一種石材專用環氧樹脂粘合劑的製作方法

2023-06-20 15:05:21 2

本發明涉及粘合劑技術領域，尤其涉及一種石材專用環氧樹脂粘合劑。

背景技術：

目前，隨著社會的進步，人們對建築物的裝飾要求越來越高，各種天然石材以及各種製作精美的陶瓷飾面層出不窮。人們常用的石材如大理石、花崗巖、陶瓷飾面如瓷磚、釉面磚、馬賽克等等，而粘貼這些裝飾面料的粘合物主要是採用水泥砂漿，這是一種較傳統的方法，它不僅總成本造價較高，而且脫離嚴重，施工很不方便，特別是對頂板的粘貼更是十分困難，費工費時。

環氧樹脂由於其良好的力學性能、電學性能及耐化學腐蝕性能，在表面塗料、電子電器組分、複合材料、膠粘劑、地坪材料、模具鑄造等行業有大量應用。現有的環氧樹脂粘合劑固化物的力學性能不是很好，衝擊韌性欠佳，存在易開裂的現象。

技術實現要素：

基於背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其粘結力強，固化後強度高，衝擊韌性好，耐候性能優異。

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠20-35份、雙氰胺20-50份、固化促進劑2-5份、納米碳酸鈣3-10份、高嶺土2-10份、粉煤灰1-5份、納米二氧化矽5-12份。

優選地，其原料中還包括1-3.8重量份的矽烷偶聯劑KH-560。

優選地，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠28份、雙氰胺32份、固化促進劑3.2份、納米碳酸鈣7份、高嶺土8份、粉煤灰3份、納米二氧化矽10份、矽烷偶聯劑KH-560 2份。

優選地，所述固化促進劑按照以下工藝進行製備：將1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳和氫氧化鉀加入反應釜中，然後加入乙醇，通入氫氣去除反應釜中的空氣，加熱反應釜至90-100℃，並保持反應釜中氫氣壓力為3-3.8MPa，反應2.5-3.5h，反應結束後排出氫氣，過濾後旋轉蒸發，然後減壓蒸餾得到物料A；將物料A和氯化銅加入N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，攪拌均勻後轉移至水熱反應釜中，在90-110℃的條件下反應50-80h，反應結束後經過濾、洗滌、乾燥得到所述固化促進劑。

優選地，在固化促進劑的製備過程中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳、氫氧化鉀的重量比為70-85：10-20：2-5。

優選地，在固化促進劑的製備過程中，物料A、氯化銅的摩爾比為1：1.5-2。

優選地，在固化促進劑的製備過程中，N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲醯胺與水的體積比為1：1-2。

優選地，所述納米碳酸鈣為平均粒徑為30-80nm的納米碳酸鈣、平均粒徑為200-350nm的納米碳酸鈣按重量比為3-10：2-8的混合物。

優選地，所述納米二氧化矽為平均粒徑為50-100nm的納米二氧化矽、平均粒徑為150-280nm的納米二氧化矽按重量比為5-15：2-10的混合物。

本發明所述石材專用環氧樹脂粘合劑，其以環氧樹脂為主料，並配合加入了端氨基液體丁腈橡膠為增韌劑，在粘合劑固化的過程中，形成了「海島模型」的兩相結構，在兩相界面上形成化學鍵而起到增韌作用，顯著提高了粘合劑的衝擊韌性，提高了粘合劑的剝離強度，在不降低整體機械性能和熱性能的同時減少了粘合劑的固化收縮率；加入了雙氰胺為固化劑，並加入了一定量的固化促進劑，使所得粘合劑具有優異的穩定性，固化物具有良好的耐熱性和耐候性，在優選方式中，所述固化促進劑其首先以1-氰乙基-2-甲基咪唑為原料，以乙醇為溶劑，以雷尼鎳和氫氧化鉀作為催化體系，通過控制反應的條件，使1-氰乙基-2-甲基咪唑中的氰基發生了催化加氫反應，得到了含伯胺的物料A，之後以物料A為配體，以氯化銅為金屬鹽，進行了溶劑熱反應，得到了物料A的銅配合物，將其作為固化促進劑加入體系中，能調節雙氰胺固化劑的固化活性，使其在室溫下具有優異的儲存期，並有效降低了雙氰胺固化環氧樹脂的溫度，同時在很大程度上提高了固化物的粘結強度、衝擊韌性、耐候性和耐熱性能；將特定粒徑的納米碳酸鈣以及特定粒徑的納米二氧化矽加入體系中，在體系中分散均勻，與高嶺土、粉煤灰配合後具有協同作用，進一步提高了粘合劑的機械強度。

將本發明所述石材專用環氧樹脂粘合劑在100℃固化2h+125℃固化2h後進行性能檢測，其剪切強度≥28.2MPa，剝離強度為≥23.8KN/m，其耐衝擊強度≥28KJ/m2。

具體實施方式

下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。

實施例1

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠20份、雙氰胺50份、固化促進劑2份、納米碳酸鈣10份、高嶺土2份、粉煤灰5份、納米二氧化矽5份。

實施例2

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠35份、雙氰胺20份、固化促進劑5份、納米碳酸鈣3份、高嶺土10份、粉煤灰1份、納米二氧化矽12份。

實施例3

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠25份、雙氰胺38份、固化促進劑2.6份、納米碳酸鈣8份、高嶺土4份、粉煤灰4.1份、納米二氧化矽8份、矽烷偶聯劑KH-560 3.8份；

其中，所述固化促進劑按照以下工藝進行製備：將1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳和氫氧化鉀加入反應釜中，然後加入乙醇，通入氫氣去除反應釜中的空氣，加熱反應釜至100℃，並保持反應釜中氫氣壓力為3MPa，反應3.5h，反應結束後排出氫氣，過濾後旋轉蒸發，然後減壓蒸餾得到物料A；將物料A和氯化銅加入N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，攪拌均勻後轉移至水熱反應釜中，在90℃的條件下反應80h，反應結束後經過濾、洗滌、乾燥得到所述固化促進劑。

實施例4

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠32份、雙氰胺27份、固化促進劑3.3份、納米碳酸鈣6份、高嶺土8份、粉煤灰2.3份、納米二氧化矽10.3份、矽烷偶聯劑KH-560 1份；

其中，所述固化促進劑按照以下工藝進行製備：將1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳和氫氧化鉀加入反應釜中，然後加入乙醇，通入氫氣去除反應釜中的空氣，加熱反應釜至90℃，並保持反應釜中氫氣壓力為3.8MPa，反應2.5h，反應結束後排出氫氣，過濾後旋轉蒸發，然後減壓蒸餾得到物料A；將物料A和氯化銅加入N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，攪拌均勻後轉移至水熱反應釜中，在110℃的條件下反應50h，反應結束後經過濾、洗滌、乾燥得到所述固化促進劑。

實施例5

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠27份、雙氰胺29份、固化促進劑4.6份、納米碳酸鈣8份、高嶺土3份、粉煤灰2份、納米二氧化矽9份、矽烷偶聯劑KH-560 1.5份；

其中，所述固化促進劑按照以下工藝進行製備：將1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳和氫氧化鉀加入反應釜中，其中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳、氫氧化鉀的重量比為85：10：5，然後加入乙醇，通入氫氣去除反應釜中的空氣，加熱反應釜至92℃，並保持反應釜中氫氣壓力為3.6MPa，反應2.8h，反應結束後排出氫氣，過濾後旋轉蒸發，然後減壓蒸餾得到物料A；將物料A和氯化銅加入N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，其中，物料A、氯化銅的摩爾比為1：2，N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲醯胺與水的體積比為1：1，攪拌均勻後轉移至水熱反應釜中，在105℃的條件下反應60h，反應結束後經過濾、洗滌、乾燥得到所述固化促進劑；

所述納米碳酸鈣為平均粒徑為80nm的納米碳酸鈣、平均粒徑為200nm的納米碳酸鈣按重量比為3：8的混合物；

所述納米二氧化矽為平均粒徑為100nm的納米二氧化矽、平均粒徑為150nm的納米二氧化矽按重量比為15：2的混合物。

實施例6

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠33份、雙氰胺37份、固化促進劑3.8份、納米碳酸鈣7.2份、高嶺土5.6份、粉煤灰4份、納米二氧化矽7份、矽烷偶聯劑KH-560 3.2份；

其中，所述固化促進劑按照以下工藝進行製備：將1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳和氫氧化鉀加入反應釜中，其中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳、氫氧化鉀的重量比為70：20：2，然後加入乙醇，通入氫氣去除反應釜中的空氣，加熱反應釜至97℃，並保持反應釜中氫氣壓力為3.2MPa，反應3.2h，反應結束後排出氫氣，過濾後旋轉蒸發，然後減壓蒸餾得到物料A；將物料A和氯化銅加入N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，其中，物料A、氯化銅的摩爾比為1：1.5，N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲醯胺與水的體積比為1：2，攪拌均勻後轉移至水熱反應釜中，在94℃的條件下反應72h，反應結束後經過濾、洗滌、乾燥得到所述固化促進劑；

所述納米碳酸鈣為平均粒徑為30nm的納米碳酸鈣、平均粒徑為350nm的納米碳酸鈣按重量比為10：2的混合物；

所述納米二氧化矽為平均粒徑為50nm的納米二氧化矽、平均粒徑為280nm的納米二氧化矽按重量比為5：10的混合物。

實施例7

本發明提出的一種石材專用環氧樹脂粘合劑，其原料按重量份包括：環氧樹脂100份、端氨基液體丁腈橡膠28份、雙氰胺32份、固化促進劑3.2份、納米碳酸鈣7份、高嶺土8份、粉煤灰3份、納米二氧化矽10份、矽烷偶聯劑KH-560 2份；

其中，所述固化促進劑按照以下工藝進行製備：將1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳和氫氧化鉀加入反應釜中，其中，1-氰乙基-2-甲基咪唑、雷尼鎳、氫氧化鉀的重量比為80：18：2.3，然後加入乙醇，通入氫氣去除反應釜中的空氣，加熱反應釜至95℃，並保持反應釜中氫氣壓力為3.5MPa，反應3h，反應結束後排出氫氣，過濾後旋轉蒸發，然後減壓蒸餾得到物料A；將物料A和氯化銅加入N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，其中，物料A、氯化銅的摩爾比為1：1.7，N,N-二甲基甲醯胺和水的混合溶液中，N,N-二甲基甲醯胺與水的體積比為1：1.2，攪拌均勻後轉移至水熱反應釜中，在95℃的條件下反應65h，反應結束後經過濾、洗滌、乾燥得到所述固化促進劑；

所述納米碳酸鈣為平均粒徑為50nm的納米碳酸鈣、平均粒徑為300nm的納米碳酸鈣按重量比為7：4的混合物；

所述納米二氧化矽為平均粒徑為80nm的納米二氧化矽、平均粒徑為210nm的納米二氧化矽按重量比為11：4的混合物。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。