一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法
2023-05-10 01:56:56 1
一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法
【專利摘要】本發明公開一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，操作簡單方便，適合快速規模化生產。該膠粘劑為雙組分常溫固化，由A和B二組分組成，使用時按質量比1:1混合。其中A組分包括通用環氧樹脂、環氧稀釋劑、氣相白炭黑、表面經偶聯劑修飾的矽微粉和納米碳酸鈣；B組分包括改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑、聚硫醇、表面經偶聯劑修飾的矽微粉和納米碳酸鈣。
【專利說明】一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法。
【背景技術】
[0002]近幾年石材幕牆在我國的建築幕牆領域呈現快速發展趨勢。作為幕牆結構中起重要粘接作用的幹掛膠在石材幕牆施工中大量應用。除了對粘接強度有要求，現場施工還要求幹掛膠產品現場配比方便(最好是A:B=1:1)、固化速度適合，安全環保、固化產物具備一定的韌性。這類產品在低溫條件下應用(室外環境低於10°C)時，由於含環氧樹脂的A組分隨著環境溫度降低而發生物理增稠，妨礙正常使用。為克服這一問題膠粘劑生產商一般會加入大量單官能度的活性稀釋劑。此舉雖然改善了產品粘稠度但也會造成膠的粘接強度下降(不鏽鋼/不鏽鋼面拉剪強度低於15MPa)。因此在保證產品低溫條件下可正常施工的前提下，如何提高膠的粘接強度是一項重要的研究內容。
【發明內容】
[0003]本發明的針對現有技術的不足，提供一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法。
[0004]首先是在A組分中引入了雙官能度的環氧活性稀釋劑。環氧活性稀釋劑除了能有效降低A組分的粘稠度，在固化反應中還跟含活潑氫的固化劑和基體環氧樹脂發生開環和閉環反應。只含一個環氧基團的單官能度環氧稀釋劑在固化反應中起鏈終止的作用，而含有兩個環氧基團的雙官能 度環氧稀釋劑由於有兩個活性位點，相比單官能度環氧稀釋劑，跟環氧基團的反應速度更快，更容易形成鏈交聯、鏈延伸。微觀上則在固化產物內部的大分子鏈段間建立起柔韌鏈橋。抵消一部分因稀釋劑的加入導致固化產物韌性降低的負面影響。
[0005]其次，在B組分中引入了含巰基基團的多支鏈O 3)的聚硫醇。其分子結構中的多個巰基(-SH)活潑氫，可作為親核基團進攻環氧基團，發生開環反應。硫醇還具有低溫固化特性，因此在固化反應中對主固化劑起到協同促進作用，提高固化速度同時，改善粘接強度。
[0006]再次，B組分的填料採用400~600目表面經矽烷偶聯劑KH590修飾的矽微粉。KH590的端基為巰基(-SH)，巰基基團的活潑氫比傳統的KH550的氨基活潑氫反應活性更高，因此更易於跟環氧樹脂基體反應，另外KH590還跟B組分中的助劑聚硫醇能實現很好相容。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，包括以下步驟:
一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，包括以下步驟:
(I)在行星攪拌機中加入環氧樹脂、環氧稀釋劑、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入納米碳酸鈣和表面用矽烷偶聯劑KH560修飾的活性矽微粉繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時後，出料包裝得A組分；其中:環氧樹月旨、環氧稀釋劑、氣相白炭黑、納米碳酸鈣、活性矽微粉的重量份數依次為28份、2~3份、(Tl份、5~9份、60~64份；
(2)在行星攪拌機中加入改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、聚硫醇、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入納米碳酸鈣和表面用矽烷偶聯劑KH590修飾的活性矽微粉固化劑繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時後，出料包裝得B組分；其中，改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、聚硫醇、氣相白炭黑、納米碳酸鈣、活性矽微粉的重量份數依次為26~28份、2份、2份、1份、7~11份、58飛O份；
(3 )使用時，將步驟(1)得到的A組分和步驟(2 )得到的B組分按質量比1:1混合均勻，常溫使用。
[0008]進一步地，所述環氧稀釋劑選自聚丙二醇二縮水甘油醚和新戊二醇二縮水甘油醚中的一種或兩種。
[0009]進一步地，聚硫醇分子結構中含3個或3個以上帶支鏈的巰基基團。
[0010]進一步地，所述活性矽微粉粒徑大小為400目~600目。
[0011]進一步地，所述改性脂肪胺固化劑活潑氫當量為180-220，胺值為190-220。
[0012]該發明的有益效果是:本發明不涉及複雜的基體樹脂的化學改性，生產工藝簡單，成本低廉，對大部分改性脂肪胺的環氧固化體系在必須添加稀釋劑的情況下，都能實現粘接強度的明顯提升。標準條件(溫度23±2°C，相對溼度50±5%為)下，按本發明方法製備的環氧膠粘劑，相比傳統方法製備的環氧膠粘劑固化產物的粘接強度從14~15 MPa提高到18^2IMPa 以上。
【具體實施方式】
[0013] 本發明公開一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，包括以下步驟:
(1)在行星攪拌機中加入環氧樹脂、環氧稀釋劑、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入納米碳酸鈣和表面用矽烷偶聯劑KH560修飾的活性矽微粉繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時後，出料包裝得A組分；其中:環氧樹月旨、環氧稀釋劑、氣相白炭黑、納米碳酸鈣、活性矽微粉的重量份數依次為28份、2~3份、(Tl份、5~9份、60~64份；
(2)在行星攪拌機中加入改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、聚硫醇、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入納米碳酸鈣和表面用矽烷偶聯劑KH590修飾的活性矽微粉固化劑繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時後，出料包裝得B組分；其中，改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、聚硫醇、氣相白炭黑、納米碳酸鈣、活性矽微粉的重量份數依次為26~28份、2份、2份、1份、7~11份、58飛O份；
(3)使用時，將步驟(1)得到的A組分和步驟(2)得到的B組分按質量比1:1混合均勻，常溫使用。
[0014]所述環氧稀釋劑選自聚丙二醇二縮水甘油醚和新戊二醇二縮水甘油醚中的一種或兩種。
[0015]聚硫醇分子結構中含3個或3個以上帶支鏈的巰基基團。
[0016]所述活性矽微粉粒徑大小為400目~600目。
[0017]下面結合實施例對本發明作進一步說明。[0018]參比實施例
A組分的成分及製備方法如下:
A組分含有:環氧樹脂E51 28份、環氧稀釋劑XY748 2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣9份、KH560修飾的活性矽微粉60份，以上組分按質量計。
[0019]A組分製備方法:在行星攪拌機中加入環氧樹脂、環氧稀釋劑、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入複合填料(矽微粉和碳酸鈣)繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵(-0.08MPa)，攪拌I小時後，出料包裝得A組分。
[0020]B組分的成分及製備方法如下:
B組分含有:改性脂肪胺固化劑28份(改性脂肪胺固化劑活潑氫當量為180，胺值為190)、固化促進劑2份、氣相白炭黑2份、納米碳酸鈣8份、KH550修飾的活性矽微粉60份，以上組分按質量計。
[0021]B組分製備方法:在行星攪拌機中加入固化劑、固化促進劑、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入複合填料(矽微粉和納米碳酸鈣)繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵(-0.08MPa)，攪拌I小時後，出料包裝得B組分。 [0022]實施例1
A組分的成分及製備方法如下:
A組分含有:環氧樹脂E51 28份、聚丙二醇二縮水甘油醚2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣9份、KH560修飾的活性矽微粉60份，以上組分按質量計。
[0023]A組分製備方法:在行星攪拌機中加入環氧樹脂(改性脂肪胺固化劑活潑氫當量為180，胺值為190)、環氧稀釋劑、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入複合填料(矽微粉和碳酸鈣)繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵(-0.08MPa)，攪拌I小時後，出料包裝得A組分。
[0024]B組分的成分及製備方法如下:
B組分含有:改性脂肪胺固化劑28份、固化促進劑2份、聚硫醇Gl 2份、氣相白炭黑I份、納米碳酸鈣7份、KH590修飾的活性矽微粉60份，以上組分按質量計。
[0025]B組分製備方法:在行星攪拌機中加入固化劑、固化促進劑、聚硫醇、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入複合填料(矽微粉和納米碳酸鈣)繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵(-0.08MPa)，攪拌I小時後，出料包裝得B組分。
[0026]實施例2
A組分含有:環氧樹脂E51 28份、聚丙二醇二縮水甘油醚3份、納米碳酸鈣5份、KH560修飾的活性矽微粉64份，以上組分按質量計。
[0027]A組分製備方法:同實施例1中A組分製備方法。
[0028]B組分含有:改性脂肪胺固化劑26份(改性脂肪胺固化劑活潑氫當量為220，胺值為220)、固化促進劑2份、聚硫醇Gl 2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣9份、KH590修飾的活性矽微粉60份，以上組分按質量計。
[0029]B組分製備方法:同實施例1中B組分製備方法。
[0030]實施例3
A組分含有:環氧樹脂E51 28份、新戊二醇二縮水甘油醚2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣9份、KH560修飾的活性矽微粉60份，以上組分按質量計。[0031]A組分製備方法:同實施例1中關於A組分的成分及製備方法。
[0032]B組分含有:改性脂肪胺固化劑28份(改性脂肪胺固化劑活潑氫當量為200，胺值為220)、固化促進劑2份、聚硫醇G21 2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣9份、KH590修飾的活性矽微粉58份，以上組分按質量計。
[0033]B組分製備方法:同實施例1中關於B組分的成分及製備方法。
[0034]實施例4
A組分含有:環氧樹脂E51 28份、聚丙二醇二縮水甘油醚1份、新戊二醇二縮水甘油醚2份、納米碳酸鈣5份、KH560修飾的活性矽微粉64份，以上組分按質量計。
[0035]A組分製備方法:同實施例1中A組分製備方法。
[0036]B組分含有:改性脂肪胺固化劑26份(改性脂肪胺固化劑活潑氫當量為220，胺值為190)、固化促進劑2份、聚硫醇G21 2份、氣相白炭黑1份、納米碳酸鈣11份、KH590修飾的活性矽微粉58份，以上組分按質量計。
[0037]B組分製備方法:同實施例1中關於B組分的成分及製備方法。
[0038]實施例0-4製備的環氧膠粘劑，在標準條件(溫度23 土 2°C，相對溼度50 土 5%為)下製備不鏽鋼-不鏽鋼拉剪試件(5組，每組5個)，標準條件養護48h後測試拉伸剪切強度。具體結果如下:_
【權利要求】
1.一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)在行星攪拌機中加入環氧樹脂、環氧稀釋劑、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入納米碳酸鈣和表面用矽烷偶聯劑KH560修飾的活性矽微粉繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時後，出料包裝得A組分；其中:環氧樹月旨、環氧稀釋劑、氣相白炭黑、納米碳酸鈣、活性矽微粉的重量份數依次為28份、2~3份、(Tl份、5~9份、60~64份； (2)在行星攪拌機中加入改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、聚硫醇、氣相白炭黑後攪拌5-10分鐘後，加入納米碳酸鈣和表面用矽烷偶聯劑KH590修飾的活性矽微粉固化劑繼續攪拌20-40分鐘，鏟邊後閉合缸蓋打開真空泵，抽真空至-0.08MPa，攪拌I小時後，出料包裝得B組分；其中，改性脂肪胺固化劑、固化促進劑、聚硫醇、氣相白炭黑、納米碳酸鈣、活性矽微粉的重量份數依次為26~28份、2份、2份、1份、7~11份、58飛O份； (3 )使用時，將步驟(1)得到的A組分和步驟(2 )得到的B組分按質量比1:1混合均勻，常溫使用。
2.根據權利要求1所述的一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，其特徵在於，所述環氧稀釋劑選自聚丙二醇二縮水甘油醚和新戊二醇二縮水甘油醚中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，其特徵在於，聚硫醇分子結構中含3個或3個以上帶支鏈的巰基基團。
4.根據權利要求1所述的一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，其特徵在於，所述活性矽微粉粒徑大小為400目飛00目。
5.根據權利要求1所述的一種提高石材幹掛用環氧膠粘劑粘接強度的方法，其特徵在於，所述改性脂肪胺固化劑活潑氫當量為180-220，胺值為190-220。
【文檔編號】C09J11/04GK104017527SQ201410244042
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】何永富, 桑廣藝, 夏佳斌, 劉明 申請人:杭州之江有機矽化工有限公司