[发明专利]一种低黏度、高延伸率、高强度环氧灌封胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的一种低黏度、高延伸率、高强度环氧灌封胶的制备方法。通过环氧树脂改性、纳米粒子和聚醚胺固化增韧降黏，活性稀释剂，促进剂调节适用期，从而制得低黏度、高延伸率、高强度的环氧灌封胶。

背景技术

随着航天、航空以及现代工业的技术发展，一些大型设备相继研制成功。这些大型设备的起吊、运输、运载对其所使用的环氧结构胶黏剂的耐疲劳性和冲击韧性提出了更高的要求，而且要求胶黏剂具有一定的灌封性。

环氧灌封胶广泛应用于电子行业，对各种电子元器件起到连接、组合、环境隔离和保护作用。目前的环氧灌封胶为了降低常规环氧胶的粘度，使其可以用于灌封行业，通常使用液体酸酐作为固化剂。如中国专利申请201010284290，采用缩水甘油醚适当降低环氧粘度，然后用甲基四氢邻苯二甲酸酐或甲基六氢邻苯二甲酸酐固化，制得一种低粘度环氧灌封胶。其性能如下：粘度（25℃）≤2500 mPa·s，固化温度70℃~120℃，固化时间3~5h，拉伸强度≥50 MPa。这种灌封胶优点是交联密度高，强度大，但固化物脆性大、耐疲劳性差、断裂伸长率低，通常小于4%，而且室温不能固化，不适用大型件的结构保护，在起吊、运输过程中往往胶黏剂本身有所损伤或者与底材脱离。为了改善环氧胶黏剂的脆性而且内应力大的问题，在做结构胶黏剂时往往需要改性。一般采用丁腈橡胶和聚氨酯改性较为普遍，如中国专利申请200810143148，就采用聚氨酯改性环氧制备了一种韧性环氧胶黏剂，通过聚氨酯的加入，改善了胶黏剂的韧性，最终通过低分子芳香胺固化，制备了一种高强度、高剥离的环氧胶。中国专利申请200510069925，通过端羟基聚硅氧烷与二异氰酸酯反应增韧环氧树脂，然后用咪唑类做促进剂，芳香胺做固化剂，制备了一种耐高温的韧性环氧胶黏剂。这种方法制备的胶黏剂往往适用期较短，室温下一般为15min~30min，较难作为灌封胶使用。

发明内容

本发明是为了解决一些大型结构件的微小缝隙填充，如火箭发动机壳体与裙的连接、大型储罐的弧型壳体与底座缝隙之间的填充，随着灌封胶的使用，两者粘接面积进一步增大，可大幅提升部位的可靠性，从而大大降低使用过程中的安全隐患。为了克服一般环氧灌封胶黏剂脆性大、冲击性差的缺点，我们采用聚醚胺，双重增韧使我们所制备的环氧灌封胶有以下优点：低粘度，可增韧，适用期长，它的引入，解决了胶黏剂的粘度大和适用期较短的问题；通过促进剂调整胶黏剂的固化时间，使目的胶黏剂具有充分的灌封性。

本发明形成的低黏度、高延伸率、高强度灌封胶各项性能指标如下：（1）黏度：在25℃下在900mPa·s~1500 mPa·s，（2）凝胶时间：1h~6h可由促进剂种类和添加量调节，（3）剪切强度：≥20MPa（铝—铝），（4）拉伸强度: ≥35MPa（5）断裂伸长率：≥12%，（6）耐持久应力（16MP，h）≥500h。

本发明的上述目的是通过下述技术方案实现的：首先在反应瓶中加入聚乙二醇和/或聚醚二元醇，升温至105℃抽真空2小时，脱水。再降温至60℃加入二异氰酸酯，再升温至70℃反应约2小时，依次加入环氧树脂，活性稀释剂，控制反应温度为90℃，反应90min，测定NCO含量小于0.5wt%时降温出料，然后再加入聚醚胺，促进剂混合搅拌制得环氧灌封胶。

  上述工艺中在降温出料后还可以加入填料，填料为纳米二氧化硅和三氧化二铝，用量为环氧树脂用量的0wt%~100wt%，使用前用硅烷偶联剂处理。所使用的硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH550）、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷（KH551）、γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷（KH560）、γ-甲基丙稀酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）中的一种或者多种的混合物。偶联剂处理方法如下：将硅烷偶联剂，乙醇和水混合，其质量比为偶联剂：乙醇：水=20：70：10。然后高速搅拌10min,取出放入90℃烘箱烘至恒重。