專利名稱：：金屬板材專用粘合膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種粘合膠，尤其是涉及一種金屬板材專用粘合膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
：減震消音片是剎車片中的一種重要部件，在剎車片制動時，減震消音片可以對剎車片中摩擦塊帶來的震動和噪音起阻尼作用。目前有一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的減震消音片，由兩層金屬薄板粘合而成。與普通的采用單層金屬板的減震消音片相比，復(fù)合結(jié)構(gòu)的減震片具有較好的強度、優(yōu)良的減震及消音性能。在此減震片中，粘合兩層金屬板的膠劑是關(guān)鍵因素。由于膠劑與金屬是兩種不同的材料，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)和機械性能有著很大的差別，金屬板表面平整光滑，特別是減震消音片所在環(huán)境的特殊性，因而對膠體相關(guān)性能的要求很高。既要與金屬板表面結(jié)合牢固、又要在凝固后具有一定彈性和韌性，吸收剎車帶來的沖擊和振動，降低噪音，同時還要具有具有良好的工藝性能，便于生產(chǎn)加工。然而縱觀現(xiàn)有的眾多粘合膠，卻難以發(fā)現(xiàn)滿足上述要求的專用于金屬板之間互粘的高性能粘合膠。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要是解決傳統(tǒng)粘合劑用于金屬板互粘時，膠體抗剪切、抗剝離力較弱、膠體與金屬板結(jié)合不夠牢固，不環(huán)保等技術(shù)問題。上述技術(shù)問題主要是通過本發(fā)明的下述技術(shù)方案得以解決該金屬板材專用粘合膠的配方主要由下列組分按所述重量份制成端氨基液體丁腈橡膠86—100份，雙酚A型環(huán)氧樹脂40—50份，納米二氧化硅5—7份，納米氧化鋁5—7份，硅垸偶聯(lián)劑1一2份，過氧化二異丙苯2.5—4份，氰尿酸三烯丙酯1—2份，甲基六氫鄰苯二甲酸酐30—40份，芐基三乙基氯化銨0.5—1份，醋酸乙脂50—60份。作為優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷。作為優(yōu)選，所述端氨基液體丁腈橡膠選用丙烯腈含量為18—26的低丙烯腈含量端氨基液體丁腈橡膠。制備上述金屬板材專用粘合膠的方法包括以下步驟a.將硅垸偶聯(lián)劑按1:5的比例溶于醋酸乙脂中，在攪拌狀態(tài)下，將納米二氧化硅粉體和納米氧化鋁粉體加到硅垸偶聯(lián)劑溶液中，用超聲波處理30分鐘，然后減壓蒸餾除去醋酸乙脂，烘干，得到活性填料粉體；b.將溫度控制在90°C，按配比將活性填料粉體、環(huán)氧樹脂分別倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以1350rpm的轉(zhuǎn)速，高速攪拌20分鐘，以便表面有機包覆偶聯(lián)劑的納米二氧化硅粉體和納米氧化鋁粉體均勻的分散到環(huán)氧樹脂中，于是得到環(huán)氧樹脂一活性填料的混合物；c.按配比將丁腈橡膠、醋酸乙脂倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以350rpm的轉(zhuǎn)速，低速攪拌35分鐘，然后將溫度控制在25—30°C，依次加入過氧化二異丙苯、氰尿酸三烯丙酯、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、芐基三乙基氯化銨，繼續(xù)低速攪拌15分鐘，即得到本金屬板材專用粘合膠。金屬板采用本發(fā)明膠劑粘合后，該金屬板需在溫度為180——280°C,壓力為0.8——1.2Mpa狀態(tài)下放置9——30分鐘，以促使金屬板之間的膠劑熱固化。本發(fā)明配方中，端氨基液體丁腈橡膠(ATBN)具有很好的耐油性、初粘性及良好的流動性。由于ATBN含有活性端基，其活性基團能和環(huán)氧樹脂發(fā)生作用，因而與雙酚A型環(huán)氧樹脂相容性很好。過氧化二異丙苯是一種有機過氧化物硫化劑，在一定溫度及壓力下對上述丁腈橡膠具有交聯(lián)作用，而氰尿酸三烯丙酯是氧化二異丙苯的交聯(lián)助劑，可以提高硫化膠的交聯(lián)程度。本發(fā)明采用過氧化二異丙苯體系進行硫化，可提高硫化膠的耐熱、耐老化性能，并能降低永久形變，從而讓粘合膠中的丁腈橡膠獲得較好的彈性和強度，促使其減震和吸聲效果更加突出。甲基六氫鄰苯二甲酸酐是環(huán)氧樹脂的固化劑，芐基三乙基氯化銨是其固化促進劑，該促進劑高溫時反應(yīng)活性較大，可迅速促進環(huán)氧樹脂——甲基六氫鄰苯二甲酸酐體系固化，而室溫時反應(yīng)活性較低，可以讓體系在室溫下(25°C)的適用期在40天以上，其貯存期大約是一般叔胺促進體系的7倍。使用本發(fā)明粘合金屬板時，其丁腈橡膠的交聯(lián)固化與環(huán)氧樹脂的交聯(lián)固化同步進行，相互促進，形成分子鏈相互交聯(lián)的固化網(wǎng)絡(luò)。在此網(wǎng)絡(luò)中，硫化后的橡膠與環(huán)氧樹脂膠形成了一種非常穩(wěn)定的膠粘體系，同時該膠體與金屬粘合的性能大大提高。實踐證明上述膠粘體系在剪切過程中能充分起到均分應(yīng)力的作用，從而降低了因應(yīng)力集中而導(dǎo)致的膠接破壞。納米二氧化硅和氧化鋁因其顆粒尺寸小、微孔多、比表面積大，因此具有優(yōu)良的物理和化學(xué)特性。納米二氧化硅分散膠體中后，具有優(yōu)良的補強、增韌，抗老化等優(yōu)點；而納米氧化鋁分散膠體中后，可以增加膠體粘接力，機械強度及耐候性。然而納米材料與有機材料混配時，也存在不少弱點，如表面活性過高，易于團聚、在有機材料中不容易均勻分散等。針對上述不足，本發(fā)明對納米材料采用超聲分散和偶聯(lián)劑處理方法,使其均勻的分散在環(huán)氧樹脂基體中，這樣隨著環(huán)氧樹脂與其它組分的混合，進一步分散在整個膠體中。當(dāng)膠體固化后，可有效的增加了膠體的強度、粘接力和韌性，同時提高了膠體的耐熱性。另外，當(dāng)氨基硅垸的用量處于本發(fā)明配比范圍內(nèi)時，除了能改善填料的分散性外，還可提高膠體與鋼鐵的粘接力。這是因為氨基硅烷通常帶有兩種基團。一種基團(含硅部分)可以和無機的金屬材料結(jié)合，而另一種基團(胺官能團)則可以與有機的樹脂材料結(jié)合，從而在粘合界面形成強力較高的化本發(fā)明用于兩層金屬板的復(fù)合，與傳統(tǒng)的膠劑相比，其剪切強度及剝離強度都有很大的提高。并且采用本膠劑粘合的金屬復(fù)合板，阻尼系數(shù)高，復(fù)合損耗因子i1〉0.17(-10—6(TC)，當(dāng)發(fā)生振動時，金屬復(fù)合板之間的粘彈性膠體被迫伸縮，層內(nèi)產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力和應(yīng)變，于是耗損更多的能量，產(chǎn)生抗震減噪效果，因此特別適于制造減震消音片。另外，本發(fā)明所采用的原材料均是環(huán)保產(chǎn)品，大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用時，不存在環(huán)境污染問題。具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的具體說明。實施例l:將2份(每份重量為50g，下同)Y-氨丙基三乙氧基硅垸按l:5的比例溶于醋酸乙脂中，在攪拌狀態(tài)下，將5份納米二氧化硅粉體和5份納米氧化鋁粉體加到上述硅烷偶聯(lián)劑溶液中，用超聲波處理30分鐘，然后減壓蒸餾除去醋酸乙脂，烘干，得到活性填料粉體；將溫度控制在9(TC，將活性填料粉體、50份環(huán)氧樹脂分別倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以1350rpm的轉(zhuǎn)速，高速攪拌20分鐘，得到環(huán)氧樹脂一活性填料的混合物；接著按配比將100份端氨基液體丁腈橡膠(丙烯腈含量為18)、50份醋酸乙脂倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以350rpm的轉(zhuǎn)速，低速攪拌35分鐘，然后將溫度控制在30°C，依次加入3份過氧化二異丙苯、1份氰尿酸三烯丙酯、35份甲基六氫鄰苯二甲酸酐、0.5份芐基三乙基氯化銨，繼續(xù)低速攪拌15分鐘，即得到本金屬板材專用粘合膠。實施例2:將1份(每份重量為50g，下同)Y-氨丙基三乙氧基硅垸按1:5的比例溶于醋酸乙脂中，在攪拌狀態(tài)下，將7份納米二氧化硅粉體和6份納米氧化鋁粉體加到上述硅烷偶聯(lián)劑溶液中，用超聲波處理30分鐘，然后減壓蒸餾除去醋酸乙脂，烘干，得到活性填料粉體；將溫度控制在90°C，將活性填料粉體、40份環(huán)氧樹脂分別倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以1350rpm的轉(zhuǎn)速，高速攪拌20分鐘，環(huán)氧樹脂一活性填料的混合物；接著按配比將90份端氨基液體丁腈橡膠(丙烯腈含量為26)、55份醋酸乙脂倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以350rpm的轉(zhuǎn)速，低速攪拌35分鐘，然后將溫度控制在25°C，依次加入2.5份過氧化二異丙苯、2份氰尿酸三烯丙酯、30份甲基六氫鄰苯二甲酸酐，l份芐基三乙基氯化銨，繼續(xù)低速攪拌15分鐘即得到本金屬板材專用粘合膠。實施例3:將2份(每份重量為50g，下同)Y-氨丙基三乙氧基硅垸按l:5的比例溶于醋酸乙脂中，在攪拌狀態(tài)下，將6份納米二氧化硅粉體和7份納米氧化鋁粉體加到上述硅垸偶聯(lián)劑溶液中，用超聲波處理30分鐘，然后減壓蒸餾除去醋酸乙脂，烘干，得到活性填料粉體；將溫度控制在90。C，將活性填料粉體、45份環(huán)氧樹脂分別倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以1350rpm的轉(zhuǎn)速，高速攪拌20分鐘，得到環(huán)氧樹脂一活性填料的混合物；接著按配比將95份端氨基液體丁腈橡膠(丙烯腈含量為18)、60份醋酸乙脂倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以350rpm的轉(zhuǎn)速，低速攪拌35分鐘，然后將溫度控制在30°C，加入4份過氧化二異丙苯、2份氰尿酸三烯丙酯、40份甲基六氫鄰苯二甲酸酐，0.8份芐基三乙基氯化銨，繼續(xù)低速攪拌15分鐘即得到本金屬板材專用粘合膠。實施例4:將1.5份(每份重量為50g，下同)Y-氨丙基三乙氧基硅烷按l:5的比例溶于醋酸乙脂中，在攪拌狀態(tài)下，將6份納米二氧化硅粉體和6份納米氧化鋁粉體加到上述硅垸偶聯(lián)劑溶液中，用超聲波處理30分鐘，然后減壓蒸餾除去醋酸乙脂，烘干，得到活性填料粉體；將溫度控制在90。C，將活性填料粉體、47份環(huán)氧樹脂分別倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以1350rpm的轉(zhuǎn)速，高速攪拌20分鐘，得到環(huán)氧樹脂一活性填料的混合物；接著按配比將86份端氨基液體丁腈橡膠(丙烯腈含量為22)、50份醋酸乙脂倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以350rpm的轉(zhuǎn)速，低速攪拌35分鐘，然后將溫度控制在27°C，加入3.5份過氧化二異丙苯、1.5份氰尿酸三烯丙酯、35份甲基六氫鄰苯二甲酸酐，0.7份芐基三乙基氯化銨，繼續(xù)低速攪拌15分鐘即得到本金屬板材專用粘合膠。對比例普通改性環(huán)氧樹脂粘合膠，包括甲組分和乙組分。甲組分配制在反應(yīng)釜中按一定配比加入100份(每份重量為50g，下同)雙酚A型環(huán)氧樹脂和10份丁腈-40液體橡膠，油浴加熱并不斷攪拌，將溫度升至15(TC，加入石英粉10份，繼續(xù)攪拌10分鐘，然后加人0.2份y-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑，恒溫攪拌90分鐘制得樹脂膠。乙組分配制稱取50份低分子質(zhì)量聚酰胺樹脂，加入促進劑5份2，4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30),并加入30份丙酮，升溫至13(TC,攪拌120分鐘制得固化劑。使用時，將甲組分和乙組分按2:1的比例混合。為了驗證本發(fā)明的效果，現(xiàn)將實施例制備的金屬板材粘接專用膠與對比例制備的環(huán)氧樹脂膠劑進行主要性能對比試驗，其結(jié)果如下一.力學(xué)性能的對比試驗A.試驗材料1.實施例1—4所制得的金屬板材專用粘合膠。2.由對比例所制得的改性環(huán)氧樹脂粘合膠。3.剪切試片采用8組LY/12-Cz鋁合金片，編號為Jl號、J2號……J8號，每組兩塊，規(guī)格均為2mmX25mmX80mm;剝離試片采用8組LY/12-Cz鋁合金片，編號為Bl號、B2號……B8號，每組包括面板和底板各一片，其中底板規(guī)格為3mmX25mmX220mm，面板規(guī)格為0.6mmX25mmX220腿。B.試驗過程1.每一試片用砂紙打磨后，再用乙酸乙酯潤濕的紗布擦拭，然后立即用干紗布擦干，如此清洗2—3次。2.采用實施例1—4所制得的金屬板材專用粘合膠，分別對J1一J4號組中的兩塊試片進行單面搭接，同時分別對B1^B4號組中的面板和底板進行單面搭接；然后放入平板硫化機內(nèi)硫化，于200°C，壓力為0.9Mpa狀態(tài)下硫化15分鐘后取出，硫化后除去試樣周邊多余的膠體，自然冷卻至室溫。3.采用對比例所制得的改性環(huán)氧樹脂粘合膠，將甲組分和乙組分混合均勻后，分別對J5—J8號組中的兩塊試片進行單面搭接，同時分別對B5—B8號組中的面板和底板進行單面搭接，室溫固化24h。分別將各剪切試片和各剝離試片于50-5000N電子萬能試驗機上(江都市天源試驗機械有限公司生產(chǎn))測試，其實驗結(jié)果如表l所示-表l:兩種體系的粘合膠對比實驗。<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>二隔音降噪性能對比:試驗材料試樣有兩組，均采用尺寸為0.8mmX17mmX280mm鋼片，以鋼板+膠層+鋼板方式復(fù)合，膠層厚0.8mm。其中膠層所使用的膠劑分別為實施例3所制得的金屬板材粘接專用膠和對比例所制得的改性環(huán)氧樹脂粘合膠，試驗內(nèi)容:測試不同頻率、不同溫度下有粘合膠層鋼板的復(fù)合損耗因子。材料的隔音降噪性能用復(fù)合損耗因子n的大小來表示，n越大說明隔音降噪性能越好。試驗設(shè)備利用振動阻尼分析儀(湘潭華豐儀器制造有限公司生產(chǎn))進行測試。其結(jié)果如下表所示。<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>通過上述試驗可以得到以下結(jié)論作為金屬板材之間粘合的膠劑，本發(fā)明相對于現(xiàn)有普通粘合膠，無論是在力學(xué)性能，還是隔音降噪性能上，本發(fā)明均有顯著的進步。權(quán)利要求1.一種金屬板材專用粘合膠，其特征是它主要由下列重量份的組分制成端氨基液體丁腈橡膠86-100份，雙酚A型環(huán)氧樹脂40-50份，納米二氧化硅5-7份，納米氧化鋁5-7份，硅烷偶聯(lián)劑1-2份，過氧化二異丙苯2.5-4份，氰尿酸三烯丙酯1-2份，甲基六氫鄰苯二甲酸酐30-40份，芐基三乙基氯化銨0.5-1份，醋酸乙脂50-60份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材專用粘合膠，其特征是所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅垸。3.—種制備權(quán)利要求1所述金屬板材專用粘接膠的方法，其特征是該方法包括以下步驟a.將硅垸偶聯(lián)劑按l:5的比例溶于醋酸乙脂中，在攪拌狀態(tài)下，將納米二氧化硅粉體和納米氧化鋁粉體加到硅烷偶聯(lián)劑溶液中，用超聲波處理30分鐘，然后減壓蒸餾除去醋酸乙脂，烘干，得到活性填料粉體；b.將溫度控制在90°C，按配比將活性填料粉體、環(huán)氧樹脂分別倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以1350rpm的轉(zhuǎn)速，高速攪拌20分鐘，得到環(huán)氧樹脂一活性填料的混合物；c.按配比將丁腈橡膠、醋酸乙脂倒入真空分散機的反應(yīng)釜中，以350rpm的轉(zhuǎn)速，低速攪拌35分鐘，然后將溫度控制在25—30℃，依次加入過氧化二異丙苯、氰尿酸三烯丙酯、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、芐基三乙基氯化銨，繼續(xù)低速攪拌15分鐘，即得到本金屬板材專用粘合膠。全文摘要一種金屬板材專用粘合膠及其制備方法，其配方主要由下列組分按所述重量份制成端氨基液體丁腈橡膠86-100份，雙酚A型環(huán)氧樹脂40-50份，納米二氧化硅5-7份，納米氧化鋁5-7份，硅烷偶聯(lián)劑1-2份，過氧化二異丙苯2.5-4份，氰尿酸三烯丙酯1-2份，甲基六氫鄰苯二甲酸酐30-40份，芐基三乙基氯化銨0.5-1份，醋酸乙脂50-60份。本發(fā)明用于兩層金屬板的復(fù)合，與傳統(tǒng)的膠劑相比，其剪切強度及剝離強度都有很大的提高。并且采用本膠劑粘合的金屬復(fù)合板，阻尼系數(shù)高，因此特別適于制造減震消音片。另外，本發(fā)明所采用的原材料均是環(huán)保產(chǎn)品，大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用時，不存在環(huán)境污染問題。文檔編號C09J109/00GK101343514SQ20081004883公開日2009年1月14日申請日期2008年8月13日優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日發(fā)明者張澤偉申請人:瑞陽汽車零部件(仙桃)有限公司