
该实施例中：
[0062]
所述的缩水甘油醚为1，4-丁二醇二缩水甘油醚；
[0063]
所述的无机填料为碳酸钙；
[0064]
所述的固化剂为芳香胺类固化剂；所述的芳香胺类固化剂为间苯二甲胺；
[0065]
所述的促进剂为环烷基咪唑啉。
[0066]
制备方法如下：
[0067]
1)在搅拌釜中按所述重量份加入弹性环氧有机硅共聚物、缩水甘油醚和无机填料，以55rpm的搅拌速度搅拌115min，混匀；
[0068]
2)搅拌混匀后停止搅拌，控制搅拌釜内温度，将釜内温度降到35℃；
[0069]
3)搅拌釜温度降到35℃后，按所述重量份加入固化剂和促进剂，再次开启搅拌，以55rpm的搅拌速度搅拌35min，混匀，即得所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂。
[0070]
实施例3
[0071]
原料包括如下重量份的组分：
[0072][0073]
其中，所述的弹性环氧有机硅共聚物的结构式如下：
[0074][0075]
式中：
[0076]
r1为-c
12h25
；
[0077]
r2为n为500；
[0078]
r3为-c
10h21
。
[0079]
该实施例中：
[0080]
所述的缩水甘油醚为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；
[0081]
所述的无机填料为气相二氧化硅；
[0082]
所述的固化剂为芳香胺类固化剂；所述的芳香胺类固化剂为二氨基二苯基甲烷；
[0083]
所述的促进剂为2-苯基咪唑啉。
[0084]
制备方法如下：
[0085]
1)在搅拌釜中按所述重量份加入弹性环氧有机硅共聚物、缩水甘油醚和无机填料，以65rpm的搅拌速度搅拌125min，混匀；
[0086]
2)搅拌混匀后停止搅拌，控制搅拌釜内温度，将釜内温度降到32℃；
[0087]
3)搅拌釜温度降到32℃后，按所述重量份加入固化剂和促进剂，再次开启搅拌，以65rpm的搅拌速度搅拌45min，混匀，即得所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂。
[0088]
实施例4
[0089]
原料包括如下重量份的组分：
[0090][0091]
其中，所述的弹性环氧有机硅共聚物的结构式如下：
[0092][0093]
式中：
[0094]
r1为-c3h7；
[0095]
r2为n为50；
[0096]
r3为-c3h7。
[0097]
该实施例中：
[0098]
所述的缩水甘油醚为1，4-丁二醇二缩水甘油醚；
[0099]
所述的无机填料为炭黑；
[0100]
所述的固化剂为芳香胺类固化剂；所述的芳香胺类固化剂为二氨基二苯基砜；
[0101]
所述的促进剂为1，8-二氮杂环-双环(5,4,0)-7-十一碳烯。
[0102]
制备方法如下：
[0103]
1)在搅拌釜中按所述重量份加入弹性环氧有机硅共聚物、缩水甘油醚和无机填料，以58rpm的搅拌速度搅拌118min，混匀；
[0104]
2)搅拌混匀后停止搅拌，控制搅拌釜内温度，将釜内温度降到30℃；
[0105]
3)搅拌釜温度降到30℃后，按所述重量份加入固化剂和促进剂，再次开启搅拌，以58rpm的搅拌速度搅拌38min，混匀，即得所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂。
[0106]
实施例5
[0107]
原料包括如下重量份的组分：
[0108][0109]
其中，所述的弹性环氧有机硅共聚物的结构式如下：
[0110][0111]
式中：
[0112]
r1为-c6h
11
；
[0113]
r2为n为420；
[0114]
r3为-c6h
11
。
[0115]
该实施例中：
[0116]
所述的缩水甘油醚为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；
[0117]
所述的无机填料为高岭土；
[0118]
所述的固化剂为芳香胺类固化剂；所述的芳香胺类固化剂为间氨基甲胺；
[0119]
所述的促进剂为2-苯基咪唑啉。
[0120]
制备方法如下：
[0121]
1)在搅拌釜中按所述重量份加入弹性环氧有机硅共聚物、缩水甘油醚和无机填料，以62rpm的搅拌速度搅拌122min，混匀；
[0122]
2)搅拌混匀后停止搅拌，控制搅拌釜内温度，将釜内温度降到40℃；
[0123]
3)搅拌釜温度降到40℃后，按所述重量份加入固化剂和促进剂，再次开启搅拌，以62rpm的搅拌速度搅拌42min，混匀，即得所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂。
[0124]
实施例6
[0125]
原料包括如下重量份的组分：
[0126][0127]
其中，所述的弹性环氧有机硅共聚物的结构式如下：
[0128][0129]
式中：
[0130]
r1为-c9h
19
；
[0131]
r2为n为160；
[0132]
r3为-c9h
19
。
[0133]
该实施例中：
[0134]
所述的缩水甘油醚为1，4-丁二醇二缩水甘油醚；
[0135]
所述的无机填料为滑石粉；
[0136]
所述的固化剂为芳香胺类固化剂；所述的芳香胺类固化剂为二氨基二苯基甲烷；
[0137]
所述的促进剂为2-苯基咪唑啉。
[0138]
制备方法如下：
[0139]
1)在搅拌釜中按所述重量份加入弹性环氧有机硅共聚物、缩水甘油醚和无机填料，以53rpm的搅拌速度搅拌123min，混匀；
[0140]
2)搅拌混匀后停止搅拌，控制搅拌釜内温度，将釜内温度降到36℃；
[0141]
3)搅拌釜温度降到36℃后，按所述重量份加入固化剂和促进剂，再次开启搅拌，以63rpm的搅拌速度搅拌43min，混匀，即得所述的环氧改性有机硅弹性胶粘剂。
[0142]
对比例1
[0143]
该对比例参照实施例1，与实施例1所不同的是，将所用的弹性环氧有机硅共聚物替换为市售的sh-023-4环氧改性有机硅树脂。
[0144]
对比例2
[0145]
该对比例参照实施例1，与实施例1所不同的是，将所用的弹性环氧有机硅共聚物替换为按照cn113698844a实施例1的方法制得的环氧改性有机硅化合物。
[0146]
对比例3
[0147]
该对比例参照实施例1，与实施例1所不同的是，将所用的弹性环氧有机硅共聚物替换为按照cn107739441a实施例1的方法制得的有机硅改性环氧树脂(eh-1)。
[0148]
试验例1
[0149]
该试验例对本发明各实施例和对比例制得的胶粘剂的性能进行了考察。
[0150]
各性能的检测如下：
[0151]
剪切强度检测：按照gb/t 7124-2008标准进行；
[0152]
拉伸强度检测：按照gb/t 528-2009标准进行；
[0153]
断裂伸长率检测：按照gb/t 528-2009标准进行；
[0154]
硬度检测：按照gb/t 531.1-2008标准进行。
[0155]
检测结果如下表1所示：
[0156]
表1、各实施例和对比例制得的胶粘剂的性能检测结果
[0157] 剪切强度(mpa)拉伸强度(mpa)断裂伸长率(％)硬度(shore a)实施例118.720.1154％75实施例218.419.8151％73实施例318.519.9152％74实施例418.319.6150％71实施例518.119.5149％72实施例618.519.7148％73对比例113.214.1102％55对比例212.813.998％50对比例311.913.189％48