[發明專利]一種具有高伸長率的環氧樹脂及其膠膜的制備方法

在審

• 申請號: 202010154943.5
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111303588A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 趙中杰;余金光;王晉;仝建峰
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院;中航復材（北京）科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L51/04;C08G59/40;C09J7/30;C09J163/00;C09J11/08;C08L63/02;C09J163/02;C08L9/02;C08G59/22;C08L13/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發明是一種具有高伸長率的環氧樹脂及其膠膜的制備方法，該方法通過膠黏劑的配方設計和高分子的結構設計，在環氧樹脂及其固化劑主鏈中都引人具有良好柔順性的脂肪性或聚醚型長鏈，在固化劑方面，選用具有長鏈的高熔點二酰肼固化劑，保持潛伏性固化劑本身的低反應活性。本發明中的高伸長率環氧樹脂膠膜制備完成后，可在室溫中短期儲存(數天)，或在低溫下長期儲存，避免了傳統長伸長率膠黏劑如反應型聚氨酯的操作期短、儲存不便利、施工不方便等問題，具有顯著的工程應用價值。

技術領域

本發明是一種具有高伸長率的環氧樹脂及其膠膜的制備方法，屬于高分子復合材料技術領域。

背景技術

環氧樹脂膠黏劑具有強度高、工藝適用范圍廣、固化無小分子揮發物釋放、無收縮等優點，是現代膠黏劑工業中最常用的品種之一。環氧樹脂與潛伏性固化劑形成復配體系后可制成膜狀，并在低溫下長期貯存；使用時取出包裝，剪下合適的大小，貼在待膠接區域即可完成施工；在室溫下，采用潛伏型固化劑的環氧樹脂膠膜通常有數天的操作窗口期，在(120～180)℃加壓保溫(1～3)h又可迅速固化，達到最高膠接強度。

然而，環氧樹脂并不適用于在常見的工程裝配過程中需要“軟連接”的應用場合，如航空航天領域中熱膨脹系數差別較大的異質材料的膠接，風電葉片、儲能飛輪等動部件中的膠接接頭等。上述膠接接頭在服役工況下，被粘物將在循環應力下發生疲勞載荷和蠕變。環氧樹脂膠黏劑具有相對較高的交聯密度和較短的鏈段長度，表觀特性較脆，在循環應力和蠕變的影響下容易失效。

與環氧樹脂相比，具有高伸長率的膠黏劑如有機硅膠黏劑、聚氨酯膠黏劑和橡膠膠黏劑等雖然強度較低，但針對循環載荷和形變具有更高的容限。典型的產品如3M公司的TS-230反應型聚氨酯膠黏劑，室溫斷裂伸長率可達700％，實測鋁-鋁膠接強度8.5MPa，已在上述領域得到大量應用。在實施過程中，由于反應型聚氨酯膠黏劑中的異氰酸酯基對濕氣較為敏感，從包裝中擠出后，在開放環境中允許的暴露時間較短，難以滿足較大面積的交接需求。同時，膏狀或糊狀的膠黏劑與膠膜相比，高分子的流動浸潤狀態和固化后膠層的厚度更難控制，對較大型的膠接工件來說，更難控制尺寸精度。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術中存在的不足而設計提供了一種具有高伸長率的環氧樹脂及其膠膜的制備方法，其目的是制備出滿足粘接強度大于10MPa、室溫伸長率超過200％的粘接膠膜，同時，該膠膜具有操作期長、易貯存的優點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明提出了一種具有高伸長率的環氧樹脂，其特征在于：該環氧樹脂膠的化學成分及質量份數為：

所述環氧樹脂為聚氨酯改性環氧樹脂、橡膠改性雙酚型環氧樹脂、二縮水甘油醚型環氧的一種或幾種的混合物；

所述固化劑為丁二酸二酰肼、己二酸二酰肼或癸二酸二酰肼；

所述增韌劑為橡膠或核-殼微球增韌劑中的一種或兩種的混合物；

所述促進劑為有機脲、叔胺、有機磷促進劑。

在一種實施中，所述橡膠改性雙酚型環氧樹脂為端羧基丁腈橡膠改性環氧樹脂、端氨基丁腈橡膠改性環氧樹脂或端環氧基丁腈橡膠改性環氧樹脂。

在一種實施中，所述二縮水甘油醚型環氧為1,6-己二醇二縮水甘油醚、1,10-癸二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、丁基二縮水甘油醚、聚醚醇二縮水甘油醚。

在一種實施中，所述橡膠為丁腈橡膠、端羧基丁腈橡膠、端羥基丁腈橡膠、端環氧基丁腈橡膠、聚硫橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、聚氨酯、有機硅橡膠。

在一種實施中，所述核-殼微球增韌劑為聚甲基丙烯酸甲酯/丁二烯橡膠核-殼微球、聚甲基丙烯酸甲酯/丁苯橡膠核-殼微球、聚甲基丙烯酸甲酯/有機硅橡膠核-殼微球或聚甲基丙烯酸甲酯/聚氨酯核-殼微球。