一種石材複合用改性環氧膠粘劑及其製備方法
2023-06-26 01:18:06
專利名稱：一種石材複合用改性環氧膠粘劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種石材複合用改性環氧膠粘劑及其製備方法，尤其涉及一種潮溼條件下使用的成本更為低廉的石材複合膠粘劑和它的製備方法。
背景技術：
石材用於建築物裝飾已有悠久的歷史了。人類進步發展到二十世紀八十年代，以名貴天然石材為面，以花崗石、瓷板等較密實的片材為底的複合飾面材料依託高強度膠粘 劑和高速度石材切片技術逐步發展起來。這種產品將名貴石材的厚度由15-30mm減薄至3-5_，節約了資源，降低了成本。因基材強度高，又經膠粘劑加固，複合板整體強度大幅度提高，擴大了使用範圍，提高了使用壽命；複合板整體厚度也減薄了，從而減輕了飾面石材的重量。石材複合所用膠粘劑原為不飽和聚脂樹脂，現逐步為環氧膠粘劑所代替，複合板的機械力學性能已較為理想，不足之處是用普通膠粘劑生產複合板的過程中必須要將面材和底材充分烘烤乾燥，能耗大，生產場地大，生產效率低。目前的膠粘劑還不能完全解決在潮溼條件下複合的要求，仍有改進的必要。
發明內容
本發明的目的在於製備一種生產成本更加低廉，在潮溼條件下固化性能更好的石材複合膠粘劑。石材複合所使用的改性環氧膠粘劑，配用了大量無機粉料，這一方面是在於降低生產成本，另一方面在於增加膠的硬度，減少膠固化時的收縮率。本發明配用了顆粒更粗的無機粉料，粒子粗些，減少了粉料的比表面積，同時，所用主體粉料吸油值相對較低，這些都為增加無機粉料的添加量創造了條件。本發明在製備固化劑時使用了較多的酮亞胺和壬基酚縮水甘油醚改性脂肪胺。酮亞胺是在潮溼條件下常用的環氧樹脂固化劑。它是脂肪胺與酮類化合物按摩爾比I :2反應完全的產物，當遇水且有脂肪胺存在時很快發生逆反應，產生脂肪胺和酮類。本發明將脂肪胺與丁酮的摩爾比控制在I :1. 0-1. 5範圍內，同時不使用甲苯作帶水劑，而用氧化鈣作脫水劑，製備出一種分子一端為胺基，一端為酮亞胺基的化合物為主的固化劑，這種固化劑製備流程較為簡單，活性好，對施工對象潮溼程度的適應能力更強。壬基酚縮水甘油醚改性脂肪胺分子中帶較長的脂肪鏈，又有苯環，提高了脂肪胺的耐水性和韌性，保留了脂肪胺快速固化的優點，是一種綜合性能很好的固化劑。所用主要原料之一壬基酚縮水甘油醚是由壬基苯酚和環氧氯丙烷合成的，來源充足，成本不高。本發明製備方法包括以下步驟
I、在帶攪拌、調溫和回流裝置的反應器中，加入丁酮70-90質量份，二乙烯三胺100質量份，強酸型陽離子交換樹脂0. 5質量份，抗氧劑0. 5質量份，開攪拌，升溫至60°C後，在30分鐘內勻速升溫至74°C，並在74°C下保溫1-2小時，再按15分鐘升10°C的速度升至105°C，在105°C保溫30分鐘。回流裝置中裝有氧化鈣乾燥劑60-100質量份，回流液經乾燥劑脫水回流至反應器繼續反應。降溫至20-40°C，停攪拌，物料經200目篩網過濾，得本發明淡黃色液體酮亞胺。2、在帶攪拌調溫和回流裝置的反應器中，加入壬 基酚縮水甘油醚100質量份，開攪拌，依次加入ニこ烯三胺21-32質量份，抗氧劑0. 3-1. 0質量份，在10-30°C下攪拌反應30分鐘，然後按15分鐘升10°C的速度升至60°C，在60-70°C下保溫反應2_3小時，冷卻至20-40°C，停攪拌，經200目篩網過濾得本發明黃色粘稠液體改性脂肪胺。3、在帶攪拌、調溫、回流裝置的反應器中加入雙份酚A環氧樹脂10-20質量份，開攪拌，依次加入雙酚F環氧樹脂4-10質量份，丁基縮水甘油醚2-6質量份，抗黃變劑0. 1-0. 3質量份，雙酚A 0. 5-2質量份，潤溼劑0. 05-0. 2質量份，升溫至60-80°C，保溫反應1-2小吋，停止加熱，再加入200-300目重晶石粉30-50質量份，200-300目重質碳酸鈣20-30質量份，300-500目滑石粉5_15質量份，輕質碳酸鈣0_10質量份，300-500目氧化鈣粉0-3質量份，共100質量份；加完料後攪拌1-2小時，經100目篩網過濾出料；物料進入三輥研磨機研磨二道，包裝得本發明甲組份，測25°C粘度5000至15000mpas。4、在帶攪拌、調溫、回流裝置的反應器中加入改性脂肪胺10-20質量份，開攪拌，依次加入酮亞胺2-5質量份，脂環胺甲基環戊ニ胺5-10質量份，偶聯劑0. 5-1. 5質量份、潤溼劑0. 05-0. 2質量份、固化促進劑0. 5-1. 5質量份，升溫至60-80°C，保溫攪拌1_2小時，停止加熱；接著加200-300目重晶石粉25-50質量份，200-300目重質碳酸鈣10_30質量份，300-500目滑石粉5-15質量份，250-400目輕質碳酸鈣5_15質量份，300-500目氧化鈣粉0-3質量份；加完料後，攪拌1-2小時，停止攪拌，經100目篩網過濾出料；然後物料經三輥研磨機研磨二道，包裝得本發明B組份，測25°C粘度2000-6000mPa. S。5、使用前，稱取A組份10質量份，B組份2. 5-5質量份，攪拌均勻，得本發明石材複合用改性環氧膠粘劑。本發明所用原材料是
雙酚A環氧樹脂E-51、E-44或它們的混合物；
雙酚F環氧樹脂F-51 ；
抗氧劑V78-P、V85-P、V95-P或它們的混合物，廣州志一精細化工公司供應；
潤溼劑CA-165醚改性矽氧烷，廣州宣寧化工科技公司供應，SP-978氟改性矽氧烷，東莞市博誠化工公司供應；2_胺基-2-甲基丙醇-1，也可用它們的混合物；
偶聯劑為有機矽系列的KH-550，KH-560和它們的混合物；
固化促進劑美國亨斯曼化學公司399-1，DMP-30, N，N 一二甲基ニ丙烯三胺和它們的混合物；
固體強酸性陽離子交換樹脂為732型陽離子交換樹脂和山東淄博昊業エ貿公司產顆粒狀S042/Ti02樹脂，其它原材料均從國內市場購入。所用無機粉料均經110°C焙烘2小時以上，冷卻後密封包裝或立即使用。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實例對本發明做進一步的說明，但本發明要求保護範圍並不限於實施例所表示的範圍.
實施例I
I、反應器配備攪拌、調溫和冷凝裝置，冷凝裝置在下部裝氧化鈣吸水劑100質量份；向反應器加入丁酮80質量份，二乙烯三胺100質量份，強酸性陽離子交換樹脂S042/Ti02 0.4質量份，V85-P抗氧劑0. 3質量份，開攪拌，升溫至60°C，然後在30分鐘內升溫至74°C，在74°C下保溫60分鐘，然後按15分鐘升溫10°C的速度升至105°C，保溫30分鐘，降溫至30°C，產物經200目篩網過濾得本發明淡黃色液體酮亞胺。2、在帶攪拌、調溫和回流裝置的反應器中，加入壬基酚縮水甘油醚100質量份，開攪拌，依次加入二乙烯三胺25質量份，抗氧劑V85-P 0. 3質量份，V78-P 0. 2質量份，在 28°C下攪拌反應30分鐘，按15分鐘升10°C，升溫至35°C保溫反應2. 5小時，降溫至30°C，停攪拌產物經200目篩網過濾得本發明淡黃色粘稠液體改性脂肪胺。3、在帶攪拌、調溫、回流裝置的反應器中，加入雙酚A環氧樹脂E-51 10質量份，E-44 5質量份，開攪拌，依次加入雙酚F環氧樹脂5質量份，丁基縮水甘油醚5質量份，雙酚A I質量份，抗黃變劑V85-P 0. 2質量份、潤溼劑SP-978 0. I質量份，升溫至75 °C，保溫反應I小時,停止加熱,再加入250目重晶石粉38質量份,300目重質碳酸|丐20質量份,400目滑石粉10質量份，輕質碳酸鈣5. 2質量份，400目氧化鈣0. 5質量份，加完料後，繼續攪拌I. 5小時，經100目篩網過濾出料，物料進入三輥研磨機研磨二道，得本發明甲組份。4、在帶攪拌、調溫和回流裝置的反應器中，加入改性胺15質量份，開攪拌，依次加入酮亞胺4質量份，甲基環戊二胺6質量份，偶聯劑KH-550 0. 6質量份、潤溼劑2-胺基-2-甲基丙醇-I 0. I質量份，固化促進劑DMP-30 1.0質量份，升溫至75°C，保溫攪拌I. 2小時，停止加熱，接著加入300目重晶石粉40質量份，250目重質碳酸鈣15質量份，400目滑石粉10質量份，325目輕質碳酸鈣7. 3質量份，300目氧化鈣I. 0質量份，加完料後繼續攪拌I. 4小時，經100目篩網過濾，然後物料經三輥研磨機研磨二道，得本發明乙組份。5、稱取甲組份10質量份，乙組份5質量份，混合均勻得本發明石材複合膠粘劑。產品按JC/T《超薄天然石材型複合板》硬質基材複合板物理性能技術指標檢測詳見附表。實施例2
在製備酮亞胺時，丁酮為75質量份，其餘同實施例I ;在製備改性脂肪胺時，二乙烯三胺為55質量份，其餘同實施例I;在製備本發明甲組份時，環氧樹脂E51為15質量份，F-514質量份，重晶石粉34質量份，其它條件同實施例I;製備本發明乙組份時，改性脂肪胺為13質量份，甲基環戊二胺為8質量份，固化促進劑改為N，N 一二甲基二丙烯三胺I. 0質量份，其它條件同實施例I。稱取甲組份10質量份，乙組份3. 3質量份，混合均勻，製得本發明石材複合改性環氧膠粘劑。產品世JC/T《超薄天然石材型複合板》中硬質基材複合板物理性能技術指標檢測，結果見附表。實施例3
在製備酮亞胺時，丁酮為88質量份，其餘條件同實施例I ;在製備改性脂肪胺時，二乙烯三胺為42質量份，其餘條件同實施例I ;製備本發明甲組份時，雙酚F環氧樹脂F-51為3質量份；丁基縮水甘油醚為7質量份，潤溼劑為CA-165 0. I質量份，其它條件同實施例
Io製備本發明こ組份時，改性脂肪胺為18質量份，酮亞胺為2質量份，甲基環戊ニ胺為5質量份，其他條件同實施例I。稱取甲組份10質量份，こ組份4. 2質量份，混合均勻，製成本發明石材複合改性環氧膠粘劑。按JC/T 1049-2007《超薄天然石材型複合板》中硬質基材複合板物理性能技術指標檢測，結果見附表。附表硬質基材複合板物理性能技術指標測試結果
權利要求
1.一種石材複合改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵是甲組份由雙酚A環氧樹脂10-20質量份、雙酚F環氧樹脂4-10質量份、丁基縮水甘油醚2-6質量份、抗黃變劑O. 1-0. 3質量份、雙酚A O. 5-2質量份、潤溼劑O. 05-0. 2質量份、200-300目重晶石粉30-50質量份、200-300目重質碳酸鈣20-30質量份、300-500目滑石粉5-15質量份、250-400目輕質碳酸鈣0-10質量份、300-500目氧化鈣粉0-3質量份，共100質量份製成；乙組份由改性脂肪胺10-20質量份、酮亞胺2-5質量份、甲基環戊二胺5-10質量份、偶聯劑O. 5-1. 5質量份、潤溼劑O. 05-0. 2質量份、固化促進劑O. 5-1. 5質量份、200-300目重晶石粉25-50質量份、200-300目重質碳酸鈣粉10-30質量份、300-500目滑石粉5-15質量份、250-400目輕質碳酸隹丐粉5-15質量份、300-500目氧化I丐粉0-3質量份，共100質量份製成；甲乙二組份在使用時按質量比10:2. 5 4混合使用。
2.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵是酮亞胺按以下技術方案製備 在反應器中加入丁酮70 90質量份、二乙烯三胺100質量份、強酸性陽離子交換樹脂O.5質量份，抗氧劑O. 3-0. 5質量份，開攪拌，在30分鐘內升溫至60°C，再用30分鐘升溫勻速升溫至74°C，並在74°C保溫1-2小時，回流裝置中裝有氧化鈣60-100質量份，回流液脫水後回流至反應器繼續反應；接著反應器按15分鐘升10°C的速度升至105°C，保溫30分鐘；降溫至20-40°C，停攪拌，反應器內物料經200目篩網過濾包裝，得淡黃色液體酮亞胺。
3.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵在於改性脂肪胺按以下技術方案製備 在反應器中加入壬基酚縮水甘油醚100質量份，開攪拌，依次加入二乙烯三胺21-32質量份，抗氧劑O. 3-1. O質量份，在10-30°C下攪拌反應30分鐘，然後按15分鐘升10°C的速度升至60°C，在60-70°C間保溫反應2-3小時，冷卻至20_40°C，停攪拌，經200目篩網過濾出料得淡黃色粘稠液體改性脂肪胺。
4.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵是改性環氧膠粘劑按下述方法製備 ⑴在反應器中加入雙酚A環氧樹脂，開攪拌，依次加入雙酚F環氧樹脂、丁基縮水甘油醚、抗黃變劑、雙酚A、潤溼劑，升溫至60-80°C，保溫反應1-2小時，停止加熱，再加入重晶石粉、重質碳酸鈣粉、滑石粉、輕質碳酸鈣、氧化鈣粉，加完料後繼續攪拌1-2小時，經100目篩網過濾出料，最後經三輥研磨機研磨二道，包裝得甲組份； ⑵在反應器中加入改性脂肪胺，開攪拌，依次加入酮亞胺、甲基環戊二胺、偶聯劑、潤溼齊U、固化促進劑，升溫至60-80°C，保溫攪拌1-2小時，停止加熱，接著加重晶石粉、重質碳酸鈣粉、滑石粉、輕質碳酸鈣粉、氧化鈣粉，加完料後繼續攪拌1-2小時，停止攪拌，經100目篩網過濾出料，然後物料經三輥研磨機研磨二道，包裝得乙組份； ⑶使用前，稱甲組份、乙組份，混合均勻，得石材複合用改性環氧膠粘劑。
5.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵是所用環氧樹脂為E-44、E-51、F-51和它們的混合物。
6.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵是抗黃變劑使用V78-P、V85-P、V95-P或它們的混合物。
7.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵是潤溼劑使用醚改性矽氧烷CA-165、氟改性矽氧烷SP-978和2 —氨基一2—甲基丙醇-I和它們的混合物。
8.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特徵是偶聯劑使用有機矽系列KH-550、KH-560或它們的混合物。
9.根據權利要求I所述改性環氧膠粘劑及其製備方法，其特性是固化促進劑使用DMP-30、N，N —二甲基二丙烯三胺、399-1和它們的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種石材複合用雙組份改性環氧膠粘劑及其製備方法,其特徵是甲組份由雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、活性稀釋劑、雙酚A、抗黃變助劑、潤溼劑、無機粉料製備，乙組份由自製酮亞胺、壬基酚縮水甘油醚改性脂肪胺、脂環胺、偶聯劑、潤溼劑、固化促進劑製備，甲、乙兩組份按10:2.5-5的質量比混合使用。酮亞胺製備中丁酮與二乙烯三胺的質量比為70-90:100；改性脂肪胺製備中壬基酚縮水甘油醚與二乙烯三胺的質量比為100:21-32；該石材複合用雙組份改性環氧膠粘劑具有潮溼條件下固化性能較好、成本較低的特點。
文檔編號C09J11/04GK102786903SQ201210211810
公開日2012年11月21日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者柳雄策, 沈定忠, 鄭保昌, 鍾雪琴 申請人:湖南柯盛新材料有限公司