兼顾耐热性的增韧改性环氧胶

本发明具体涉及胶黏剂，具体为兼顾耐热性的增韧改性环氧胶，特别涉及一种耐热性好、粘接强度高、高韧性和高阻燃性能的单组分环氧胶水，适用于对耐热、粘接、韧性和阻燃有要求的单组分环氧胶水。

背景技术：

1、环氧树脂是一种分子中含有两个或多个环氧基团的有机聚合物，其环氧基团与固化剂发生开环反应生成三维结构的热固性聚合物。目前世界上使用最为广泛的环氧树脂为双酚a型环氧树脂。然而，由于双酚a的分子结构中存在多个刚性苯环导致环氧树脂本质脆性。并且由于其高度的化学交联而显示出较差的抗冲击能力和抗裂纹扩展能力。因此，环氧树脂的增韧长期以来一直是学术界和工业界一个十分具有挑战性课题。关于环氧树脂的增韧改性化学家和材料科学家已经进行了许多研究，例如通过在环氧树脂中添加液体橡胶、嵌段聚合物、纳米增韧粒子等材料来增韧。液体橡胶和嵌段聚合物是一种优良的增韧改良组分，但是要与环氧树脂混合均匀必须解决材料间的相容性问题。一般将橡胶的端基设计成活性基团，使其与环氧树脂的活性基团反应。环氧树脂固化后，橡胶嵌段析出形成微相结构，达到增韧目的；或将嵌段聚合物的一个嵌段设计成与环氧树脂相容的结构，环氧树脂固化反应前后，嵌段聚合物在环氧树脂中自组装形成微相结构，起增韧效果。但是，液体橡胶和嵌段聚合物都有部分链节与环氧树脂交联网络相容，导致固化后环氧树脂的玻璃化温度或热变形温度下降，造成材料的使用温度下降，耐热仅有60～80℃(增韧改性前可达90℃左右)，导致胶水在高温下出现失效变形等问题。

2、环氧大豆油是一种可再生、可持续发展的生物基材料，环氧大豆油是由大豆油经过氧化物氧化制备而来，具有价格低廉且容易获得的优点，非常适合作为刚性的双酚a型环氧树脂的增韧改性材料。但是，环氧大豆油的分子链为长的非极性烷基链，赋予其高柔顺性、低熔点(-10℃～-3℃)和疏水性。而双酚a型环氧树脂分子结构中含有多个醚键，使其具有高极性。将双酚a型环氧树脂和环氧大豆油直接混合，二者因分子极性差距大而迅速发生相分离。因此，环氧大豆油不能直接作为韧性改性剂直接改性双酚a型环氧树脂。

3、因此，对环氧胶进行增韧的前提下，如何兼顾耐热的问题，是当下亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种兼顾耐热性的增韧改性环氧胶。

2、为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下所述：

3、兼顾耐热性的增韧改性环氧胶，按照重量份数计包括：

4、改性环氧树脂88-94份

5、甲基丙烯酸酯化合物5-10份；

6、阻聚剂0.002份；

7、引发剂1.0-2.0份；

8、其中，所述改性环氧树脂按照重量份数计包括：

9、双酚a型环氧树脂40-50份，

10、环氧化大豆油5-20份，

11、甲基丙烯酸羟乙基磷酸酯20-40份。

12、改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

13、(1)室温下，按照重量份数，将双酚a型环氧树脂(凤凰牌，环氧值0.526eq/100g)与环氧大豆油(上海麦克林试剂股份公司，分子量为975.4g/mol，环氧值0.66eq/100g)混合；

14、(2)在电动机械搅拌条件下，缓慢加入重量份数的甲基丙烯酸羟乙基磷酸酯，上述混合物在常温下继续搅拌30～90min。过滤，得到改性环氧树脂。

15、优选，所述甲基丙烯酸酯化合物为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。

16、优选，所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,4,6-三硝基苯酚、苯醌的至少一种。

17、优选，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯中的至少一种。

18、有益效果：

19、本发明的环氧胶水是单组分，具有粘接强度大、韧性好的优点同时，兼顾耐热性，不降低耐热性能，并且阻燃效果优异。

20、本发明可以采用甲基丙烯酸酯化合物调整环氧胶的黏度，使其满足不同应用场合的施工。

21、本发明的甲基丙烯酸酯化合物进行聚合反应后得到线形的聚甲基丙烯酸酯，可以通过调节甲基丙烯酸酯化合物的种类和用量，方便调整固化胶水的交联密度和柔韧性，得到适用不同施工场景的、综合性能优异的环氧胶水。

22、本发明环氧胶为单一组分，施工时直接使用，不需要额外称量、混合，提高了施工效率，避免了浪费。

23、本发明的环氧胶兼顾耐热、增韧，在提高韧性等力学性能的前提下兼具耐热性。这是由于以下原因：1)改性环氧树脂分子中含有8个可进行自由基聚合的甲基丙烯酸酯基官能团，同时，由于甲基丙烯酸酯基团中存在甲基基团，进而通过提高交联密度和甲基形成的分子链旋转的位阻，有效提升环氧胶的玻璃化转变温度和较好的耐热性；2)改性环氧树脂分子中同时含有刚性的多苯环结构和柔性的长链烷基，微观上形成刚柔相间的韧性结构。因此，环氧胶能够在引发剂的作用下，将处于改性环氧树脂分子外围的甲基丙烯酸酯官能团与甲基丙烯酸酯化合物进行共聚合反应，将改性环氧树脂刚柔相间的韧性结构固定下来，使环氧胶水具备高强度和高韧性。

技术特征：

1.一种兼顾耐热性的增韧改性环氧胶，其特征在于按照重量份数计包括：

2.根据权利要求1所述的兼顾耐热性的增韧改性环氧胶，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯化合物为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的兼顾耐热性的增韧改性环氧胶，其特征在于，所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2,4,6-三硝基苯酚、苯醌的至少一种。

4.根据权利要求1所述的兼顾耐热性的增韧改性环氧胶，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯中的至少一种。

技术总结
本发明公开了一种兼顾耐热性的增韧改性环氧胶。该环氧胶水按重量计包含以下组分：具体为改性环氧树脂88‑94份，甲基丙烯酸酯化合物5‑10份，阻聚剂0.002份，引发剂1.0‑2.0份。本发明的环氧胶水是单组分，具有粘接强度大、韧性好的优点同时兼顾耐热性，并且阻燃效果优异。

技术研发人员：郑耀臣,郝俊凯,张新涛
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15