[發明專利]一種超薄型石材與鋁蜂窩復合的改性環氧膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200810031999.0
• 申請日: 2008-08-05
• 公開（公告）號: CN101323772A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 袁素珍;王理堯;李冬月;劉輝
• 申請（專利權）人: 湖南神力實業有限公司
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C09J175/08;B32B7/12
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技術領域：

本發明涉及一種薄型石材復合用的膠粘劑，尤其涉及一種超薄型石材與鋁 蜂窩復合的改性環氧膠粘劑。

背景技術：

近十年，世界建筑裝飾用石材需求量大幅度增長，其中，超薄型石材與鋁 蜂窩復合的建筑裝飾材料發展速度更快。裝飾石材表面美觀華麗，是高檔賓館、 商場、會展中心及高級住宅內外墻、地面裝飾的首選材料。不過，石材結構不 穩定，一般作為飾石材料的厚度在20mm左右。因石材比重大，增加了建筑物的 重量和施工難度，名貴石材價格昂貴，飾面石材厚，用料多，造價也很高。隨 著科學技術的進步，市場上推出了厚度5mm以下的超薄型石材與鋁蜂窩復合的 飾石材料，單位面積的重量只有原來的1/4或更輕，石材的用量只有原來的 1/4～1/10，飾面效果并沒有改變，生產成本和施工成本降低了30～50％，深受客 戶歡迎。

石材與鋁蜂窩之間是經膠粘劑粘接復合的，這種飾石材料用于室內外裝飾， 對材料尺寸的穩定性、強度的保持性、石材表面的美學效果有很高的要求。石 材與鋁蜂窩線膨脹系數差異大、材料尺寸易變形；石材結構疏松，雨水、空氣 中的腐蝕性物質極易經石材中的裂紋、孔洞向膠層浸蝕。這類裝飾材料如室外 使用時，懸掛或粘結在空中，質量不好易發生墜落傷人事故；此外，工程造價 高更新不易，因而對膠粘劑的質量要求極為苛刻。

剛推出的行業標準JC/T?1047-2007《超薄天然石材型復合板》規定了基材為 鋁蜂窩的復合板物理性能技術指標，其中熱處理80℃168小時的粘接強度大于 等于1.0MPa，浸水168小時粘接強度大于等于0.8MPa，凍融循環25次粘接 強度大于等于0.7MPa。該標準的頒發為膠粘劑的使用質量提出了具體要求。

環氧膠粘劑是一種反應型膠粘劑，固化時形成三維化學交聯結構，粘接強 度高，收縮應力大，石材與鋁蜂窩間用環氧膠粘劑結合，極易使復合材料變形 報廢；同時，環氧膠粘劑耐水性不佳，特別是在粘結超薄型石材時，水通過石 材的裂縫、孔洞大面積浸入膠層，長期反復作用，易使膠層軟化變形而剝離， 不能保證超薄型天然石材復合膠的質量。

發明內容：

針對超薄天然石材型復合板復合用膠粘劑使用特點和質量要求，本發明提 供了一種改性環氧膠粘劑。這種膠粘劑使用聚氨酯預聚體來改進環氧膠粘劑膠 層的應力應變特性，使其韌性提高彈性模量值降低，當石材與鋁蜂窩受熱膨脹、 受冷收縮而產生相對變形時，不致于形成過大的內應力而使外形尺寸嚴重變形 失效；還使用了改性胺固化劑，使用脂環族環氧化合物改性脂肪胺合成的固化 劑韌性較好，耐溫性、耐水性和脂肪胺固化劑比較要好得多。本發明還針對聚 氨酯預聚體改性環氧樹脂玻璃化溫度降低，從而影響耐熱性能的缺陷，使用了 少量納米粉體材料，使改性環氧膠粘劑的玻璃化溫度比通用環氧膠粘劑的玻璃 化溫度更高一些。還要說明的是本發明使用的聚氨酯預聚體是自制的，目的使 聚氨酯預聚體在改性環氧膠粘劑固化成形時生成尺寸適當的顆粒，均勻分布于 膠層中，讓增韌效果最佳。

本發明具體的技術方案如下：

1、聚氨酯預聚體的制備

選擇聚醚多元醇、TDI為原料制備聚氨酯預聚體，具體方法如下：

在裝有攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝器、抽真空管、水浴加熱裝置的反應 器中，加入平均分子質量為600～3000的聚醚多元二醇，開攪拌，升溫到90℃， 抽真空2小時，真空度為0.092～0.095MPa，除去聚醚多元醇中的水分，然后消 除真空，降溫至60℃，經滴液漏斗加入TDI，在60℃下反應1小時，升溫到70 ℃反應1小時，再升溫到85℃反應1～3小時，取樣測游離異氰酸酯基，游離異 氰酸酯基含量為預聚體質量的1～2％為合格。

2、改性環氧膠粘劑A組份的制備

A組份所用原材料：

環氧樹脂：包括雙酚A環氧樹脂E-44、E-51，雙酚F環氧樹脂6458、NPEF-170 或者它們的混合物，占A組份重量的20～40％。

活性稀釋劑：包括W-95環氧樹脂，501、502、622、678活性稀釋劑或它們 的混合物，占A組份重量的5～15％。

聚氨酯預聚體：自制，占A組份重量的10～30％。

納米粉體材料：包括納米SiO₂，納米T₂O₂，納米碳酸鈣，平均粒徑在50～100nm， 占A組份重量的1～5％。