一种抗冲击环氧结构胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双组分、室温固化的抗冲击环氧结构胶粘剂组成及其制备方法，其特点是由以下重量配比的环氧树脂组份和固化剂组分制成，二者的重量比为：１００∶４５～５５；其制备工艺步骤包括：润湿分散剂预处理纳米橡胶粒子、纳米橡胶粒子改性双酚Ａ（或双酚Ｆ）环氧树脂、Ａ组份制备、Ｂ组份制备及胶粘剂的使用；本发明专利技术的结构胶，具有更高的抗冲击、抗振动、耐老化性能，热稳定性好，用于铝合金车体的金属型材粘接，效果良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于胶粘剂
，具体地讲是一种具有抗冲击、抗压縮、耐老化、热稳定性好的双组分环氧树脂结构胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂胶粘剂具有优良的粘接性能，热稳定性、耐腐蚀性好，机械强度高。但是 一般的环氧胶固化物较脆，抗冲击性能较低，耐老化性能较差。通常采用丙烯酸、聚氨酯和 端羧基液体丁腈橡胶等改性环氧树脂，可以较好的改善环氧树脂固化物的韧性。但这些增 韧改性办法要么因引入热塑性链段致使固化物玻璃化转化温度下降；要么因固化时形成两 相结构(即"海岛结构")的相分离不彻底致使模量和玻璃化转化温度下降；难以实现既改 善固化物韧性、提高抗冲击性能又保持环氧树脂固有热稳定性和机械性能的目的。通常采 用下述方法改善环氧树脂胶粘剂的性能。 采用核壳结构的丙烯酸橡胶微球用于环氧树脂的抗冲击改性有较好效果，但制品 大多为200um以上级，增韧作用较差，且存在与环氧树脂相容性不好，橡胶粒子易析出、热 稳定性差等问题。 采用梯度交联的纳米级全硫化羧基丁腈橡胶粒子改性环氧树脂，有很好的增韧、 抗冲击效果，且与环氧树脂相容性好，热稳定性高；但纳米橡胶粒子具有较大的比表面积， 常规方法难以将团聚态粉末的纳米橡胶粒子在环氧树脂中均匀分散成一次粒子状态，加入 树脂体系后致使粘度大幅提高，产生经时凝聚，起不到良好增韧效果。 环氧树脂胶粘剂通常还采用添加矿物或氧化物微粉填料来增强胶粘剂的抗冲击、 抗压縮性能。但添充量有限，且抗冲抗压性能并不因添充量的增大而增强，反而易造成粘度 大、施工性能差、易粉化等诸多弊端。 另外，现有的环氧结构胶用于粘接铝合金车体的金属型材，难以适应车辆长期运 行的高速、振动、冷热交变下的冲击和老化。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种抗冲击、抗压縮、耐老化、热 稳定性好的双组分环氧树脂结构胶粘剂。 本专利技术的另一 目的是提供一种抗冲击环氧结构胶的制备方法。 本专利技术主要解决现有的环氧树脂固化物韧性差、抗冲击抗压縮强度低、耐老化性 能不良等问题。 为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的一种抗冲击环氧结构胶，其特殊之处在 于它是由以下重量配比的环氧树脂组份(以下简称A组分)和固化剂组分(以下简称B 组分)制成 A组分双酚F环氧树脂20-35份、双酚A环氧树脂30_50份、润湿分散剂0. 2-0. 5份、纳米橡胶粒子6-10份、环氧树脂活性稀释剂4-8份、偶联剂0. 5-1. 0份、抗4氧剂0. 3-0. 5份、填料粉6-10份、玻璃微珠6-10份、悬浮触变剂3. 5_4. 5份； B组分聚醚胺30-50份、聚酰胺20_40份、脂肪胺4_8份、固化促进剂1_3份、丙烯酸酯橡胶抗冲剂6-10份、填料粉6. 5-12份、悬浮触变剂4. 5_5份； 环氧树脂组份与固化剂组分的重量比为100 : 45 55。 所述的双酚F环氧树脂是一种环氧值为0. 56-0. 63的低粘度双酚F环氧树脂，如 BFE170。所述的双酚A环氧树脂是指环氧值为0. 44-0. 53的其中一种，如E_51， E-44等。 所述的纳米橡胶粒子为北京化工研究院制造的工业品，其特征是呈松散态、无隔 离剂的50-100nm级全硫化羧基丁腈橡胶粉末。 所述的玻璃微珠，是指100和200um尺度的硅酸盐实心玻璃微珠中的一种或两种 混合。 所述的环氧树脂活性稀释剂，可以是丁基縮水甘油醚(BGE)等单官能度环氧稀释 剂；也可以是1，6-己二醇二縮水甘油醚等双官能度环氧稀释剂。 所述的润湿分散剂，其特征是含有高分子量嵌段共聚物的润湿分散剂，如 BYK-P104S、BYK-161等。 所述的偶联剂，其特征是含有环氧基官能团的硅烷偶联剂，如Y-縮水甘油醚氧 丙基三甲氧基硅烷(KH560)或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)。 所述的抗氧剂是指抗热氧化效果较好的受阻酚类2，6-三叔丁基-4_甲基苯酚 (抗氧剂264)或四季戊四醇酯中的一 种(抗氧剂1010)。 所述的聚醚胺，可以是二或三个官能度、活泼氢当量为60或81g/Eq的聚醚胺，如 D-230、T-403。 所述的聚酰胺可以是胺值为200或400的一种低分子聚酰胺，如650、651等。 所述的脂肪胺是三乙烯四胺或其改性胺。 所述的固化促进剂为叔胺类促进剂，如2，4，6-三(二甲基氨甲基)苯酚(K-54)。 所述的丙烯酸酯橡胶抗冲剂(ACR)是具有核壳结构，其壳为甲基丙烯酸酯类共聚 物，其核为轻度交联的丙烯酸酯类共聚物的弹性球体，具有400nm尺度。与聚醚胺、聚酰胺 相容性良好，可均匀分散在环氧树脂固化体系中。 所述的填料粉，可以是2000-3000目硅微粉，也可以是3000-5000目轻质碳酸钙，或者是500-1250目煅烧a _AL203粉，或者是0. 5mm短切玻璃纤维粉，或者它们的混合物。其共同特征是经偶联剂进行表面活性处理，在树脂和固化组分中有良好相容性并分散均匀。 所述的悬浮触变剂，是指有机膨润土与气相法Si02 二者复合使用。 本专利技术的一种抗冲击环氧结构胶的制备方法，其特殊之处在于它包括如下工艺步骤 a预处理一高速乳化法制备纳米橡胶粒子改性双酚A (双酚F)环氧树脂 润湿分散剂预处理纳米橡胶粒子 将盛有环氧树脂活性稀释剂和双酚A(或双酚F)环氧树脂的玻璃烧杯置于调速搅 拌机下，加入润湿分散剂，搅拌10分钟；将纳米橡胶粒子边搅拌边缓慢加入到烧杯中，搅拌 1小时，静置24小时，制得预处理纳米橡胶粒子，备用； 纳米橡胶粒子改性环氧树脂 将双酚A(或双酚F)环氧树脂置于带有高速乳化器的双行星动力混合釜，加热树 脂至9(TC，乳化器调速至10000转/分钟，称取一定量的上述预处理纳米橡胶粒子，边分散 乳化边少量多次加入到混合釜中，保温12(TC，高速乳化2小时，得纳米橡胶粒子改性环氧 树脂，待用； b A组份制备 将双酚F(或双酚A)环氧树脂、环氧活性稀释剂置于上述a步骤的双行星动力混 合釜中，加热至9(TC并保温，搅拌分散30分钟；加入玻璃微珠、填料粉，高速搅拌分散30分 钟；降温至4(TC，加入偶联剂、抗氧剂、悬浮触变剂，高速搅拌分散20分钟；抽真空并低速搅 拌30分钟，出料。 c B组份制备 将聚醚胺、聚酰胺、脂肪胺、固化促进剂和悬浮触变剂置于双行星动力混合釜，混 合搅拌1小时；加入丙烯酸酯橡胶抗冲剂、填料粉和悬浮触变剂，混合搅拌1小时，抽真空并 低速搅拌30分钟，出料。 d胶粘剂的使用将上述A、B组分按100 : 45 55的比例称取，以铲子混合均匀， 置于待粘接面，抹平、压合、固定。 本专利技术抗冲击环氧结构胶及其制备方法与已有技术相比具有突出的实质性特点 和显著进步1、纳米羧基丁腈橡胶粒子与环氧树脂相容性好，粒子具有梯级交联的核_壳 结构，尺度达到了 50-100nm级，用于环氧胶粘剂的改性具有良好的增韧和抗冲击效果，并 且保持固化物的热稳定性不下降；2、采用预处理——高速乳化法将纳米橡胶粒子均匀分散 在环氧树脂中；采用润湿分散剂润湿橡胶粒子表面，降低粒子表面张力以及粒子与树脂界 面接触角；采用高速乳化方式分散团聚态粒子，使纳米橡胶粒子分散均匀并保持稳定状态； 制备的纳米橡胶粒子改性环氧树脂，粘度增加少，橡胶粒子含量大。3、以增韧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗冲击环氧结构胶，其特征在于它是由以下重量配比的环氧树脂组份（即Ａ组分）和固化剂组分（即Ｂ组分）制成：　　Ａ组分：双酚Ｆ环氧树脂：２０－３５份、双酚Ａ环氧树脂：３０－５０份、润湿分散剂：０．２－０．５份、纳米橡胶粒子：６－１０份、环氧树脂活性稀释剂：４－８份、偶联剂：０．５－１．０份、抗氧剂：０．３－０．５份、填料粉：６－１０份、玻璃微珠：６－１０份、悬浮触变剂：３．５－４．５份；　　Ｂ组分：聚醚胺：３０－５０份、聚酰胺：２０－４０份、脂肪胺：４－８份、固化促进剂：１－３份、丙烯酸酯橡胶抗冲剂：６－１０份、填料粉：６．５－１２份、悬浮触变剂：４．５－５份；　　环氧树脂组份与固化剂组分的重量比为：１００∶４５～５５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铁钢，王建斌，解海华，
申请(专利权)人：烟台德邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]