[發明專利]一種納米交聯橡膠微粉改性環氧膠粘劑及制備方法

無效

• 申請號: 200710034862.6
• 申請日: 2007-04-30
• 公開（公告）號: CN101050344A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 袁宏偉;李冬月;鄭保昌;王理堯
• 申請（專利權）人: 湖南神力實業有限公司
• 主分類號: C09J163/02
• 分類號: C09J163/02;C09J11/06;C09J109/00
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技術領域

本發明涉及一種改性環氧膠粘劑，尤其是涉及一種納米交聯橡膠微粉改性的環氧膠粘劑。

背景技術

70年代興起液態橡膠增韌劑改性環氧樹脂技術，典型的增韌劑品種是端羧基丁腈橡膠(CTBN)，其對環氧樹脂增韌改性是通過形成兩相結構(即海島結構)實現的。但這種改性體系由于相分離形成兩相結構的狀態，因所使用的固化劑品種和固化條件的不同差別極大，往往因相分離不徹底，橡膠還繼續溶解在連續相的環氧樹脂中，致使環氧樹脂固有的玻璃化溫度(耐熱性)和模量下降，難以達到既改善樹脂脆性、提高抗沖擊性又保持環氧樹脂原有的耐熱性、機械強度和耐化學藥品性的目的。

隨著科學技術的進步，現在已出現了一種新的增韌材料，如北京化工研究院研發的超細(納米級)全硫化粉末橡膠，ZL03149232披露的納米橡膠微粉等，這是超細橡膠類乳液經充分交聯再脫水干燥制得的納米粒徑橡膠微粉，這種微粉應用于熱塑性和部分熱固性材料中，與傳統的材料和方法比較，有更好的增韌、增強作用。

發明內容

針對現有技術環氧膠粘劑存在的不足，本發明的目的是用納米交聯橡膠粉末作為環氧膠粘劑的增韌劑，改性胺類化合物作為固化劑，制得一種室溫下快速固化的改性環氧膠粘劑。

本發明是按照以下技術方案實現的：????

納米交聯橡膠微粉改性環氧膠粘劑由環氧組份和固化組份組成，環氧組份與固化組份的重量比是100∶30～60，上述兩種組份各自的重量組成如下：

環氧組份

雙酚A環氧樹脂：60～85％

納米交聯橡膠微粉：10～30％

稀釋劑：1～10％

固化組份

改性胺固化劑：92～95％

固化促進劑：2～5％

偶聯劑：1～3％

本發明納米交聯橡膠微粉改性環氧膠粘劑的制備方法是：

在高速分散機中加入環氧樹脂，升溫至60～80℃以降低其粘度，開動高速分散機，調節轉速至2000～8000轉/分，慢慢加入納米橡膠微粉，加完后繼續攪拌30～120分鐘，然后將其轉入真空捏合機，加入稀釋劑，控制真空度為0.08～0.09MPa，溫度在20～60℃之間，連續捏合2～3小時出料，即得環氧膠粘劑的環氧部分。環氧膠粘劑固化組分的制備在反應釜中進行，將改性胺加入反應釜，開動攪拌，加入固化促進劑，攪拌30分鐘，再加入有機硅偶聯劑，攪拌30分鐘，過濾出料即得。

本發明技術方案所用的原材料如下：

環氧組份中的雙酚A環氧樹脂是E-44環氧樹脂、E-51環氧樹脂或它們的混合物；納米交聯橡膠微粉是北京化工研究院產VP-501、VP-701型全硫化橡膠微粉，系超細橡膠類膠乳經交聯、脫水干燥制成；稀釋劑是C₁₂～C₁₃脂肪族縮水甘油醚、鄰甲酚縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚。固化組份中的固化劑是改性脂環胺、改性芳香胺、改性脂肪胺或它們的混合物，固化促進劑是2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙烯二胺，偶聯劑是r-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-r-氨丙基三甲氧基硅烷或它們的混合物。

本發明的積極效果在于：納米交聯橡膠微粉的粒子尺寸小，能均勻分散于連續相的環氧樹脂中，充分發揮增韌作用，同時，納米橡膠微粉擁有巨大的表面能，增強了環氧膠粘劑分子間的結合力和環氧膠粘劑與基材表面之間的粘附力，從而可以大幅度地提高膠粘劑的粘接強度和耐熱性能。與現有技術相比(參見對照例)本發明的玻璃化溫度從95℃提高到118℃～128℃；拉伸剪切強度由15.6MPa提高到28.0MPa～34.5MPa；抗沖擊強度由15.0KJ/m²提高到22.0～26.0KJ/m²；剝離強度由1.5KN/m提高到3.0～3.4KN/m；高溫拉伸剪切強度由10.8MPa提高到26.4～33.2MPa。

具體實施方式

以下實施例中的分數均為重量份數。

實施例1

A：環氧組份的制備

將雙酚A環氧樹脂E-51?60份，E-44?40份，加熱至60～80℃，變稀后，開高速分散機，將轉速調至6000轉/分，慢慢加入納米交聯橡膠微粉VP-50115份，攪拌60分鐘，將物料置于真空捏合機，加入稀釋劑C₁₂～C₁₃脂肪族縮水甘油醚5份，溫度控制在40℃，真空度0.08～0.09MPa，捏合時間2.5小時出料。

B：固化組份的制備