一種單組份環氧樹脂膠粘劑及其製備方法
2023-10-18 10:19:24
一種單組份環氧樹脂膠粘劑及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種單組份環氧樹脂膠粘劑及其製備方法，屬於膠粘劑領域。一種單組份環氧樹脂膠粘劑，由潛伏性固化劑和環氧樹脂組成，且潛伏性固化劑採用式或式的酮亞胺：其中R為、或，n為2～5，m為2～6，n、m均為整數。本發明的膠粘劑在乾燥條件下具有一定的貯存穩定性，對設備及工藝的依賴性小，能較好的適應大規模自動化生產。
【專利說明】一種單組份環氧樹脂膠粘劑及其製備方法【技術領域】
[0001]本發明屬於膠粘劑【技術領域】，具體涉及一種單組份環氧樹脂膠粘劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]環氧樹脂膠粘劑是一類由環氧樹脂主料、固化劑等配製而成的工程膠粘劑，具有粘接對象廣泛、固化後體系收縮率小、耐老化、耐化學介質性能好、固化內應力小、固化溫度可調節及良好的加工性能與施工工藝等優點，在各個方面廣為應用。醛酮樹脂是環己酮和甲醛在催化劑作用下合成的一種熱塑性樹脂。該樹脂具有優良的特性:中性、色淺、耐紫外線輻射、硬度高、耐候性和化學藥品性優良。如何將醛酮樹脂優良的特性引入到環氧樹脂膠粘劑中，使其可在潮溼及水下進行施工並使固化體系具有較好的力學性能，是工程實踐要面對的一個重要問題。
[0003]環氧樹脂/固化劑體系是以逐步聚合反應來實現固化的，因此其貯存適用期一般來講都比較短，這就限制了它在某些領域中進一步推廣應用。而潛伏性固化劑與環氧樹脂以配合的形式在一定溫度下長期貯存穩定，只有暴露於熱、光、溼氣中才容易發生固化反應，其原理主要是依靠固化劑的化學結構或者是採用某種技術手段把固化劑對環氧樹脂開環活化，組成單組分環氧樹脂膠粘劑，簡化了膠粘劑的使用方法，可擴大其應用範圍，同時在實際使用上有諸多優點，是研究與開發的重點。
[0004] 目前經常使用的潛伏性固化劑類型有雙氰胺、有機醯肼、微膠囊和酮亞胺。由於雙氰胺類固化劑在室溫下為固體，不溶於環氧樹脂，一旦加熱到熔點附近時，就溶解並開始急速反應。通常為了降低雙氰胺的固化溫度、提高其固化速度，常將各種促進劑與其配合使用。陶永忠以此合成出雙氰胺型潛伏性固化劑，並以脲類衍生物和胍類衍生物作為促進劑，該固化劑具有固化溫度低、固化時間短、貯存穩定性好、力學性能優異等優點。雙氰胺與環氧樹脂相容性不好，雙氰胺與各種芳香胺反應，可以製備雙胍化合物，雙胍化合物與環氧樹脂完全相容，固化溫度低於雙氰胺，儲存穩定性也低於雙氰胺，雷家珩等結合雙胍化合物的優點相繼合成出在加熱、光照條件下能迅速固化的二苯基雙胍和對乙醯基苯基雙胍潛伏性固化劑，用該固化劑製成的單組分環氧樹脂膠粘劑除在室溫下具有較好的貯存穩定性，且具有較低的固化溫度(70~140°C)，以及優異的貯存和力學性能。日本人開發的C2tl直鏈二元酸二醯肼的熔點為130~135°C，也是一種需要加熱到熔點才能引發固化的潛伏性固化劑，固化物耐熱衝擊，具可撓性，剝離強度高，和促進劑並用得到的單組分組成物，用作膠黏劑、封裝劑。將在室溫下活性的固化劑的細微的油滴狀被薄膜包裹起來，稱之為微膠囊化。其潛伏性在於微膠囊化固化劑在加熱或受壓力條件下，膠囊被破壞，釋放出來的固化劑可與環氧樹脂反應。方徵平等合成出的微膠囊潛伏性固化劑是以丙烯酸酯類聚合物為殼材料，以環氧樹脂固化劑2-苯基咪唑(2PZ)為囊芯材料，通過溶劑揮發法製備微膠囊潛伏型環氧樹脂固化劑。2-苯基咪唑(2PZ)被包埋在丙烯酸酯類聚合物的容器裡，常溫不容易釋放，方便儲存和運輸；使用時只需加熱到特定溫度即可達到快速固化的目的。由於固化劑分子結構的特殊性，酮亞胺是一類只有在高溼或水存在的條件下才能引發固化環氧樹脂的潛伏性固化劑。周芳禮利用甲基異丁基酮與二苯甲胺合成出酮亞胺型潛伏型固化劑，該固化劑常溫下可以與環氧樹脂組成單組分膠粘劑，在潮溼環境中，酮亞胺吸水分解成胺和酮，胺可引發環氧樹脂的固化，從而達到膠粘劑的效果。但以二亞乙基三胺等與酮反應製備的酮亞胺，因其分子結構裡含有仲胺基(-NH-)，它會給單組分膠粘劑的儲存穩定性帶來不利，且影響固化物表面的光澤性，因此通常選取伯胺化合物合成酮亞胺。
[0005]通常雙氰胺類、有機醯肼類潛伏型固化劑配製的單組分環氧樹脂膠粘劑雖然具有較優異的貯存性能，但固化溫度較高，許多器件及材料難以承受這樣的高溫，以致限制了其使用範圍；對於微膠囊類潛伏型固化劑，膠囊的破壞難易成為其活性及穩定性的一個重要因素。當膠囊膜弱時，在配製組成物或運輸過程就比較容易破壞；膜強韌時，需要附加一個膜破壞必需的溫度和壓力，因此在實用過程中還存在一些問題。但酮亞胺類潛伏性固化劑配製的單組分環氧樹脂膠粘劑在常溫即可固化，而且固化速度不太快，適用期不像其他潛伏性固化劑那樣長，加入水或叔胺做促進劑，則可加快固化速度，但固化體系中殘存的酮類化合物會對固化體系各方面的力學性能產生影響。
[0006]所以，研製出在室溫或低溫乾燥條件下具有貯存穩定性，在潮溼環境下又具有固化反應特徵，並在固化後可顯著改善固化體系的力學性能的潛伏性環氧樹脂膠粘劑，對實際生產來講是十分必要的。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種單組份環氧樹脂膠粘劑及其製備方法。
[0008]基於上述目的，本發明採取了如下技術方案:
一種單組份環氧樹脂膠粘劑，由潛伏性固化劑和環氧樹脂組成，且潛伏性固化用式iI)或式(id的酮亞胺:
【權利要求】
1.一種單組份環氧樹脂膠粘劑，其特徵在於，由潛伏性固化劑和環氧樹脂組成，且潛伏
性固化劑採用式α)或式(II)的酮亞胺:
2.根據權利要求1所述的單組份環氧樹脂膠粘劑，其特徵在於，所述的環氧樹脂為環氧值在0.09~0.54的雙酚A型環氧樹脂。
3.根據權利要求2所述的單組份環氧樹脂膠粘劑，其特徵在於，所述的雙酚A型環氧樹脂為E-51環氧樹脂、E-44環氧樹脂、E-42環氧樹脂、E-20環氧樹脂或E-12環氧樹脂。
4.根據權利要求1一3任一所述的單組份環氧樹脂膠粘劑的製備方法，其特徵在於，步驟如下:將環氧樹脂與酮亞胺混合，在10~80°C攪拌10 — 30min，使其混勻即可。
5.根據權利要求4所述的單組份環氧樹脂膠粘劑的製備方法，其特徵在於，每100g環氧樹脂中酮亞胺的添加量為75~326g。
【文檔編號】C08G59/40GK103911108SQ201410110319
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】張延武, 姜俊青, 楊國, 張曉磊 申請人:鄭州大學