[发明专利]一种固化剂、制备方法及环氧树脂胶黏剂

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种固化剂、制备方法及环氧树脂胶黏剂。

背景技术

环氧树脂（EP）是一类重要的热固性树脂，是聚合物复合材料中应用广泛的基体树脂。EP具有优异的黏接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性、化学稳定性、以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，在胶黏剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及复合材料等领域得到广泛应用。但是，由于纯环氧树脂具有较高的交联结构，因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求，使其应用受到一定限制。因此对环氧树脂的增韧改性一直是国内外研究的热门课题。

近年来众多的国内外学者致力于研究一些新的环氧树脂的增韧改性方法，如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混；使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(IPN)体系；用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性；用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。即使这样,环氧树脂胶黏剂在使用过程中仍需要高温固化(100-150℃)且固化物较脆（断裂伸长率较低）。这不但增加了使用成本，同时也限制了其使用范围。通用的常温固化剂不但固化时间较长，而且树脂固化后强度尤其是韧性较低，无法满足用户要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的固化剂在常温下固化时间长且树脂固化后韧性低的问题，而提供一种固化剂、制备方法及环氧树脂胶黏剂。

本发明首先提供一种固化剂，结构如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中，R选自丙基、正丁基或正戊基中的一种，R¹选自正戊基、正己基或正庚基中的一种。

本发明还提供一种固化剂，结构如式Ⅱ所示：

式Ⅱ中，R选自丙基、正丁基或正戊基中的一种，R¹选自正戊基、正己基或正庚基中的一种。

本发明还提供一种固化剂的制备方法，制备式Ⅰ结构的固化剂，包括：

将alpha,alpha-双酰基二硫缩烯酮溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入氰基乙酸甲酯、氢氧化钠和氧化锌，在35～45℃下反应，得到式Ⅰ所示的固化剂。

本发明还提供一种固化剂的制备方法，制备式Ⅱ结构的固化剂，包括：

将alpha,alpha-双酰基二硫缩烯酮溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入氰基乙酸甲酯、氢氧化钠和碘化亚铜，在55～65℃下反应，得到式Ⅱ所示的固化剂。

优选的是，所述的alpha,alpha-双酰基二硫缩烯酮和氰基乙酸甲酯的摩尔比为0.01：（0.01～0.012）。

优选的是，所述的alpha,alpha-双酰基二硫缩烯酮为alpha-甲酰基-alpha-正己酰基二丙硫缩烯酮、alpha-甲酰基-alpha-正庚酰基二丁硫缩烯酮或alpha-甲酰基-alpha-正辛酰基二戊硫缩烯酮。

本发明还提供一种环氧树脂胶黏剂，按照重量份数计，包括：

环氧树脂100份，混合固化剂20～40份；

所述的混合固化剂包括间苯二铵、DDM和具有式Ⅰ或式Ⅱ结构的固化剂，

所述的式Ⅰ或式Ⅱ结构的固化剂结构式如下：

式Ⅰ或式Ⅱ中，R选自丙基、正丁基或正戊基中的一种，R¹选自正戊基、正己基或正庚基中的一种。

优选的是，所述的环氧树脂胶黏剂，按照重量份数计，包括：

环氧树脂100份，混合固化剂25～30份。

优选的是，所述的环氧树脂选自型号为E-51、E-44、酚醛型F-51、酚醛型F-44中的一种。

优选的是，所述的混合固化剂中，按照重量份数计，包括间苯二铵10～15份、DDM6～10份、具有式Ⅰ或式Ⅱ结构的固化剂4～15份。

本发明的有益效果

本发明首先提供一种固化剂，结构如式Ⅰ或式Ⅱ所示，该固化剂是将alpha,alpha-双酰基二硫缩烯酮溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入氰基乙酸甲酯、氢氧化钠和催化剂，在35-65℃下反应得到的，所述的催化剂为氧化锌或碘化亚铜。该方法工艺简单、原料易得，制备得到式Ⅰ或式Ⅱ结构的固化剂，该固化剂可在常温下固化，且固化时间短。