一種低滷素單組分阻燃環氧膠粘劑的製作方法

2023-07-18 06:34:46

專利名稱：一種低滷素單組分阻燃環氧膠粘劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種低滷素單組分阻燃環氧膠粘劑，尤其是一種低滷素94-V0級阻燃單組分環氧膠粘劑，屬於環氧樹脂膠粘劑領域。
背景技術：
環氧樹脂的阻燃方法一般可分為填料型與結構型兩種。填料型阻燃通常是在環氧樹脂中加入各種不參與固化反應的阻燃添加劑，使之獲得阻燃性能，又稱為非反應型阻燃， 常用的填料型阻燃劑有滷化物、磷化物、水合氧化鋁、鋁酸鈣和多磷酸銨等；結構型阻燃是指在環氧樹脂中引入阻燃結構以達到阻燃目的，又稱為反應型阻燃，包括含阻燃結構的環氧樹脂、活性阻燃稀釋劑、阻燃性固化劑以及反應型阻燃劑等。阻燃環氧樹脂的單體通常是含滷素的單體，如在環氧樹脂縮聚反應中加入含滷素的雙酚A，然後與環氧氯丙烷進行反應，生成商代環氧樹脂；活性阻燃稀釋劑有二溴甲酚縮水甘油醚、二溴苯基縮水甘油醚等； 阻燃性固化劑，是固化劑具有阻燃性能，其固化環氧樹脂後因此具有阻燃性，阻燃性固化劑主要有二氯代順酐、六氯內次甲基四氫苯酐、四溴苯酐、四氯苯酐、含有胺基的磷酸及磷酸的醯胺等；反應型阻燃劑是把阻燃元素引入環氧樹脂的分子結構中，從而使其具有良好的阻燃性，常用的環氧樹脂反應型阻燃劑有三溴苯酚、四溴雙酚A及酸性磷酸酯類。環氧樹脂阻燃機理有氣相機理和凝聚相機理。氣相阻燃機理包括阻燃劑分解產生的自由基捕獲劑捕獲燃燒反應活性中間體，產生的惰性氣體m2、H20、C0等)，從而實現移熱隔氧的作用，起到抑制或減緩燃燒反應的作用。滷化物阻燃劑阻燃機理為氣相機理。含滷阻燃劑受熱分解產生滷離子，活潑的滷離子又通過反應生成HX，消耗氫根自由基，使燃燒連鎖反應受到抑制，燃燒速度減慢，以致使火焰熄滅。凝聚相阻燃機理指阻燃劑因相分解產生的新物質催化材料炭化，生成的固熔體覆蓋在燃燒物表面以隔氧，抑制材料熱解成可燃性氣體，而熄滅火焰。磷系阻燃劑阻燃機理是凝聚相機理。磷系阻燃劑在燃燒時，磷化合物先生成磷酸的非燃性液態膜，又進一步脫水生成偏磷酸，偏磷酸進而聚合成聚偏磷酸。在這個過程中，不僅磷酸生成的液態膜起覆蓋作用，而且聚偏磷酸是強酸和強脫水劑，可使高分子材料脫水炭化，隔絕空氣，從而使磷化物發揮阻燃作用。阻燃協同效應是幾種阻燃劑或阻燃方法配合使用，能產生具有更大的阻燃效果。環氧樹脂阻燃技術的發展趨勢以安全化為首要考慮。一些常用的阻燃劑，如滷系阻燃劑，由於發煙量大且釋放出來的煙霧、氣體中的有毒成分將腐蝕環境物體，使人窒息， 造成更多更大的二次災害。為了減輕阻燃劑的有害作用，無滷素環氧樹脂阻燃技術開發應用成為了當前的主要趨勢，但是低滷素環氧樹脂，要想達到高品質的阻燃效果，同時達到環氧樹脂的各項應用要求，是一個非常有挑戰性的課題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種低滷素單組分阻燃環氧膠粘劑。本發明解決上述技術問題的技術方案如下
—種低滷素單組分阻燃環氧膠粘劑，由以下重量百分比的各原料組成低滷素環氧樹脂25 50 %、活性稀釋劑1 15 %、填料30 60 %、阻燃劑5 10 %、偶聯劑0. 5 1%、交聯劑0 1%、增韌劑1 10%、潛伏性固化劑3 8%和潛伏性固化劑促進劑3 5%。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，所述低滷素環氧樹脂為至少兩個環氧基團的化合物，包括雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、多官能環氧基環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、鄰-甲酚醛型環氧樹脂和橡膠增韌型環氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。進一步，所述活性稀釋劑為雙官能度的環氧樹脂稀釋劑或多官能度的環氧樹脂稀釋劑，包括乙二醇二縮甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、1，2-環己二醇二縮水甘油醚和間苯二酚二縮水甘油醚中的一種或任意幾種的混合物。進一步，所述填料為球形氫氧化鋁(分子式為Al (OH)3)。進一步，所述阻燃劑為磷酸甲酯，焦磷酸三聚氰胺等。進一步，所述潛伏性固化劑為雙氰胺潛伏性固化劑。進一步，所述交聯劑為3，3，，4，4，- 二苯酮四酸二酐或偏苯三酐。進一步，所述增韌劑為端環氧基丁睛橡膠、端羧基丁睛橡膠、液體丁睛橡膠。進一步，所述偶聯劑為矽烷活性偶聯劑KH-560。進一步，所述固化促進劑為常州馬蹄蓮樹脂公司改性咪唑跟改性胺混合物M-10、 福清王牌精細化工有限公司改性咪唑Kingcure-390、日本味之素的改性咪唑PN系列。本發明的有益效果是在本發明中，所述環氧膠粘劑屬單組份膠，固化溫度適中， 操作方便，該環氧膠粘劑固化後，阻燃能力強且其阻燃性不依賴添加含滷素的材料。鋁的水合物在250°C以上受熱分解時能生成氧化鋁和水，稀釋了火焰區氣體濃度， 同時每摩爾Al (OH)3要吸收熱量1. ma，起到了冷卻作用。在各種鋁的水合物中Al (OH)3吸熱量最大，而且有利於形成炭化層，因而阻燃效果也最好。採用本發明的環氧膠粘劑，解決了對環氧膠的阻燃性能和低滷素含量的要求，並且固化後體系，粘接可靠性高，適用範圍廣泛。所述方法的具體步驟為稱取所述環氧膠粘劑重量百分比的各原料低滷素環氧樹脂、稀釋劑、填料、阻燃劑、偶聯劑、交聯劑、增韌劑、潛伏性固化劑和潛伏性固化劑促進劑，依次將上述原料加入攪拌機內，抽真空至真空度為-0. 08 -0. 05MPa,於500 1000轉 /分攪拌0. 5 2小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，密封包裝即可。
具體實施例方式以下對本發明的原理和特徵進行具體描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。實施例1按以下重量百分比準確稱取各原料，低滷素雙酚F型環氧樹脂15 %、低滷素酚醛型環氧樹脂15%、乙二醇二縮甘油醚10%、Al (OH)3 :44%、磷酸甲酯5%、KH-560 0. 5%、3，3』，4，4』 - 二苯酮四酸二酐0.5%,端環氧基丁睛橡膠5%,雙氰胺4%,潛伏性固化劑促進劑M-IO :1%，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機內，抽真空至真空度為-0. OSMPa,於500轉/分攪拌2小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到低滷素94-V0級阻燃單組分環氧膠粘劑，密封包裝即可。實施例2以下重量百分比準確稱取各原料，低滷素雙酚A型環氧樹脂10 %、低滷素酚醛型環氧樹脂15%、丁二醇二縮水甘油醚15%, Al (OH)3 :38%、磷酸甲酯:10%、KH_560 1%, 3，3』，4，4』 - 二苯酮四酸二酐1%、端環氧基丁睛橡膠1%、雙氰胺8%、潛伏性固化劑促進劑Kingcure-390 1 %，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機內，抽真空至真空度為-0. 07MPa,於800轉/分攪拌1. 5小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到低滷素94-V0 級阻燃單組分環氧膠粘劑，密封包裝即可。實施例3以下重量百分比準確稱取各原料，低滷素雙酚A型環氧樹脂15 %、低滷素雙酚F 型環氧樹脂10%、低滷素多官能環氧基環氧樹脂1%、1，2-環己二醇二縮水甘油醚1%、 Al(OH)3 :60%、磷酸甲酯5%、KH-560 :1%、端羧基丁睛橡膠1%、雙氰胺3%、潛伏性固化劑促進劑PN-H :3%，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機內，抽真空至真空度為-0. 05MPa,於500轉/分攪拌2小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到低滷素94-V0級阻燃單組分環氧膠粘劑，密封包裝即可。實施例4以下重量百分比準確稱取各原料，低滷素脂肪型環氧樹脂25%、低滷素酚醛型環氧樹脂25%、間苯二酚二縮水甘油醚1%、Al(OH)3 30%、焦磷酸三聚氰胺5%、KH-560 0.5%、偏苯三酐「^、液體丁睛橡膠^^^雙氰胺5%、固化劑促進劑PN-40 :4. 5%，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機內，抽真空至真空度為-0. 05MPa,於1000轉/分攪拌0. 5小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到低滷素94-V0級阻燃單組分環氧膠粘劑，密封包裝即可。實施例5以下重量百分比準確稱取各原料，低滷素鄰-甲酚醛型環氧樹脂15%、低滷素多官能環氧基環氧樹脂10%、間苯二酚二縮水甘油醚3%、A1 (OH)3 :38%、焦磷酸三聚氰胺 5%, KH-560 :1%、液體丁睛橡膠5%、3，3，，4，4，- 二苯酮四酸二酐10%、雙氰胺8%、固化劑促進劑PN-40 5 %，將上述各組分依次加入雙行星動力混合攪拌機內，抽真空至真空度為-0. 05MPa,於1000轉/分攪拌0. 5小時，攪拌均勻，自然晾置至室溫，得到低滷素94-V0 級阻燃單組分環氧膠粘劑，密封包裝即可。通過下面的試驗測試本發明的低滷素94-V0級阻燃單組分環氧膠粘劑性能。試驗實施例1阻燃性能測試阻燃性能測試依據GB/T 2408-1996測試實施方案是125*13*lmm模具中，加入環氧膠，在150°C固化60min後，依據GB/T 2408-1996方法對實施例1_5的樣品和現有的普通單組分環氧膠粘劑進行了阻燃性能的對比測試。從結果可以看出，5個實施例都能達到Imm厚度的94-V0阻燃標準，而普通環氧膠則沒有阻燃性能。具體數據見表1。
權利要求
1.一種低滷素單組分阻燃環氧膠粘劑，其特徵在於，由以下重量百分比的各原料組成 低滷素環氧樹脂25 50%、活性稀釋劑1 15%、填料30 60%、阻燃劑5 10%、偶聯劑 0. 5 1%、交聯劑0 1%、增韌劑1 10%、潛伏性固化劑3 8%和潛伏性固化劑促進劑3 5%。
2.根據權利要求1所述的環氧膠粘劑，其特徵在於，所述低滷素環氧樹脂為至少兩個環氧基團的化合物；所述活性稀釋劑為雙官能度的環氧樹脂稀釋劑或多官能度的環氧樹脂稀釋劑。
3.根據權利要求2所述的環氧膠粘劑，其特徵在於，所述低滷素環氧樹脂包括雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、多官能環氧基環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、鄰-甲酚醛型環氧樹脂和橡膠增韌型環氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。
4.根據權利要求2所述的環氧膠粘劑，其特徵在於，所述活性稀釋劑包括乙二醇二縮甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、1，2-環己二醇二縮水甘油醚和間苯二酚二縮水甘油醚中的一種或任意幾種的混合物。
5.根據權利要求1所述的環氧膠粘劑，其特徵在於，所述填料為氫氧化鋁。
6.根據權利要求5所述的環氧膠粘劑，其特徵在於，所述氫氧化鋁為球形。
7.根據權利要求1所述的環氧膠粘劑，其特徵在於，所述阻燃劑為磷酸甲酯、焦磷酸三聚氰胺；所述潛伏性固化劑為雙氰胺潛伏性固化劑；所述交聯劑為3，3』，4，4』_ 二苯酮四酸二酐或偏苯三酐；所述增韌劑為端環氧基丁睛橡膠、端羧基丁睛橡膠、液體丁睛橡膠；所述偶聯劑為矽烷活性偶聯劑KH-560。
8.根據權利要求1所述的環氧膠粘劑，其特徵在於，所述固化促進劑為常州馬蹄蓮樹脂公司改性咪唑跟改性胺混合物M-10、福清王牌精細化工有限公司改性咪唑 Kingcure-390、日本味之素的改性咪唑PN系列。
全文摘要
本發明涉及一種低滷素單組分阻燃環氧膠粘劑，所述環氧膠粘劑由以下重量百分比的各原料組成低滷素環氧樹脂25～50%、活性稀釋劑1～15%、填料30～60%、阻燃劑5～10%、偶聯劑0.5～1%、交聯劑0～1%、增韌劑1～10%、潛伏性固化劑3～8%和潛伏性固化劑促進劑3～5%。採用本發明的環氧膠粘劑，解決了對環氧膠的阻燃性能和低滷素含量的要求，並且固化後體系，粘接可靠性高，適用範圍廣泛。
文檔編號C09J163/04GK102181252SQ201110141958
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者王建斌, 解海華, 駱萬興 申請人:煙臺德邦科技有限公司