[发明专利]一种室温固化环氧结构胶粘剂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室温固化环氧结构胶粘剂组合物及其制备方法。

背景技术

室温固化环氧胶粘剂由于具有省时、省力、节省能源、使用方便等一系 列优点，长期以来受到人们的广泛关注。上世纪50年代以来，伴随着增韧 技术和核壳微观结构理论的探讨与应用，环氧树脂胶粘剂在工业中的应用研 究取得了重大进展。室温固化的环氧胶粘剂已经在航空、航天飞行器材制造， 汽车、电气、仪表制造，建筑的装饰、装修、维修，医用、医药的包装，日 常生活用品的维修等行业获得广泛的应用，成为胶粘剂领域中应用面广以及 量大的重要品种之一。

国外研制的双组分室温固化环氧胶粘剂的国家主要有美国、瑞士、德国、 英国、日本，近年来发表了不少文章和专利，有多种牌号的产品在市场上销 售。据美国一家商业刊物统计，美国主要的120家胶粘剂厂商生产的双组分 室温固化胶粘剂牌号中，环氧室温固化胶占有2/3。值得注意的是，这些胶多 为以环氧树脂为主体材料的胶粘剂，主要用于粘接金属、塑料、玻璃、陶瓷、 纤维、复合材料、木材、水泥以及电器元件的灌封或包埋。高性能室温固化 环氧树脂胶粘剂在航天领域中，已用于人造卫星复合材料的组装，以及太阳 能电池板等部件的胶接。据统计在航空领域和直升机的制造中，有17种室温 固化结构胶被用于机身和发动机等部位，也有数种室温固化胶粘剂用于螺钉 锁固，导线及热电偶的固定。但也应该看到，比起室温固化胶在民品修理以 及电子工业中的应用，室温固化结构胶粘剂在航空、航天领域，特别是在飞 机关键部件的制造中尚未得到广泛使用，这主要是由于室温固化型结构胶粘 剂的综合性能尚未达到军工产品的生产和使用要求，特别是在强度、耐高温 和高耐久方面的苛刻要求。人们尚不敢应用固化温度低于飞机飞行工作温度 的各种胶粘剂去粘接这些部件，这恰好就给今后室温固化型结构胶粘剂的发 展指出了方向。我国从50年代后期开始研制，到90年代后期已初具规模。 如中国专利CN1091129C、CN87100265A、CN1793267A、CN1239663C、 CN1640979A等。当前我国与国外先进水平的主要差距是：(1)品种少，如高 剥离强度、耐高温、室温下可快速固化等品种十分稀少。(2)性能差，室温 剪切强度达到20MPa，T－剥离强度达到5N/mm的高强高韧环氧结构胶粘剂 极少。专利CN1793267A中介绍的环氧高强度结构胶，其中室温固化环氧结 构胶的剪切强度小于8MPa。文献1(吴桂芹，化工建材，2006，22(4)：23～ 24)中介绍的环氧结构胶的剪切强度小于14MPa。

为此，开发一种制备方法简单、原材料易得，性能优异的环氧结构胶粘 剂是非常急需的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的室温固化环氧结构胶粘 剂组合物韧性差、高温强度差的缺点，提供了一种韧性好、高温强度高的室 温固化环氧结构胶粘剂组合物，以及所述的环氧结构胶粘剂的制备方法。

本发明的室温固化环氧结构胶粘剂组合物包括组分A和组分B，其中组 分A包括下述成分：双酚A型环氧树脂、韧性改性双酚A型环氧树脂、硅 烷偶联剂、触变剂和着色剂；组分B包括下述成分：聚酰胺、聚醚胺、填料 和固化促进剂；其中，所述的韧性改性双酚A型环氧树脂为液态丁氰橡胶 (CTBN)改性的双酚A型环氧树脂和/或用核壳结构的聚合物增韧的双酚A 型环氧树脂。

组分A中，所述的双酚A型环氧树脂以及韧性改性双酚A型环氧树脂 中的双酚A型环氧树脂为本领域常规使用的双酚A型环氧树脂，较佳的为 E51、E44、EPON828和EPON826环氧树脂中的一种或几种。

所述的韧性改性双酚A型环氧树脂，能有效增强室温固化环氧结构胶粘 剂的韧性。所述的液态丁氰橡胶(CTBN)改性的双酚A型环氧树脂能购买 得到，也可参照本领域常规方法得到。在本发明一较佳的实施例中，CTBN 改性的双酚A型环氧树脂由下述制备方法制得：在20～30℃下将100质量 份液态丁腈橡胶、240～260质量份双酚A型环氧树脂、2～3质量份气相二 氧化硅与2～3质量份苯基三甲氧基硅烷混合，加热至60～70℃，反应3～4 小时，冷却后即得。其中，所述的双酚A型环氧树脂较佳的为EPON828或 EPON826；加热的速率较佳的为2～5℃/分，较佳地冷却至20～25℃。