[發明專利]一種可快速拆解的環氧膠粘劑及其制備和拆解方法

有效

• 申請號: 201610113331.5
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105694790B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 帥茂兵;郭亞昆;趙鵬翔;仲敬榮;徐對功;楊曉嬌;常鳳雯;岳國宗;陳林
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C09J11/06;C09J11/04;C09J11/08
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李莎

本發明創造提供一種可快速拆解的環氧膠粘劑，包括以下重量份的各原料組成：環氧樹脂20～50份；環氧稀釋劑10～20份；含呋喃?馬來酰亞胺加成物的混合物50～80份；固化劑40～70份；胺基改性碳納米管0.5～2份；熱膨脹微球5～20份；其中，所述的含呋喃?馬來酰亞胺加成物的混合物為含呋喃?馬來酰亞胺加成物的二縮水甘油醚與呋喃縮水甘油醚的混合物。本發明提供的環氧膠粘劑，室溫下粘接強度高，中溫拆解容易。

技術領域

本發明涉及粘合劑材料，特別涉及一種用于金屬與金屬，尤其是含有放射性元素的金屬薄層材料粘接的雙組份室溫固化的環氧膠粘劑及其制備和拆解方法。

背景技術

環氧膠粘劑具有優異的粘接性、化學穩定性、耐高低溫性，以及收縮率低、成本低廉等優點，被廣泛應用于多種金屬與金屬的粘接，已成為航空航天、汽車、軍工及其他領域中不可缺少的基礎材料。每年用量超過200萬噸。某些采用環氧膠粘劑粘接的產品，當粘接部件退役時，需要回收含有放射性元素的金屬基材。

然而，環氧膠粘劑由于固化后形成三維網絡結構，不溶不熔，其拆解非常困難。目前工業上通常采用熱解法或溶劑分解法。例如：Gleice等將環氧熱固性樹脂在450℃下加熱2小時，待環氧固化物完全分解，才能實現拆解。Liu等在苯酚和氫氧化鉀存在下，利用超臨界水分解環氧固化物，但是需要大量的苯酚和氫氧化鉀。總之，這些拆解方法不僅能量消耗巨大，對環境污染比較嚴重，而且往往會導致待回收的基體材料產生破壞。如果在環氧基體中置入可逆共價鍵，通過可逆共價鍵的斷開，實現環氧膠粘劑的拆解，無疑是較好選擇。例如：專利CN201510129184.6公開了一種具有常溫快速毛細流動性和快速修復性的倒裝芯片底部填充膠。該底部填充膠利用馬來酰亞胺與呋喃端基聚合物可發生逆Diels-Alder反應實現降低基體粘結性能，提高返修性能的目的。但該底部填充膠需要中溫固化，不能滿足一般薄層金屬粘接的常溫固化的要求，且該專利也未研究該底部填充膠與金屬基材的粘接力。

鑒于金屬粘接用環氧膠粘劑需要室溫固化、對金屬基材潤濕性好、粘接力強，且能快速拆解回收的特點，申請人將能與金屬表面形成較強范德華力的聚乙烯亞胺改性碳納米管、含可逆共價鍵的環氧縮水甘油醚和與環氧基體具有較好相容性的熱膨脹微球結合起來，協同改性環氧膠粘劑，利用三者在不同溫度下各自的反應特點，發明了一種用于金屬粘接的可快速拆解的環氧膠粘劑及其制備和拆解方法。

發明內容

本發明的目的是為解決普通環氧膠粘劑與金屬基材粘接力差，拆解困難、能量消耗巨大，對環境污染嚴重、拆解過程容易導致部件損傷等問題，提供一種用于金屬粘接的可快速拆解的環氧膠粘劑及其制備和拆解方法。本發明所制備的環氧膠粘劑，室溫下粘接強度高，中溫拆解容易。

本發明的技術方案是：一種可快速拆解的環氧膠粘劑，包括以下重量份的各原料組成：

環氧樹脂 20～50份

環氧稀釋劑 10～20份

含呋喃-馬來酰亞胺加成物的混合物 50～80份

固化劑 40～70份

胺基改性碳納米管 0.5～2份

熱膨脹微球 5～20份。

本發明所述的環氧樹脂為含有至少兩個環氧基團的環氧樹脂或優選為橡膠交聯改性環氧樹脂，更優先選用日本ADEKA公司的EP-4100HF環氧樹脂或EPR-4023羧基丁腈橡膠交聯改性環氧樹脂。橡膠交聯改性環氧樹脂由于液體丁腈橡膠預先與環氧樹脂交聯，橡膠作為應力集中中心，能顯著增加環氧樹脂的韌性，從而增加環氧樹脂組合物的耐高低溫性。