一種tgbapopp型耐高溫粘合劑及其製備方法

2023-04-29 08:21:06 3

專利名稱：一種tgbapopp型耐高溫粘合劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於耐高溫粘合劑及其製備領域，特別涉及一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑及其製備方法。
背景技術：
環氧樹脂自從1947年問世以來，已經經歷了半個多世紀的高速發展，它的產量和應用在熱固性樹脂領域中佔有極其重要的地位，品種也得到了快速增長，已經商品化的環氧樹脂縮水甘油醚型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、脂環型環氧樹脂、線型脂肪型環氧樹脂等。瑞士 CIBA-GEIGY公司開發了一種縮水甘油胺型環氧樹脂，商品牌號為AralditeMY 720，實際上就是由4，4』 - 二氨基二苯甲烷與環氧氯丙烷反應後，通過鹼的作用發生閉環反應而成的多官能環氧樹脂。縮水甘油胺型環氧樹脂對玻璃纖維、碳纖維的浸潤性好，固化產物具有良好的耐熱性和耐核輻射性，主要用於宇航、核電與軍事工業中，例如，作為火箭輔助發動機的纏繞成型殼體等。此外，耐高溫電氣絕緣板、高性能PCB、耐高溫粘合劑、耐高溫塗料等領域也有著廣泛的應用。中國發明專利CN100465206C (2009-03-04)公開了一種縮水甘油胺型多官能環氧樹脂及其製備方法，其 主要特徵在於:以3，3』 - 二甲基-4，4』 - 二氨基二苯甲烷和環氧氯丙烷為主原料製得了 N，N，N』，N』 -四縮水甘油基-3，3』 - 二甲基-4，4』 - 二氨基二苯甲烷(TGMDT)的縮水甘油胺型多官能環氧樹脂。中國發明專利CN100556901C (2009-11-4)公開了一種 N, N, N』，N』，O-五縮水甘
油基-4，4』 - 二氨基-4」-羥基-三苯甲烷(PGDAHTM)的縮水甘油胺型多官能環氧樹脂及其製備方法。中國發明專利CN101024681A (2007_8_29)公開了一種含氟多官能環氧樹脂及其製備方法。此外，有關耐高溫粘合劑的研究工作，已有不少文獻報導:中國發明專利CN101148571B (2010_10_6)公開了耐高溫環氧導電膠粘劑及其製備方法；中國發明專利CN101717613A (2010-6-2)公開了一種耐高溫銅箔膠及其製備方法；中國發明專利CN101629062A (2010-1-2)公開了一種耐高溫性優異的聚醯亞胺-環氧樹脂粘合劑及其製備方法；中國發明專利CN101781540B (2013-3-6)公開了一種耐高溫的高性能導電膠及其製備方法；中國發明專利CN101914357A (2010-12-15)公開了一種耐高溫的環氧-有機矽聚醯亞胺粘合劑及其製備方法；虞鑫海等人CN102031082B (2013-4-3)公開了一種耐高溫性良好的苯並咪唑二胺固化型環氧膠粘劑及其製備方法；中國發明專利CN102181251A (2011-9-14)公開了一種不飽和聚醯亞胺改性的環氧樹脂膠粘劑及其製備方法；中國發明專利CN102220102A (2011-10-19)公開了一種耐高溫粘合劑及其製備方法；虞鑫海等人CN102260480A (2011-11-30)公開了一種耐高溫改性環氧樹脂膠粘劑及其製備方法；中國發明專利CN102618200A (2012-8-1)公開了一種有機矽-環氧-聚醯亞胺膠粘劑及其製備方法；中國發明專利CN102627932A (2012-8-8)公開了一種耐高溫環氧-亞胺樹脂膠粘劑及其製備方法。虞鑫海，劉萬章聚硫醚醯亞胺樹脂的合成及其改性環氧粘合劑的研製，粘接，2009, 30 (6):34-38公開了一種耐高溫粘合劑，其主要特徵在於:利用4，4』 -雙(4-氨基苯氧基)二苯硫醚單體，與芳香族的二酐單體，通過分子結構設計和分子量控制，合成得到了性能良好的耐高溫增韌改性劑，即聚硫醚醯亞胺樹脂，並與環氧樹脂、固化劑等進行混合、反應，得到了綜合性能優越的耐高溫粘合劑體系，並對其性能做了進一步的研究。吳敏，陳洪江，虞鑫海等人新型高強度單組份環氧樹脂膠粘劑的研製，粘接，2009, 30 (9):54-57]公開了一種耐溫性良好，拉伸剪切強度特別優異的單組份環氧膠粘劑的組成、製備方法，並對其性能進行了詳細的研究；此外，也對其進行了固化動力學研究新型環氧樹脂膠粘劑體系的固化動力學研究，粘接，2009，30 (8):43-45]0費斐，虞鑫海，劉萬章耐高溫單組份環氧膠粘劑的製備，粘接，2009，30 (12):34-37公開了一種耐高溫單組份環氧膠粘劑，其主要特徵在於:利用3，3』 - 二氨基-4，4』 - 二羥基聯苯單體，合成得到含羥基聚醯亞胺樹脂，與環氧樹脂、固化劑等製備得到高性能的膠粘劑體系。許梅芳，毛蔣莉，虞鑫海等人熱塑性聚醯亞胺增韌環氧膠粘劑體系的研製，粘接，2010,31 (8):56-59公開了一種耐高溫粘合劑，並對其固化動力學進行了研究聚醯亞胺-環氧樹脂膠粘劑的固化動力學研究，化學與粘合，2011，33 (2):17-20。李恩，虞鑫海等人含羧基聚醯亞胺改性膠粘劑的製備，絕緣材料，2012，45 (3):13-15，21公開了一種耐高溫粘合劑，其主要特徵在於:利用3，5-雙(4-氨基苯氧基)苯甲酸單體，合成得到了 含羧基聚醯亞胺樹脂，並與環氧樹脂、固化劑等製得了綜合性能良好的粘合劑體系。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑及其製備方法，該粘合劑體系，其室溫拉伸剪切強度高達39.4MPa，120°C高溫下的拉伸剪切強度高達36.3MPa，可應用於金屬基材的粘接，具有廣泛的應用前景，適宜於規模生產。本發明的一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，其組成為:質量比100:10-80:0.5-5:2-8:100-200 的 N, N, N』 ,N，-四縮水甘油基 _2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、固化劑、2-硫醇基苯並咪唑、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉和有機溶劑。所述的固化劑選自4，4』_ 二氨基二環己基甲烷、3，3』- 二甲基-4，4』- 二氨基二環己基甲燒、I, 2- 二氨基環己燒、2，2-雙[4- (4-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4- (4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，2-雙[4- (2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1，4-雙(2，4-二氨基苯氧基)苯、1，3_雙(2，4-二氨基苯氧基)苯、2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(2，4- 二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4』-雙(2，4-二氨基苯氧基)-3，3』，5，5』-四甲基聯苯、4，4』-雙(2，4-二氨基苯氧基)聯苯、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯醚、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯甲烷、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯碸、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)_3，3』，5，5』 -四甲基二苯碸、2，6-雙(2，4- 二氨基苯氧基)甲苯、2-乙基-4-甲基咪唑、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、苄基二甲胺、三乙醇胺、1，8-二氮雜-雙環[5.4.0] -|^一烯-7中的一種或幾種。所述的有機溶劑選自乙醇、丙酮、甲乙酮、甲醇、乙二醇、丁二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙酸乙酯中的一種或幾種。本發明的一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑的製備方法，包括如下步驟:將N，N, N』，N』 -四縮水甘油基_2，2_雙[4_(4_氨基苯氧基)苯基]丙烷和有機溶劑混合，室溫下攪拌溶解，得均相溶液，記作A組分；將固化劑、2-硫醇基苯並咪唑、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉和有機溶劑混合，室溫下攪拌溶解，得均相溶液，記作B組分；使用時，A、B組分混合均勻，即得TGBAPOPP型耐高溫粘合劑。所述得到的TGBAPOPP型耐高溫粘合劑的固化工藝為:從室溫開始加熱，升溫至70°C，保持I小時後，繼續升溫至120°C，保持2小時，繼續升溫至150°C，保持I小時，關閉加熱系統，自然冷卻至室溫。有益.效果(I)本發明的TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，製備反應條件溫和，操作簡單，反應過程在常壓下進行，不涉及也不產生腐蝕性物質，對設備無特殊要求，投資少，有利於降低生產成本；(2)本發明的TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，室溫拉伸剪切強度高達39.4MPa，120°C高溫下的拉伸剪切強度高達36.3MPa，原料來源方便，成本較低，便於進一步推廣應用；(4)本發明所用的合成工藝設備為通用型，完全可以利用現有的生產環氧樹脂粘合劑的成套設備來實施本發明，非常有利於產品的產業化。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。實施例1將100克N，N，N』，N』 -四縮水甘油基_2，2_雙[4_(4_氨基苯氧基)苯基]丙烷(TGBAPOPP)和50克丙酮混合，室溫下攪拌溶解，得到150克均相溶液，即A組分，記作Al組分。將100克N，N，N』，N』 -四縮水甘油基_2，2_雙[4_(4_氨基苯氧基)苯基]丙烷(TGBAPOPP)和80克乙醇混合，室溫下攪拌溶解，得到180克均相溶液，即A組分，記作A2組分。將100克 N，N，N』，N』 -四縮水甘油基_2，2_雙[4_(4_氨基苯氧基)苯基]丙烷(TGBAPOPP),50克乙醇和50克丙酮混合，室溫下攪拌溶解，得到200克均相溶液，即A組分，記作A3組分。實施例2將10克2-乙基-4-甲基咪唑、5克2_硫醇基苯並咪唑、8克6_乙氧基_2，2，4_三甲基-1，2- 二氫化喹啉和100克乙醇混合，室溫下攪拌溶解，得到123克均相溶液，即B組分，記作BI組分。將10克2-乙基-4-甲基咪唑和30克3，3』 - 二甲基_4，4』 -二氨基二環己基甲烷、0.5克2-硫醇基苯並咪唑、5克6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉和100克乙醇混合，室溫下攪拌溶解，得到145.5克均相溶液，即B組分，記作B2組分。將5克苄基二甲胺和75克2，2-雙[4_ (2_三氟甲基_4_氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2克2-硫醇基苯並咪唑、2克6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉、20克丙酮和80克乙醇的混合，室溫下攪拌溶解，得到184克均相溶液，即B組分，記作B3組分。實施例3將150克Al組分與123克BI組分混合，攪拌均勻，得到273克TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，記作AlBl。 將180克A2組分與145.5克B2組分混合，攪拌均勻，得到325.5克TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，記作A2B2。將200克A3組分與184克B3組分混合，攪拌均勻，得到384克TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，記作A3B3。將150克Al組分與145.5克B2組分混合，攪拌均勻，得到295.5克TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，記作A1B2。將180克A2組分與184克B3組分混合，攪拌均勻，得到364克TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，記作A2B3。 將200克A3組分與123克BI組分混合，攪拌均勻，得到323克TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，記作A3B1。實施例4分別取適量的實施例3中的A1B1、A2B2、A3B3、A1B2、A2B3、A3B1粘合劑，並分別均勻地塗敷於標準不鏽鋼試片上，室溫晾置0.5小時後，疊合，夾緊，放入鼓風烘箱中進行固化:從室溫開始加熱，升溫至70°C，保持I小時後，繼續升溫至120°C，保持2小時，繼續升溫至150°C，保持I小時，關閉加熱系統，自然冷卻至室溫。利用電子拉力機對其進行室溫(25°C)與高溫(120°C)狀態下的拉伸剪切強度，測試結果如表I所示。表I拉伸剪切強度值，MPa
粘合劑|25°C拉伸剪切強度值~|120°C拉伸剪切強度值~
MBl35 23272
A2B233 7lh權利要求
1.一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，其組成為:質量比100:10-80:0.5-5:2-8:100-200的N，N，N』，N』 -四縮水甘油基_2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、固化劑、2-硫醇基苯並咪唑、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉和有機溶劑。
2.根據權利要求1所述的一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，其特徵在於:所述的固化劑選自4，4』 - 二氨基二環己基甲烷、3，3』 - 二甲基_4，4』 - 二氨基二環己基甲烷、1，2_ 二氨基環己燒、2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，2-雙[4-(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙燒、2，2-雙[4-(2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，2-雙[4_(2，4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4-(2，4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、1，4-雙(2，4-二氨基苯氧基)苯、1，3-雙(2，4- 二氨基苯氧基)苯、2，2-雙[4-(2，4- 二氨基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4_(2，4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、4，4』-雙(2，4-二氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)_3，3』，5，5』 -四甲基聯苯、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)聯苯、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯醚、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯甲烷、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯碸、4，4』 -雙(2，4- 二氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4』 -雙(2，4-二氨基苯氧基)-3，3』，5，5』 -四甲基二苯碸、2，6-雙(2，4-二氨基苯氧基)甲苯、2-乙基-4-甲基咪唑、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、苄基二甲胺、三乙醇胺、1，8- 二氮雜-雙環[5.4.0] -|烯-7中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑，其特徵在於:所述的有機溶劑選自乙醇、丙酮、甲乙酮、甲醇、乙二醇、丁二醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙酸乙酯中的一種或幾種。
4.一種如權利要求1所述的TGBAPOPP型耐高溫粘合劑的製備方法，包括如下步驟: 將N，N, N』 ，N』 -四縮水甘油基_2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷和有機溶劑混合，室溫下攪拌溶解，得均相溶液，記作A組分；將固化劑、2-硫醇基苯並咪唑、6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉和有機溶劑混合，室溫下攪拌溶解，得均相溶液，記作B組分；使用時，A、B組分混合均勻，即得TGBAPOPP型耐高溫粘合劑。
5.根據權利要求4所述的一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑的製備方法，其特徵在於:所述得到的TGBAPOPP型耐高溫粘合劑的固化工藝為:從室溫開始加熱，升溫至70°C，保持I小時後，繼續升溫至120°C，保持2小時，繼續升溫至150°C，保持I小時，關閉加熱系統，自然冷卻至室溫。
全文摘要
本發明涉及一種TGBAPOPP型耐高溫粘合劑及其製備方法，其組成為TGBAPOPP、固化劑、2-硫醇基苯並咪唑、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉和有機溶劑。製備方法包括TGBAPOPP和有機溶劑混合，室溫下攪拌溶解，得均相溶液，記作A組分；將固化劑、2-硫醇基苯並咪唑、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉和有機溶劑混合，室溫下攪拌溶解，得均相溶液，記作B組分；使用時，A、B組分混合均勻，即得。本發明室溫拉伸剪切強度高達39.4MPa，120℃高溫下的拉伸剪切強度高達36.3MPa；製備工藝簡單、生產成本低、粘接強度高，適宜於規模生產。
文檔編號C08G59/32GK103242791SQ20131020784
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月30日 優先權日2013年5月30日
發明者虞鑫海, 郭翔 申請人:東華大學, 虞鑫海