[發明專利]一種降低膠黏劑揮發份的固化劑

有效

• 申請號: 202111096446.5
• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN113717339B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 童剛生;吳剛;朱新遠;任寧;范鈞琨;孫佩;張崇印;李茂
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08G14/073
• 分類號: C08G14/073;C08G14/12;C08G59/62;C09J163/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明涉及一種降低膠黏劑揮發份的固化劑。本發明通過超支化聚酰胺胺的設計與合成，并將其與有機胺、腰果酚、醛類單體通過Mannich反應制備出低粘的改性固化劑與液體環氧樹脂復配得到一種高拉剪強度低揮發份的膠黏劑。本發明通過制備支化度分布在0.1?0.4、分子量分布為600?3000的超支化聚酰胺胺，利用化學改性的方式引入到胺類固化劑中，制備出低粘度的超支化聚合物改性固化劑，進而與液體環氧樹脂復配得到一種高拉剪強度、低揮發份的膠黏劑。該膠粘劑與鋁片的拉剪強度為18.7MPa，且在150℃、2h的揮發物僅為0.42％。此外，熱失重說明該膠黏劑還具有一定的耐溫性能。

技術領域

本發明屬于膠黏劑領域，具體涉及一種降低膠黏劑揮發份的固化劑，尤其涉及一種高拉剪強度低揮發份膠黏劑的制備方法。

背景技術

膠黏劑是一類通過界面黏附和內聚等方式把兩種或多種材料連在一起的物質。膠黏劑生產生活中有很多的實用性，如常見的502膠、密封膠等。自1950年開始，電子封裝、航空航天等行業對膠黏劑使用量不斷提升并且使用要求也不斷提高，因此推動著膠黏劑不斷的發展，很多缺陷也不斷改進。膠黏劑的使用范圍也逐漸在農業、航空航天、生產制造業、交通運輸、機械電子等領域逐漸擴大，在人們的生活中提供了諸多便利，對國民經濟的發展起到了明顯的推動作用。

環氧樹脂結構中所含的活性基團(如環氧基、羥基、醚基等)會對不同基材如金屬、非金屬、木材等材料都具有較好的粘結性，并且具有良好的機械性能、耐酸堿性以及固化收縮率低等特性，因此環氧膠黏劑在很多領域有著非常廣泛的應用。盡管環氧樹脂膠黏劑有很多的優點和性能，但是隨著使用環境(溫度、濕度等)、場合、領域的變化，很多現有的環氧固化劑不能滿足目前的使用要求，比如目前市面上的固化劑基本上都具有較高粘度，使用不便造成攪拌困難，不易混合均勻，會造成氣泡不易逸出等問題影響使用。因使用環境的特殊性，如溫度和濕度發生變化，會造成附著力下降和揮發份增加。因此，還要求膠黏劑具有較高的拉剪強度和較低的揮發份。

超支化聚合物是一類高度支化的三維大分子，其支化點多、分子鏈不易纏結、黏度不隨著分子量的增加而改變，且具有豐富的末端官能團，很大程度決定了分子鏈的柔軟度和可反應性，其自身的支化結構會對其功能、粘度等性質產生極大的影響，并會進一步影響體系的力學性能和流變性能。

基于以上原因，可設計一種含超支化聚合物的低粘度固化劑與環氧樹脂搭配使用進一步提升拉剪強度和降低揮發份。

發明內容

本發明的目的是針對膠黏劑拉剪強度低、揮發份高問題，提供一種降低膠黏劑揮發份的固化劑。

本發明的目的可以通過以下方案來實現：

一方面，本發明涉及一種降低膠黏劑揮發份的固化劑，所述固化劑通過以下步驟制得：

S1：超支化聚酰胺胺的制備：雙丙烯酸酯和溶劑混合得到混合溶液，再將帶有一個伯胺和一個仲胺的前體滴加到上述混合溶液中，升溫反應得到超支化聚酰胺胺；

S2：低粘度胺類固化劑的制備：將醛類單體、有機胺、與步驟S1制得的超支化聚酰胺胺混合,升溫攪拌反應；滴定酚類單體，恒溫持續反應，冷卻至室溫，除水，即為超支化聚酰胺胺改性的胺類固化劑。

作為本發明的一個實施方案，步驟S1中所述雙丙烯酸酯包括亞甲基雙丙烯酰胺、二乙二醇雙丙烯酸酯、三聚(1,3-丙二醇)雙丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、N,N，-雙(丙烯酰)胱胺中的一種。

作為本發明的一個實施方案，帶有一個伯胺和一個仲胺的前體包括：1-(2-氨乙基)哌嗪、N-甲基甲二胺、N-甲基乙二胺、N-甲基-1,4-丁二胺、N-己基乙二胺、N-甲基-1,3-丙二胺中的一種。

作為本發明的一個實施方案，雙丙烯酸酯、溶劑和前體的重量份數比為20-35：100-300：15-30。