專利名稱：一種環(huán)氧樹脂膠黏劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種適用于車輛復(fù)合材料板的環(huán)氧樹脂膠黏劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，膠黏劑工業(yè)得到了迅速發(fā)展。正如人體需要酶、激素和維生素一樣，幾乎任何人、任何物品均涉及到膠黏劑，膠黏劑已成為現(xiàn)代工業(yè)社會不可缺少的重要材料。環(huán)氧樹脂膠黏劑屬熱固性高分子膠黏劑，由環(huán)氧樹脂、固化劑、促進(jìn)劑、稀釋劑以及填料等配制而成。由于含有極性基團(tuán)，以及可以加入多種聚合物和添加物改性，因 此對非金屬材料如陶瓷、木材、玻璃等具有優(yōu)良的粘接性能。另外，目前使用復(fù)合材料替代車輛上的金屬結(jié)構(gòu)成為研究熱點，如何解決復(fù)合材料之間的粘結(jié)性能是呈待解決的問題，關(guān)于可用于車輛復(fù)合材料的粘結(jié)劑也未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種粘結(jié)性能高、可適用于車輛復(fù)合材料板的環(huán)氧樹脂膠黏劑。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂膠黏劑，包括下述重量份的各成分
環(huán)氧樹脂60 100份
雙氰胺20 60份
端氨基液體丁腈橡膠 10 40份 2-乙基-4-甲基咪唑0.5 5份
白炭黑5 30份。進(jìn)一步，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂膠黏劑，包括下述重量份的各成分
環(huán)氧樹脂80 90份
雙氰胺20 30份
端氨基液體丁腈橡膠15 20份
2-乙基-4-甲基咪唑2 5份
白炭黑5 10份。其中，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合。另外，雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合的重量比為8 : 2 2 : 8。另外，雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合的重量比優(yōu)選為4 I。本發(fā)明還提供一種制備所述膠黏劑的方法，其包括下述步驟(I)將雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合，攪拌均勻，得環(huán)氧樹脂；(2)向環(huán)氧樹脂中加入端氨基液體丁腈橡膠、白炭黑，接著加入雙氰胺與2-乙基-4-甲基咪唑的混合物，攪拌均勻；(3)真空脫除氣泡。本發(fā)明還提供一種所述膠黏劑在車輛復(fù)合材料中的應(yīng)用。 所述應(yīng)用為將所述膠黏劑涂抹于面板與芯材之間，依次于70 80°C固化2小時，135 150°C固化3小時，155 165°C固化2小時，形成車輛復(fù)合材料板。其中，所述芯材為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、橡木、泡桐木或膠合板中的一種或幾種；所述面板為樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板、聚雙環(huán)戊二烯或大分子聚乙烯中的一種或幾種。雙氰胺是較好的熱致活潛伏性固化劑，其微粉末分散到環(huán)氧樹脂中，穩(wěn)定性好，常溫適用期可達(dá)6個月以上，固化物具有良好的性能。端氨基液態(tài)丁腈橡膠與環(huán)氧樹脂相混溶增韌改性，在固化過程中析出，形成“海島模型”的兩相結(jié)構(gòu)，通過活性基團(tuán)相互作用，在兩相界面上形成化學(xué)鍵而起到增韌作用。通過液態(tài)橡膠增韌環(huán)氧樹脂之后，可提高膠粘劑的剝離強(qiáng)度，而且不會降低整體機(jī)械性能和熱性能。本發(fā)明在環(huán)氧樹脂混合物基質(zhì)中添加端氣基液體丁臆橡I父進(jìn)一步提聞I父黏劑的韌度，提高其抗沖擊強(qiáng)度，并能同時減小膠黏劑的固化收縮率。另外，本發(fā)明還通過添加雙氰胺作為固化劑進(jìn)一步提高膠黏劑的機(jī)械強(qiáng)度。通過本發(fā)明的膠黏劑制得的材料板用作車輛底板或側(cè)板等板材。此外，本發(fā)明的膠黏劑粘結(jié)性能好，機(jī)械性能強(qiáng)，尤其適用于用作車輛復(fù)合材料板的膠黏層。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7124-1986，采用島津AGS-J試驗機(jī)，測定膠黏劑的拉伸剪切強(qiáng)度；按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T528-1998，采用島津AGS-J試驗機(jī)，測定膠黏劑的拉伸強(qiáng)度；按68八1732-93，采用QDI型漆膜沖擊試驗器，測定膠黏劑的沖擊強(qiáng)度。另外，將本發(fā)明的膠黏劑涂抹于底面與芯材之間，制得車輛復(fù)合材料板，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2791-81，采用RGT-10型微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)測試，測定復(fù)合材料板的剝離強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度。本發(fā)明中所用的雙氰胺購自西安化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；2_乙基-4甲基咪銼購自上海三愛思試劑有限公司；端氨基液體丁腈橡膠購自ATBN美國諾譽(yù)公司；白炭黑購自上海八源化工有限公司。實施例I
將64. Og雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂E-51 (購自藍(lán)星化工新材料股份有限公司無錫樹脂廠，環(huán)氧值為O. 48-0. 54)、16. Og縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂TDE-86 (購自天津晶東化學(xué)復(fù)合材料有限公司，環(huán)氧值為O. 88)混合,接著加入16. Og端氨基液體丁腈橡膠和8. Og白炭黑，攪拌均勻，再加入24. Og雙氰胺和4. Og 2-乙基-4-甲基咪唑的混合液，繼續(xù)攪拌均勻，置于真空干燥箱內(nèi)脫除剩余氣泡，制得膠黏劑。測得膠黏劑的拉伸剪切強(qiáng)度為37. OMpa、拉伸強(qiáng)度為44. 3Mpa、沖擊強(qiáng)度為66kg/cm ο首先將作為面板的樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板以及作為芯材的聚氯乙烯泡沫的待粘接部位研磨平整；然后清潔接口處的表面，膠黏劑均勻涂于接口處的表面，粘合面板與材料。按照如下固化工藝進(jìn)行升溫以使膠黏劑固化，固化程序為76°C固化2小時，140°C固化3小時，160°C固化2小時，得到固化的車輛復(fù)合材料板。測得復(fù)合材料板的剝離強(qiáng)度為2. 8KN/m,另外車輛復(fù)合材料板層間粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到98Mpa。 實施例2將48. Og雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂E-51 (購自藍(lán)星化工新材料股份有限公司無錫樹脂廠，環(huán)氧值為O. 48-0. 54) ,12. Og縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂TDE-86(購自天津晶東化學(xué)復(fù)合材料有限公司，環(huán)氧值為O. 88)混合,接著加入10. Og端氨基液體丁腈橡膠和5. Og白炭黑，攪拌均勻，再加入20. Og雙氰胺和O. 5g 2-乙基-4-甲基咪唑的混合液，繼續(xù)攪拌均勻，置于真空干燥箱內(nèi)脫除剩余氣泡，制得膠黏劑。測得膠黏劑的拉伸剪切強(qiáng)度為37. 2Mpa、拉伸強(qiáng)度為44. OMpa、沖擊強(qiáng)度為65. 9kg/cm。首先將作為面板的聚雙環(huán)戊二烯板以及作為芯材的橡木的待粘接部位研磨平整；然后清潔接口處的表面，將膠黏劑均勻涂于接口處的表面，粘合面板與芯材；按照如下固化工藝進(jìn)行升溫以使膠黏劑固化，固化程序為76°C固化2小時，140°C固化3小時，160°C固化2小時，得到固化的復(fù)合材料板。測得剝離強(qiáng)度為2. 9KN/m、車輛復(fù)合材料板層間粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到99Mpa。實施例3將67. Og雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂E-51 (購自藍(lán)星化工新材料股份有限公司無錫樹脂廠，環(huán)氧值為O. 48-0. 54) ,33. Og縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂TDE-86 (購自天津晶東化學(xué)復(fù)合材料有限公司，環(huán)氧值為O. 88)混合，接著加入40. Og端氨基液體丁腈橡膠和
10.Og白炭黑，攪拌均勻，再加入60. Og雙氰胺和5. Og 2-乙基-4-甲基咪唑的混合液，繼續(xù)攪拌均勻，置于真空干燥箱內(nèi)脫除剩余氣泡，制得膠黏劑。測得膠黏劑的拉伸剪切強(qiáng)度為37. IMpa,拉伸強(qiáng)度為44. 2Mpa、沖擊強(qiáng)度為66.5kg/cm。首先將作為面板的大分子聚乙烯板以及作為芯材的聚氨酯泡沫的待粘接部位研磨平整；然后清潔接口處的表面，膠黏劑均勻涂于接口處，粘合面板與芯材。按照如下固化工藝進(jìn)行升溫以使膠黏劑固化，固化程序為80°C固化2小時，150°C固化3小時，155°C固化2小時，得到固化的復(fù)合材料板。測得剝離強(qiáng)度I. 8KN/m、車輛復(fù)合材料板層間粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到89Mpa。
實施例4將45. Og雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂E-51 (購自藍(lán)星化工新材料股份有限公司無錫樹脂廠，環(huán)氧值為O. 48-0. 54) ,45. Og縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂TDE-86 (購自天津晶東化學(xué)復(fù)合材料有限公司，環(huán)氧值為O. 88)混合，接著加入20. Og端氨基液體丁腈橡膠和30. Og白炭黑，攪拌均勻，再加入30. Og雙氰胺和2. Og 2-乙基-4-甲基咪唑的混合液，繼續(xù)攪拌均勻，置于真空干燥箱內(nèi)脫除剩余氣泡，制得膠黏劑。測得膠黏劑的拉伸剪切強(qiáng)度為36. 9Mpa、拉伸強(qiáng)度為43. 9Mpa、沖擊強(qiáng)度為66kg/cm。首先將作為面板的聚雙環(huán)戊二烯板以及作為芯材的膠合板的待粘接部位研磨平整；然后清潔接口處的表面，將膠黏劑均勻涂于接口處，粘結(jié)面板與芯材；按照如下固 化工藝進(jìn)行升溫以使膠黏劑固化，固化程序為70°C固化2小時，135°C固化3小時，155°C固化2小時，得到固化的復(fù)合材料板。測得剝離強(qiáng)度為2. lKN/m、車輛復(fù)合材料板層間粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到91Mpa。實施例5將27. Og雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂E-51 (購自藍(lán)星化工新材料股份有限公司無錫樹脂廠，環(huán)氧值為O. 48-0. 54) ,53. Og縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂JEh_012 (購自常熟佳發(fā)化學(xué)有限責(zé)任公司，環(huán)氧值為O. 80-0. 85)混合，接著加入30. Og端氨基液體丁腈橡膠和20. Og白炭黑，攪拌均勻，再加入40. Og雙氰胺和2. Og 2-乙基-4-甲基咪唑的混合液，繼續(xù)攪拌均勻，置于真空干燥箱內(nèi)脫除剩余氣泡，制得膠黏劑。測得膠黏劑的拉伸剪切強(qiáng)度為37. 3Mpa、拉伸強(qiáng)度為44. 2Mpa、沖擊強(qiáng)度為66.lkg/cm。首先將作為面板的大分子聚乙烯板以及作為芯材的泡桐木的待粘接部位研磨平整；然后清潔接口處的表面，將膠黏劑均勻涂于接口處，粘合面板與芯材；按照如下固化工藝進(jìn)行升溫以使膠黏劑固化，固化程序為76°C固化2小時，140°C固化3小時，160°C固化2小時，得到固化的復(fù)合材料板。測得剝離強(qiáng)度2. 7KN/m、車輛復(fù)合材料板層間粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到95Mpa。實施例6將17. Og雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂E-51 (購自藍(lán)星化工新材料股份有限公司無錫樹脂廠，環(huán)氧值為O. 48-0. 54) ,68. Og縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂JEh_012 (購自常熟佳發(fā)化學(xué)有限責(zé)任公司，環(huán)氧值為O. 80-0. 85)混合，接著加入20. Og端氨基液體丁腈橡膠和15. Og白炭黑，攪拌均勻，再加入35. Og雙氰胺和5. Og 2-乙基-4-甲基咪唑的混合液，繼續(xù)攪拌均勻，置于真空干燥箱內(nèi)脫除剩余氣泡，制得膠黏劑。測得膠黏劑的拉伸剪切強(qiáng)度為37. OMpa、拉伸強(qiáng)度為44. IMpa,沖擊強(qiáng)度為66.2kg/cm。首先將作為面板的大分子聚乙烯板以及作為芯材的橡木的待粘接部位研磨平整；然后清潔接口處的表面，將膠黏劑均勻涂于接口處，粘合面板與芯材；按照如下固化工藝進(jìn)行升溫以使膠黏劑固化，固化程序為76°C固化2小時，140°C固化3小時，160°C固化2小時，得到固化的復(fù)合材料板。測得剝離強(qiáng)度為2. 6KN/m、車輛復(fù)合材料板層間粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到94Mpa。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧樹脂膠黏劑，其特征在于，包括下述重量份的各成分環(huán)氧樹脂60 100份雙氰胺20 60份 端氨基液體丁腈橡膠 10 40份 2-乙基-4-甲基咪唑0.5 5份白炭黑5 30份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠黏劑，其特征在于，包括下述重量份的各成分環(huán)氧樹脂80 90份雙氰胺20 30份 端氨基液體丁腈橡膠 15 20份2-乙基-4-甲基咪唑2 5份白炭黑5 10份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的膠黏劑，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述膠黏劑，其特征在于，雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合的重量比為8 : 2 2 : 8。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述膠黏劑，其特征在于，雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合的重量比為4 I。
6.一種制備權(quán)利要求I 5任一項所述膠黏劑的方法，其特征在于，包括下述步驟 (1)將雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂與縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂混合，攪拌均勻，得環(huán)氧樹脂； (2)向環(huán)氧樹脂中加入端氨基液體丁腈橡膠、白炭黑，接著加入雙氰胺與2-乙基-4-甲基咪唑的混合物，攪拌均勻； (3)真空脫除氣泡。
7.—種權(quán)利要求I 6任一項所述膠黏劑在車輛復(fù)合材料中的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述膠黏劑涂抹于面板與芯材之間，依次于70 80°C固化2小時，135 150°C固化3小時，155 165°C固化2小時，形成車輛復(fù)合材料板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述應(yīng)用，其特征在于，所述芯材為聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、橡木、泡桐木或膠合板中的一種或幾種；所述面板為樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板、聚雙環(huán)戊二烯或大分子聚乙烯中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧樹脂膠黏劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂膠黏劑，包括下述重量份的各成分環(huán)氧樹脂60～100份、雙氰胺20～60份、端氨基液體丁腈橡膠10～40份、2-乙基-4-甲基咪唑0.5～5份、白炭黑5～30份。本發(fā)明的膠黏劑粘結(jié)性能好，機(jī)械性能強(qiáng)，尤其適于用作車輛復(fù)合材料板的膠黏層。
文檔編號C09J163/02GK102977830SQ20111026460
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者孟秀青, 胡偉, 楊剛, 田宇黎 申請人:藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司