一種抗衝擊環氧結構膠及其製備方法

2023-12-09 07:57:41

專利名稱：一種抗衝擊環氧結構膠及其製備方法
技術領域：
本發明屬於膠粘劑技術領域，具體地講是一種具有抗衝擊、抗壓縮、耐老化、熱穩
定性好的雙組分環氧樹脂結構膠粘劑及其製備方法。
背景技術：
環氧樹脂膠粘劑具有優良的粘接性能，熱穩定性、耐腐蝕性好，機械強度高。但是 一般的環氧膠固化物較脆，抗衝擊性能較低，耐老化性能較差。通常採用丙烯酸、聚氨酯和 端羧基液體丁腈橡膠等改性環氧樹脂，可以較好的改善環氧樹脂固化物的韌性。但這些增 韌改性辦法要麼因引入熱塑性鏈段致使固化物玻璃化轉化溫度下降；要麼因固化時形成兩 相結構(即"海島結構")的相分離不徹底致使模量和玻璃化轉化溫度下降；難以實現既改 善固化物韌性、提高抗衝擊性能又保持環氧樹脂固有熱穩定性和機械性能的目的。通常採 用下述方法改善環氧樹脂膠粘劑的性能。 採用核殼結構的丙烯酸橡膠微球用於環氧樹脂的抗衝擊改性有較好效果，但製品 大多為200um以上級，增韌作用較差，且存在與環氧樹脂相容性不好，橡膠粒子易析出、熱 穩定性差等問題。 採用梯度交聯的納米級全硫化羧基丁腈橡膠粒子改性環氧樹脂，有很好的增韌、 抗衝擊效果，且與環氧樹脂相容性好，熱穩定性高；但納米橡膠粒子具有較大的比表面積， 常規方法難以將團聚態粉末的納米橡膠粒子在環氧樹脂中均勻分散成一次粒子狀態，加入 樹脂體系後致使粘度大幅提高，產生經時凝聚，起不到良好增韌效果。 環氧樹脂膠粘劑通常還採用添加礦物或氧化物微粉填料來增強膠粘劑的抗衝擊、 抗壓縮性能。但添充量有限，且抗衝抗壓性能並不因添充量的增大而增強，反而易造成粘度 大、施工性能差、易粉化等諸多弊端。 另外，現有的環氧結構膠用於粘接鋁合金車體的金屬型材，難以適應車輛長期運 行的高速、振動、冷熱交變下的衝擊和老化。

發明內容
本發明的目的是克服上述已有技術的不足，提供一種抗衝擊、抗壓縮、耐老化、熱 穩定性好的雙組分環氧樹脂結構膠粘劑。 本發明的另一 目的是提供一種抗衝擊環氧結構膠的製備方法。 本發明主要解決現有的環氧樹脂固化物韌性差、抗衝擊抗壓縮強度低、耐老化性 能不良等問題。 為了達到上述目的，本發明是這樣實現的一種抗衝擊環氧結構膠，其特殊之處在 於它是由以下重量配比的環氧樹脂組份(以下簡稱A組分)和固化劑組分(以下簡稱B 組分)製成 A組分雙酚F環氧樹脂20-35份、雙酚A環氧樹脂30_50份、潤溼分散劑
0. 2-0. 5份、納米橡膠粒子6-10份、環氧樹脂活性稀釋劑4-8份、偶聯劑0. 5-1. 0份、抗
4氧劑0. 3-0. 5份、填料粉6-10份、玻璃微珠6-10份、懸浮觸變劑3. 5_4. 5份； B組分聚醚胺30-50份、聚醯胺20_40份、脂肪胺4_8份、固化促進劑1_3份、
丙烯酸酯橡膠抗衝劑6-10份、填料粉6. 5-12份、懸浮觸變劑4. 5_5份； 環氧樹脂組份與固化劑組分的重量比為100 : 45 55。 所述的雙酚F環氧樹脂是一種環氧值為0. 56-0. 63的低粘度雙酚F環氧樹脂，如 BFE170。所述的雙酚A環氧樹脂是指環氧值為0. 44-0. 53的其中一種，如E_51， E-44等。
所述的納米橡膠粒子為北京化工研究院製造的工業品，其特徵是呈鬆散態、無隔 離劑的50-100nm級全硫化羧基丁腈橡膠粉末。 所述的玻璃微珠，是指100和200um尺度的矽酸鹽實心玻璃微珠中的一種或兩種 混合。 所述的環氧樹脂活性稀釋劑，可以是丁基縮水甘油醚(BGE)等單官能度環氧稀釋 劑；也可以是1，6-己二醇二縮水甘油醚等雙官能度環氧稀釋劑。 所述的潤溼分散劑，其特徵是含有高分子量嵌段共聚物的潤溼分散劑，如 BYK-P104S、BYK-161等。 所述的偶聯劑，其特徵是含有環氧基官能團的矽烷偶聯劑，如Y-縮水甘油醚氧 丙基三甲氧基矽烷(KH560)或Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(KH570)。
所述的抗氧劑是指抗熱氧化效果較好的受阻酚類2，6-三叔丁基-4_甲基苯酚 (抗氧劑264)或四[甲基-|3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的一 種(抗氧劑1010)。 所述的聚醚胺，可以是二或三個官能度、活潑氫當量為60或81g/Eq的聚醚胺，如 D-230、T-403。 所述的聚醯胺可以是胺值為200或400的一種低分子聚醯胺，如650、651等。
所述的脂肪胺是三乙烯四胺或其改性胺。 所述的固化促進劑為叔胺類促進劑，如2，4，6-三(二甲基氨甲基)苯酚(K-54)。
所述的丙烯酸酯橡膠抗衝劑(ACR)是具有核殼結構，其殼為甲基丙烯酸酯類共聚 物，其核為輕度交聯的丙烯酸酯類共聚物的彈性球體，具有400nm尺度。與聚醚胺、聚醯胺 相容性良好，可均勻分散在環氧樹脂固化體系中。 所述的填料粉，可以是2000-3000目矽微粉，也可以是3000-5000目輕質碳酸鈣，
或者是500-1250目煅燒a _AL203粉，或者是0. 5mm短切玻璃纖維粉，或者它們的混合物。其
共同特徵是經偶聯劑進行表面活性處理，在樹脂和固化組分中有良好相容性並分散均勻。 所述的懸浮觸變劑，是指有機膨潤土與氣相法Si02 二者複合使用。 本發明的一種抗衝擊環氧結構膠的製備方法，其特殊之處在於它包括如下工藝步
驟 a預處理一高速乳化法製備納米橡膠粒子改性雙酚A (雙酚F)環氧樹脂
潤溼分散劑預處理納米橡膠粒子 將盛有環氧樹脂活性稀釋劑和雙酚A(或雙酚F)環氧樹脂的玻璃燒杯置於調速攪 拌機下，加入潤溼分散劑，攪拌10分鐘；將納米橡膠粒子邊攪拌邊緩慢加入到燒杯中，攪拌 1小時，靜置24小時，製得預處理納米橡膠粒子，備用；
納米橡膠粒子改性環氧樹脂 將雙酚A(或雙酚F)環氧樹脂置於帶有高速乳化器的雙行星動力混合釜，加熱樹 脂至9(TC，乳化器調速至10000轉/分鐘，稱取一定量的上述預處理納米橡膠粒子，邊分散 乳化邊少量多次加入到混合釜中，保溫12(TC，高速乳化2小時，得納米橡膠粒子改性環氧 樹脂，待用； b A組份製備 將雙酚F(或雙酚A)環氧樹脂、環氧活性稀釋劑置於上述a步驟的雙行星動力混 合釜中，加熱至9(TC並保溫，攪拌分散30分鐘；加入玻璃微珠、填料粉，高速攪拌分散30分 鍾；降溫至4(TC，加入偶聯劑、抗氧劑、懸浮觸變劑，高速攪拌分散20分鐘；抽真空並低速攪 拌30分鐘，出料。
c B組份製備 將聚醚胺、聚醯胺、脂肪胺、固化促進劑和懸浮觸變劑置於雙行星動力混合釜，混 合攪拌1小時；加入丙烯酸酯橡膠抗衝劑、填料粉和懸浮觸變劑，混合攪拌1小時，抽真空並 低速攪拌30分鐘，出料。 d膠粘劑的使用將上述A、B組分按100 : 45 55的比例稱取，以鏟子混合均勻， 置於待粘接面，抹平、壓合、固定。 本發明抗衝擊環氧結構膠及其製備方法與已有技術相比具有突出的實質性特點 和顯著進步1、納米羧基丁腈橡膠粒子與環氧樹脂相容性好，粒子具有梯級交聯的核_殼 結構，尺度達到了 50-100nm級，用於環氧膠粘劑的改性具有良好的增韌和抗衝擊效果，並 且保持固化物的熱穩定性不下降；2、採用預處理——高速乳化法將納米橡膠粒子均勻分散 在環氧樹脂中；採用潤溼分散劑潤溼橡膠粒子表面，降低粒子表面張力以及粒子與樹脂界 面接觸角；採用高速乳化方式分散團聚態粒子，使納米橡膠粒子分散均勻並保持穩定狀態； 製備的納米橡膠粒子改性環氧樹脂，粘度增加少，橡膠粒子含量大。3、以增韌改性的環氧 樹脂固化體系為"海相"，以梯級粒徑分布的玻璃微珠、丙烯酸酯橡膠微球、納米橡膠粒子為 "島相"，組成"海-島"特殊抗衝、抗壓結構體系；配合長凝膠時間、低放熱溫度的固化體系， 降低固化反應產生的應力；固化體系在承載外力衝擊時，應力以及衝擊力在"島"緣"斷裂"， 使加載在固化物之上的衝擊能量梯次衰減、分解；4、環氧結構膠的機械強度特別是衝擊強 度和壓縮強度有大幅提高，如剪切衝擊強度可由原來的14. 5KJ/M2提高到27. 5KJ/M2，壓縮 強度可由原來的98. 5MPa提高到127. 8MPa ;5、熱穩定性和耐老化性能得到改善，如Tg由 原來的87. 5"提高到102. 8°C，_40 +80°C 20循環冷熱交變後拉伸剪切強度為18. 7MPa， 未見下降。
具體實施例方式
為了更好地理解與實施，下面結合實施例與對照例詳細說明本發明。
實施例1 :以納米橡膠粒子改性雙酚A環氧樹脂E-51為例 預處理納米橡膠粒子稱取200g環氧樹脂活性稀釋劑1. 6己二醇二縮水甘油醚， 275g E-51雙酚A環氧樹脂置於2000ML玻璃燒杯中，加入BYK-P104S潤溼分散劑25g，用攪 拌機攪拌10分鐘；稱取超細全硫化羧基丁腈橡膠粉末500g邊攪拌邊緩慢加入到燒杯中，攪 拌1小時，靜置24小時，得預處理納米橡膠粒子，備用(總量lKg);
納米橡膠粒子改性E-51 :稱取E-51環氧樹脂389g，置於帶有高速乳化機的1. 5L 雙行星動力混合釜中，加熱樹脂至90°C ，稱取上述預處理納米橡膠粒子150g，以600轉/分 鐘的速度邊攪拌邊少量多次的加入到混合釜中；開啟高速乳化器，調速至10000轉/分鐘高 速乳化，保溫12(TC乳化攪拌2小時，得納米橡膠粒子增韌E-51環氧樹脂，待用；
A組份製備 稱取雙酚F環氧樹脂BFE170230g， 1. 6己二醇二縮水甘油醚21g加入到上述1. 5L 雙行星動力混合釜中，加熱至9(TC並保溫，以600轉/分鐘的轉速攪拌30分鐘；加入有機膨 潤土 5g，調速800轉/分鐘攪拌分散1小時；加入lOOu m玻璃微珠60g、2000目活性矽微 粉100g、抗氧劑10105g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散30分鐘；降溫至40°C ，加入KH560偶 聯劑10g，加入氣相法Si02 30g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散20分鐘；抽真空並調速200 轉/分鐘攪拌30分鐘，出料(總量lKg);
B組份製備 按比例稱取聚醚胺D230 400g，聚醯胺650300g、三乙烯四胺50g，2，4，6-三(二甲 基氨甲基)苯酚20g、有機膨潤土 5g，置於1. 5L雙行星動力混合釜，以800轉/分鐘高速攪 拌1小時；加入ACR丙烯酸酯橡膠抗衝劑100g、2000目矽微粉85g和氣相法Si0240g，以800 轉/分鐘轉速攪拌1小時；抽真空並調速200轉/分鐘攪拌30分鐘，出料(總量1Kg);
膠粘劑的使用將上述A、B組分按100 : 50的比例稱取，以鏟子混合均勻，置於待 粘接面，抹平、壓合、固定。
實施例2 :以納米橡膠粒子改性雙酚A環氧樹脂E-51為例 預處理納米橡膠粒子稱取200g環氧活性稀釋劑丁基縮水甘油醚BGE，283. 3g E-51雙酚A環氧樹脂，置於2000ML玻璃燒杯中；加入BYK-161潤溼分散劑16. 7g，用攪拌機 攪拌10分鐘；稱取超細全硫化羧基丁腈橡膠粉末500g邊攪拌邊緩慢加入到燒杯中，攪拌1 小時，靜置24小時，得預處理納米橡膠粒子，備用； 納米橡膠粒子改性E-51 :稱取E-51環氧樹脂466g，置於帶有高速乳化機的1. 5L 雙行星動力混合釜中，加熱樹脂至90°C ，稱取上述預處理納米橡膠粒子120g，以600轉/分 鐘的速度邊攪拌邊少量多次的加入到混合釜中；開啟高速乳化器，調速至10000轉/分鐘高 速乳化，保溫12(TC乳化攪拌2小時，得納米橡膠粒子增韌E-51環氧樹脂，待用；
A組份製備 稱取雙酚F環氧樹脂BFE170200g，丁基縮水甘油醚BGE 16g加入上述1. 5L雙行星 動力混合釜中，加熱至9(TC並保溫，以600轉/分鐘的轉速攪拌30分鐘；加入有機膨潤土 3g，調速800轉/分鐘攪拌分散1小時；加入飾m玻璃微珠91g、500目a -AI203粉60g、 抗氧劑2643g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散30分鐘；降溫至40°C ，加入KH560偶聯劑5g， 加入氣相法Si02 36g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散20分鐘；抽真空並調速200轉/分鐘 攪拌30分鐘，出料；
B組份製備 按比例稱取聚醚胺D230 300g，聚醯胺650400g，三乙烯四胺80g，2，4，6-三(二甲 基氨甲基)苯酚30g、有機膨潤土 5g，置於1. 5L雙行星動力混合釜，以800轉/分鐘高速攪 拌1小時；加入ACR丙烯酸酯橡膠抗衝劑80g、短切玻璃纖維粉65g和氣相法Si02 40g，以 800轉/分鐘轉速攪拌1小時；抽真空並調速200轉/分鐘攪拌30分鐘，出料(總量1Kg);
膠粘劑的使用將上述A、B組分按100 : 45的比例稱取，以鏟子混合均勻，置於待 粘接面，抹平、壓合、固定。 實施例3，以納米橡膠粒子改性雙酚F環氧樹脂BFE170為例
預處理納米橡膠粒子稱取200g環氧樹脂活性稀釋劑1. 6己二醇二縮水甘油醚， 275g雙酚F環氧樹脂BFE170置於2000ML玻璃燒杯中，加入BYK-P104S潤溼分散劑25g，用 攪拌機攪拌10分鐘；稱取納米橡膠粒子粉末500g，邊攪拌邊緩慢加入到燒杯中，攪拌1小 時，靜置24小時，得預處理納米橡膠粒子，備用(總量lKg); 納米橡膠粒子改性雙酚F環氧樹脂BFE170 :稱取BFE170環氧樹脂295g，置於帶有 高速乳化機的1. 5L雙行星動力混合釜中，加熱樹脂至9(TC，稱取上述預處理納米橡膠粒子 200g，以600轉/分鐘的速度邊攪拌邊少量多次的加入到混合釜中；開啟高速乳化器，調速 至10000轉/分鐘高速乳化，保溫12(TC乳化攪拌2小時，得納米橡膠粒子增韌BFE170環氧 樹脂，待用；
A組份製備 稱取雙酚A環氧樹脂E44 300g， 1. 6己二醇二縮水甘油醚40g加入到上述1. 5L雙 行星動力混合釜中，加熱至9(TC並保溫，以600轉/分鐘的轉速攪拌30分鐘；加入有機膨 潤土 3g，調速800轉/分鐘攪拌分散1小時；加入200um玻璃微珠60g、5000目活性碳酸鈣 60g、抗氧劑10105g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散30分鐘；降溫至4(TC，加入KH560偶聯 劑7g，加入氣相法Si0230g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散20分鐘；抽真空並調速200轉/ 分鐘攪拌30分鐘，出料；
B組份製備 按比例稱取聚醚胺T-403 500g，聚醯胺651200g、三乙烯四胺60g，2，4，6-三(二
甲基氨甲基)苯酚10g、有機膨潤土 5g，置於5L雙行星動力混合釜，調速600轉/分鐘攪拌
分散l小時；加入ACR丙烯酸酯橡膠抗衝劑60g份、2000目矽微粉120g和氣相法Si02 45g，
調速800轉/分鐘高速攪拌1小時，抽真空並低速攪拌30分鐘，出料； 膠粘劑的使用將上述A、B組分按100 : 55的比例稱取，以鏟子混合均勻，置於待
粘接面，抹平、壓合、固定。
實施例4 :以納米橡膠粒子改性雙酚A環氧樹脂E-51為例 納米橡膠改性E-51環氧樹脂同實施例1，在1. 5L混合釜中製備納米橡膠改性 E-51 539g。 A組份製備稱取雙酚F環氧樹脂BFE170 221g， 1. 6己二醇二縮水甘油醚20g加 入上述1. 5L雙行星動力混合釜中，加熱至9(TC並保溫，以600轉/分鐘的轉速攪拌30分 鍾；加入有機膨潤土 5g，調速800轉/分鐘攪拌分散1小時；加入lOOum玻璃微珠70g，加 入200um玻璃微珠30g，加入0. 5mm短切玻璃纖維60g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散30分 鍾；降溫至40。C，加入KH560偶聯劑10g、抗氧劑10105g，加入氣相法Si02 40g，以800轉/ 分鐘轉速攪拌分散20分鐘。抽真空並調速200轉/分鐘攪拌30分鐘，出料(總量lKg);
B組份製備 按比例稱取聚醚胺D230 450g，聚醯胺650 260g、三乙烯四胺40g， 2，4，6_三(二 甲基氨甲基)苯酚20g、有機膨潤土 5g，置於1. 5L雙行星動力混合釜，以800轉/分鐘轉速 攪拌分散1小時；加入ACR丙烯酸酯橡膠抗衝劑85g、2000目矽微粉95g和氣相法Si0245g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散1小時，抽真空並調速200轉/分鐘攪拌30分鐘，出料；
膠粘劑的使用將上述A、B組分按100 : 47. 5的比例稱取，以鏟子混合均勻，置於 待粘接面，抹平、壓合、固定。 對照例1 :以納米橡膠粒子粉末直接加入環氧樹脂組份為例
A組份製備按比例稱取雙酚F環氧樹脂BFE170 300g，雙酚A環氧樹脂E51 360g， 1. 6-己二醇二縮水甘油醚60g置於帶高速乳化機和高速攪拌器的1. 5L雙行星動力混合 釜，加溫至9(TC並保溫，調速600轉/分鐘攪拌並調速5000轉/分鐘乳化，緩慢、連續加入 80g納米橡膠粉末，加完後將乳化器調速至10000轉/分鐘，高速乳化2小時。加入加入有 機膨潤土 5g，以800轉/分鐘攪拌分散1小時；加入100um玻璃微珠75g、5000目活性碳酸 鈣80g、抗氧劑2645g，以800轉/分鐘攪拌分散60分鐘；降溫至40°C ，加入KH570 10g，加 入氣相法Si02 25g，調速800轉/分鐘攪拌20分鐘；抽真空並以200轉/分鐘轉速攪拌30 分鐘，出料； B組份製備稱取聚醚胺D230 350g、聚醯胺650 350g、三乙烯四胺60g、2， 4， 6_三 (二甲基氨甲基)苯酚20g、有機膨潤土5g，置於1.5L雙行星動力混合釜，混合攪拌l小時； 以800轉/分鐘轉速攪拌分散1小時；加入ACR丙烯酸酯橡膠抗衝劑75g，加入2000目矽 微粉100g和氣相法Si02 40g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散1小時；混合攪拌1小時，抽 真空並調速200轉/分鐘低速攪拌30分鐘，出料。
使用方法同實施例l。 對照例2 :以納米橡膠粒子粉末與潤溼分散劑直接加入環氧樹脂組份為例
A組份製備稱取雙酚F環氧樹脂BFE170 350g，雙酚A環氧樹脂E51 330g，丁基 縮水甘油醚BGE 60g，潤溼分散劑BYK-161 4g，置於帶高速乳化機和高速攪拌器的1. 5L雙 行星動力混合釜，調速600轉/分鐘攪拌並調速5000轉/分鐘乳化，緩慢、連續加入60g納 米橡膠粒子粉末，加完後將乳化器調速至10000轉/分鐘，高速乳化60分鐘。加入有機膨 潤土 3g，調速800轉/分鐘攪拌分散1小時；加入200um玻璃微珠90g、500目a -AI203粉 60g、抗氧劑10103g，攪拌分散60分鐘；降溫至4(TC，加入KH56010g，加入氣相法Si0230g， 攪拌分散20分鐘。抽真空並低速攪拌30分鐘，出料。
b B組份製備 稱取聚醚胺T403 450g，聚醯胺651 250g、三乙烯四胺50g， 2，4，6_三(二甲基氨 甲基)苯酚20g、有機膨潤土 5g，置於1. 5L雙行星動力混合釜，混合攪拌1小時；以800轉 /分鐘轉速攪拌分散1小時；加入0. 5mm短切玻璃纖維75g、2000目矽微粉llOg和氣相法 Si02 40g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散1小時；混合攪拌1小時，抽真空並調速200轉/ 分鐘低速攪拌30分鐘，出料。
使用同實施例l。 對照例3 :以常規結構膠粘劑配方及工藝步驟為例 A組份製備稱取雙酚F環氧樹脂BFE170 300g，端羧基丁腈40液體橡膠改性E-51 400g， 1. 6己二醇二縮水甘油醚60g，加入帶有高速攪拌器的1. 5L混合釜中，加熱至9(TC並 保溫； 入有機膨潤土 5g，以600轉/分鐘轉速攪拌分散1小時；加入2000目活性矽微粉 105g，加入0. 5mm短切玻璃纖維80g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散30分鐘；降溫至40°C， 加入 KH560偶聯劑10g，加入氣相法Si02 40g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散20分鐘。抽真空並調速200轉/分鐘攪拌30分鐘，出料(總量lKg); B組份製備按比例稱取聚醚胺D230 400g，聚醯胺650 300g、三乙烯四胺60g， 2，
4，6-三(二甲基氨甲基)苯酚20g，置於1.5L雙行星動力混合釜，加入2000目矽微粉120g、
0. 5mm短切玻璃纖維60g，以800轉/分鐘轉速攪拌分散1小時；加入氣相法Si02 40g，以
800轉/分鐘轉速攪拌分散1小時，抽真空並調速200轉/分鐘攪拌30分鐘，出料。 使用方法同實施例l。 1 、實施例與對照例性能測試對照，見表1 表1
數據、頁目A組分凝膠時間(hr)拉伸剪切強度剪切衝擊強度壓縮強度剝離強度
粘度(100g)(MPa)*〔KJ/M2)(MPa)(KN/M)*
樣品 """-"-^raPa. sGB7123-86GB7124-86GB 6328-86GB/T1041-1992GB/T2791-1995
實施例11450003.515.925.5120.51.32
實施例21200003.017,721.5110.21.45
實施例3155000415.824.5115.01.25
實施例41350003.516.327.5127.81.30
對照例12690003.016.218.6100.31.23
對照例21650003.515.218.2108.91. 13
對照例31450Q03.017.014.598,5L 28 注* :均為LY/12-Cz噴砂試片 2、實施例與對照例老化及耐熱性能測試對照，見表2 表2
項目 \，據玻璃化轉化溫度 (Tg/DSC)冷熱交變試驗前 拉伸剪切強度(MPa盧-40 +80'C 20循環後 拉伸剪切強度(MPa)求
實施例i100. 716.516. 7
實施例293.817. 718..7
實施例395. 716.816.5
實施例4102.816. 316. 9
對照例192. 616. 215. 3
對照例291.415.215.2
對照例387. 517.014. 8 經如上實施例與對照例的性能測試分析，實施例4、1、3、2具有較好的綜合性能， 特別是具有較高的抗衝擊、抗壓縮強度；對照例1、2採用納米橡膠直接分散法，致分散效果 不良，或粘度過大或機械強度低；採用大尺度玻璃微珠和較快的凝膠速度，均可導致綜合性
10能下降；對照例3的常規結構膠抗衝擊、抗壓縮性能較差；而採用預分散——高速乳化法制 備納米橡膠粒子增韌環氧樹脂、100-200um混合玻璃微珠、400um ACR丙烯酸酯橡膠抗衝劑 的體系具有更高的機械強度和抗衝擊、抗壓縮性能。
權利要求
一種抗衝擊環氧結構膠，其特徵在於它是由以下重量配比的環氧樹脂組份(即A組分)和固化劑組分(即B組分)製成A組分雙酚F環氧樹脂20-35份、雙酚A環氧樹脂30-50份、潤溼分散劑0.2-0.5份、納米橡膠粒子6-10份、環氧樹脂活性稀釋劑4-8份、偶聯劑0.5-1.0份、抗氧劑0.3-0.5份、填料粉6-10份、玻璃微珠6-10份、懸浮觸變劑3.5-4.5份；B組分聚醚胺30-50份、聚醯胺20-40份、脂肪胺4-8份、固化促進劑1-3份、丙烯酸酯橡膠抗衝劑6-10份、填料粉6.5-12份、懸浮觸變劑4.5-5份；環氧樹脂組份與固化劑組分的重量比為100∶45～55。
2. 根據權利要求1所述的一種抗衝擊環氧結構膠，其特徵在於所述的A組分中雙酚F 環氧樹脂是一種環氧值為0. 56-0. 63的低粘度雙酚F環氧樹脂；雙酚A環氧樹脂是環氧值 為0. 44-0. 53的其中一種；納米橡膠粒子是一種納米級全硫化羧基丁腈橡膠粒子粉末(以 下簡稱納米橡膠粒子)；玻璃微珠是100和200um尺度的矽酸鹽實心玻璃微珠中的一種或 兩種混合；環氧樹脂活性稀釋劑是丁基縮水甘油醚(BGE)單官能度縮水甘油醚類稀釋劑， 也可以是1，6_己二醇二縮水甘油醚雙官能度環氧稀釋劑；潤溼分散劑是含有高分子量嵌 段共聚物結構的潤溼分散劑；偶聯劑是Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、Y-甲基丙烯 醯氧基丙基三甲氧基矽烷中的一種；填料粉是2000-3000目矽微粉、3000-5000目輕質碳酸 鈣、500-1250目煅燒a-AL^3粉、短切玻璃纖維粉中的一種，也可為其混合物；懸浮觸變劑 是有機膨潤土、氣相法Si(^中的一種或兩種混合；抗氧劑是2，6-三叔丁基-4-甲基苯酚、 四[甲基-P-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯中的一種。
3. 根據權利要求1所述的一種抗衝擊環氧結構膠，其特徵在於所述的B組分中聚醚 胺是二或三個官能度的、活潑氫當量為60或81g/Eq的聚醚胺；聚醯胺是胺值為200或400 的低分子聚醯胺；脂肪胺是三乙烯四胺或其改性胺；固化促進劑為2， 4， 6-三(二甲基氨甲 基)苯酚；丙烯酸酯橡膠抗衝劑(ACR)是具有核殼結構，其殼為甲基丙烯酸酯類共聚物，其 核為輕度交聯的丙烯酸酯類共聚物的彈性球體，具有400nm尺度；填料粉是2000-3000目矽 微粉、3000-5000目輕質碳酸鈣、500-1250目煅燒a _AL203粉、短切玻璃纖維粉中的一種，也 可為其混合物；懸浮觸變劑是有機膨潤土與氣相法Si02 二者的混合。
4. 上述權利要求的一種抗衝擊環氧結構膠的製備方法，其特徵在於它包括如下工藝步驟a預處理——高速乳化法製備納米橡膠粒子改性雙酚A (或雙酚F)環氧樹脂 潤溼分散劑預處理納米橡膠粒子將盛有環氧樹脂活性稀釋劑和雙酚A(或雙酚F)環氧樹脂的玻璃燒杯置於攪拌機下， 加入潤溼分散劑，攪拌10分鐘，將納米橡膠粒子邊攪拌邊緩慢加入到燒杯中，攪拌1小時， 靜置24小時，製得預處理納米橡膠粒子，備用；納米橡膠粒子改性雙酚A (或雙酚F)環氧樹脂將雙酚A(或雙酚F)環氧樹脂置於帶有高速乳化器的雙行星動力混合釜中，加熱樹脂 至9(TC，乳化器調速至10000轉/分鐘，稱取上述預處理納米橡膠粒子，邊分散乳化邊少量 多次加入到混合釜中，保溫12(TC，高速乳化2小時，得納米橡膠粒子改性環氧樹脂，待用；b A組份製備將雙酚F(或雙酚A)環氧樹脂、環氧活性稀釋劑加入到上述混合釜中，加熱至9(TC並保溫，高速攪拌30分鐘；加入玻璃微珠、填料粉，高速攪拌30分鐘；降溫至40°C ，加入偶聯劑、抗氧劑、懸浮觸變劑，高速攪拌20分鐘；抽真空並低速攪拌30分鐘，出料；c B組份製備將聚醚胺、聚醯胺、脂肪胺、固化促進劑和懸浮觸變劑置於雙行星動力混合釜，混合攪 拌1小時；加入丙烯酸酯橡膠抗衝劑、填料粉和懸浮觸變劑，高速攪拌1小時；抽真空並低 速攪拌30分鐘，出料；d膠粘劑的使用將上述製備的A、B組分按100 : 45 55的比例稱取，以鏟子混合均勻，置於待粘接 面，抹平、壓合、固定。
全文摘要
本發明公開了一種雙組分、室溫固化的抗衝擊環氧結構膠粘劑組成及其製備方法，其特點是由以下重量配比的環氧樹脂組份和固化劑組分製成，二者的重量比為100∶45～55；其製備工藝步驟包括潤溼分散劑預處理納米橡膠粒子、納米橡膠粒子改性雙酚A(或雙酚F)環氧樹脂、A組份製備、B組份製備及膠粘劑的使用；本發明的結構膠，具有更高的抗衝擊、抗振動、耐老化性能，熱穩定性好，用於鋁合金車體的金屬型材粘接，效果良好。
文檔編號C09J163/02GK101724368SQ200910230720
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月24日 優先權日2009年11月24日
發明者劉鐵鋼, 王建斌, 解海華 申請人:煙臺德邦科技有限公司