一種建築用雙組分環氧樹脂結構膠的製作方法

2023-04-30 08:21:51

專利名稱：一種建築用雙組分環氧樹脂結構膠的製作方法
技術領域：
本發明屬於粘接劑製備領域，更具體地，涉及一種建築用環氧樹脂雙組分結構膠。
結構膠用於建築材料的粘合或修補，其用途十分廣泛，隨著建築科技的發展和新型建材的大量應用，建築用結構膠的需求量日益增大。特別是環氧樹脂型結構膠，由於其具有優良的粘接性，可以粘接金屬、陶瓷、水泥、石材、石膏等多種建材，強度很高，因此用量更大，同時，它還具有優良的耐化學性，耐老化性，能適用於惡劣環境下的建材粘合。為了得到高性能的環氧樹脂結構膠，提高粘結效果，長期以來人們對其化學成分、化學性能等進行了大量的研究，CN87100265專利公開了一種室溫固化耐高溫高強韌性環氧結構膠粘劑及製備方法，該專利方案採用羧基丁腈改性環氧樹脂(A組分)與自製的含有胺基、氰基、苯基和醚鍵的固化劑(B組分)，粘結使用時按1∶12-1(B∶A)的比例配製而成；CN1088604公開了一種氨基多官能環氧樹脂類耐熱建築結構膠粘劑，該專利方案選用對氨基苯酚二縮水甘油環氧或4，4』-二氨二苯基甲烷四縮水甘油環氧為主劑，採用芳香胺和苯酚、甲醛、胺類縮合物的混合型固化劑配置而成。這些方案雖然可以提高結構膠的韌性，改善結構膠的耐熱性等，但仍存在粘合材料的壓剪強度值偏低的缺點，特別用於大理石和花崗巖的粘接時難以滿足安全可靠的要求，同時也不適合在四季溫差較大的地區使用。
本發明的目的是提供一種壓剪強度高，特別是凍融壓剪強度高的環氧樹脂結構膠。
本發明的目的是這樣實現的環氧樹脂結構膠包括A組分和B組分，A組分中含有雙酚A型環氧樹脂，B組分中含有聚醯胺型固化劑，A組分中還含有聚矽氧烷，其添加量為雙酚A型環氧樹脂的5-10％(重量比)。
本發明A組分中的聚矽氧烷優選如式(Ⅰ)所述的γ-縮水甘油醚丙基二甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷(n)或如式(Ⅱ)所述的三甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷(m)-bo-聚甲基γ-縮水甘油醚丙基矽氧烷(n)。
本發明所述的γ-縮水甘油醚丙基二甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷(n)是由γ-縮水甘油醚丙烯和滷代矽烷進行加成反應，再與羥基封端的聚二甲基矽氧烷縮合後所得的產物，聚合度n在4～50之間，反應式如Ⅳ所示；本發明所述的三甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷(m)-bo-聚甲基γ-縮水甘油醚丙基矽氧烷(n)可以由三甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷(m)-bo-聚甲基氫矽氧烷和γ-縮水甘油醚丙烯經一步加成而得，反應式如Ⅴ所示。
本發明的A組分中還可以含有氣相法二氧化矽作為觸變劑，氣相法二氧化矽可以以商品名A-150從德國DIEGUSSA公司購買，或以商品名M-5從美國CABOT公司購買。
本發明還可在A組分和／或B組分中加入矽微粉和／或鈦微粉作為填料。其相對密度大致為2．3，顆粒尺寸為0．015m左右。
本發明的B組分中還可以加入如式(Ⅲ)所述的γ-縮水甘油醚丙基三乙氧基矽烷作為偶聯劑，該偶聯劑的商品名為KH-560。
本發明的環氧樹脂結構膠在使用時以A∶B=8-12∶1(重量比)的比例混合使用。
本發明涉及的各化學式及反應式如下所示。
本發明A組分中的聚矽氧烷與雙酚A型環氧樹脂均含有環氧基團，相溶性較好；同時本發明中的聚矽氧烷為線性交聯結構，且其聚合度較高，因此其矽氧鏈的柔性很強，與雙酚A型環氧樹脂相溶後，能改善雙酚A樹脂的抗衝擊性能及脆性差的缺點，從而提高結構膠的韌性，使結構膠可以承受大理石等材料粘接所要求的結構強度，經受外界條件影響下的拉伸、壓縮、扭轉等結構移動。
本發明在B組分中選用聚醯胺類化合物作固化劑，這類聚合物結構中不僅含有醯胺基，也含仲胺和伯胺基團，它與雙酚A樹脂的配比範圍比較寬，固化物的機械性能比較均衡，耐熱衝擊性優良，對範圍很廣的各種材料具有優良的粘接性，尤其耐水衝擊性能很好。
本發明A組分中含環氧基團的原料與B組分中的聚醯胺型固化劑，在混合時可以發生加成反應，使結構膠的剪切強度大大提高；同時，聚矽氧烷的抗高低溫衝擊性能比較強，加入聚矽氧烷能提高結構膠承受凍融循環的能力，特別適合於在四季溫差比較大的北方地區使用。
本發明為了提高結構膠的穩定性，在A、B組分中均加入了一定量的填料，特別是採用了矽微粉作為填料，矽微粉的表面含有許多羥基，與偶聯劑γ-縮水甘油醚丙基三乙氧基矽烷相作用，能提高結構膠體系中有機相與無機相的相容性，同時也使結構膠與被粘石材的相容性得到一定程度的提高。矽微粉的加入，降低了結構膠施膠過程中的固化放熱，減少了固化收縮引起的粘接縫隙，改善了被粘材料間的外觀形狀。加入A組分中的氣相法二氧化矽可使結構膠的觸變性能得到提高。
本發明A、B組分的基本配比如下(重量份)A組分雙酚A型環氧樹脂 80-120聚矽氧烷 4-8氣相法二氧化矽 1-5矽微粉填充劑 120-200B組分聚醯胺型固化劑 80-120促進劑 3-8增塑劑 1-5矽微粉填充劑 120-200鈦微粉 5-20γ-縮水甘油醚丙基三乙氧基矽烷 5-20本發明的製備方法是將上述各種原料分別混合，即得到A組分和B組分。使用時按A∶B=8-12∶1的比例混合使用。
下面所舉的實施例將有助於理解本發明。以下配比均為重量份。實施例1A組分雙酚A型環氧樹脂 90γ-縮水甘油醚丙基二甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷 9氣相法二氧化矽 1．5矽微粉 140將上述原料經充分混合得A組分。
B組分聚醯胺型固化劑 902，4，5-三(N，N二甲基氨亞甲基)苯酚 4鄰苯二甲酸二丁酯1矽微粉填充劑140鈦微粉 8將上述原料充分混合得B組分。
使用時按A∶B=8∶1的配比形成結構膠。
B組分聚醯胺型固化劑 1002，4，5-三(N，N-二甲基氨亞甲基)苯酚 6鄰苯二甲酸二丁酯2矽微粉填充劑 160偶聯劑KH-560 12將上述原料充分混合得B組分。
使用時按A∶B=10∶1的配比形成結構膠。
B組分聚醯胺型固化劑 1002，4，5-三(二甲氨基甲基)苯酚 6鄰苯二甲酸二丁酯 2矽微粉填充劑160鈦微粉 12偶聯劑KH-56014將上述原料充分混合得B組分。
使用時按A∶B=12∶1的配比形成結構膠。
由實施例1、2、3所得A、B組分配合形成環氧樹脂結構膠，按JC／T547-94標準進行性能測試並與國外的產品比較結果如下表1 實例1、2、3與國外同類產品的性能測試數據
由以上測試數據可以看出，本發明的環氧樹脂結構膠與現有技術相比，常態壓剪強度，本發明實施例比瑞士XH-111提高50％以上，其中實施例3提高了近1倍；凍融壓剪強度，本發明實施例比瑞士XH-111提高1倍左右；垂直拉伸粘接強度，本發明實施例比瑞士XH-111提高了1．5倍左右。
綜上，本發明的環氧樹脂結構具有工業實用性和優良的性能，能實現本發明的發明目的。
權利要求
1．一種建築用雙組分環氧樹脂結構膠，包括A組分和B組分，A組分中含有雙酚A型環氧樹脂，B組分中含有聚醯胺型固化劑，本發明的技術特徵在於A組分含有聚矽氧烷，其添加量為雙酚A型環氧樹脂的5-10％(重量比)。
2．權利要求1中所述的聚矽氧烷是γ-縮水甘油醚丙基二甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷(Ⅰ)。
3．權利要求1中所述的聚矽氧烷是三甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷-bo-聚甲基γ-縮水甘油醚丙基矽氧烷(Ⅱ)。
4．權利要求1中所述的結構膠，其A組分中還加入氣相法二氧化矽。
5．權利要求1中所述的結構膠，其A組分和／或B組分中加入矽微粉和／或鈦微粉。
6．權利要求1中所述的結構膠，B組分中加入偶聯劑γ-縮水甘油醚丙基三乙氧基矽烷(Ⅲ)。
全文摘要
本發明公開了一種建築用雙組分環氧樹脂結構膠,它包括A組分和B組分,A組分中含有雙酚A型環氧樹脂,B組分中含有聚醯胺型固化劑,A組分中還含有聚矽氧烷,其添加量為雙酚A型環氧樹脂的5—10%(重量比)。所述的聚矽氧烷是γ－縮水甘油醚丙基二甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷(Ⅰ)或三甲基矽封端的聚二甲基矽氧烷－bo－聚甲基γ－縮水甘油醚丙基矽氧烷(Ⅱ)。
文檔編號C09J163/00GK1282771SQ00116709
公開日2001年2月7日 申請日期2000年6月23日 優先權日2000年6月23日
發明者何永富, 倪宏志, 華立山, 徐俊, 陶小樂 申請人:杭州之江有機矽化工有限公司