一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)A组份的制备：将环氧树脂、改性聚醚胺和活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入消泡剂、分散剂和偶联剂，继续搅拌均匀后，加入阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，即可获得A组份；(2)B组份的制备：将环氧固化剂、聚醚胺和促进剂搅拌均匀，得到B组份；(3)涂料的制备：将步骤(1)所得A组份与步骤(2)所得B组份按重量比100：10～30混合均匀，即得产品。所述的改性聚醚胺是用双环氧基环氧树脂与聚醚胺反应后得到的改性聚醚胺。与现有技术相比，本发明具有施工方便、适用期长、放热平缓、阻燃性能好、不含VOC、常温固化、粘接性好、常温下材料损耗因子高、防腐抗振等优点。
【专利说明】一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高分子基功能材料及其制备方法，具体的说是一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，该材料在常温下具有良好的阻尼性能，主要适用于船舶的减振降噪处理的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]应用阻尼材料是船舶工业中降振减噪最有效的一种方法。随着造船技术的进步，阻尼材料在现代船舶工业中的应用越来越广泛，可在主机座、机舱前壁和机舱船底板架铺设阻尼涂层，这样既可消耗激励能量，降低振动响应，亦可减少结构噪声传递，还可用于水翼船的水翼减噪、制造潜艇的螺旋桨以及舰艇底板、隔板、座椅的降噪等等，甚至应用到甲板、钢结构中，其应用前景非常广阔。
[0003]在所有高分子材料中，环氧树脂是一种应用十分广泛的材料，原因在于其粘结性能好，固化物强度高，价格低廉，工艺简单，综合性能优异等特点。将之作为阻尼材料，应用于隔声减振之目的，就要根据环氧树脂及其配套固化剂的性质，以及成型工艺等对材料阻尼性能的影响，这方面已有人进行了很多的研究和探索。如有人[Acousticcharacterizat1n of ultrasonic transducer materials: 1.Blends of rigid andflexible epoxy resins used in piezo-composites.Ultrasonics, 1998， 36(10):979-986]在研究柔性/刚性环氧树脂混合体系时发现，增加柔性成分所占比例会增大固化产物的超声衰减性能。任润桃等[结构型树脂基阻尼复合材料基体胶液阻尼性能研究.噪声与振动控制，2003，(2): 20-24]的研究也表明，不同种类的固化剂、增韧剂也会影响基体胶液的阻尼性能，进而影响到成型后复合材料的阻尼性能。
[0004]聚醚胺常被用来增韧改性环氧树脂，这是由于聚醚胺型分子中含有不同长度的软段，可以同聚氨酯一样，不但有较好的柔性，而且它在室温下为液体，具有粘度低、蒸气压低和伯胺含量高等优点，使用聚醚胺固化的环氧树脂具有较长的施工期，较低的放热温度峰，非常适合于浇铸和灌封，可替代部分环氧固化剂。同时胺基聚醚固化物具有良好的耐碱性和耐水性，中等的耐酸性，因此使用胺基聚醚固化的环氧树脂还具有良好的电性能。有关聚醚胺在环氧树脂中的应用，已有不少研究和探索，如胡小龙和黄鹏程[聚醚胺对环氧树脂高低温粘接性能的影响.粘接，2004，25(4): 20-23]采用间苯二甲胺和聚醚胺作为混合固化剂，研究了柔性链增韧和不同官能度环氧“混合效应”的协同作用，对环氧胶粘剂的低温(_196°C )、室温和高温(140°C )粘接性能的影响。王海艳和陈群等[聚醚胺/环氧树脂固化体系的动力学研究及性能.常州大学学报(自然科学版)，2011，23(3): 65-68]以聚醚胺类化合物作为环氧树脂的固化剂，得到的固化体系相对脂肪胺及简单二胺为固化剂的固化体系具有良好的弯曲强度和抗冲击性能，并用DSC方法研究了环氧树脂与聚醚胺的固化进程动力学参数。
[0005]但所有的这些方法均是将聚醚胺作为增韧剂使用，通过替代部分固化剂达到环氧树脂的内增韧目的，由于在环氧材料中无法大量引入聚醚胺，因而不足以使环氧基材的阻尼性能发生明显的变化。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种成本低、损耗因子高、温域宽、阻燃性好、施工方便、适用期长、放热平缓、不含V0C、常温可固化、粘接性好、防腐防锈抗振等优点的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶及其制备方法。
[0007]为达到上述目的，本发明所采取的技术方案是:
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，该材料包括以下组份和重量份含量:
A组份:
环氧树脂:10?40 改性聚醚胺:40?80 活性稀释剂:0?40 阻燃剂 40?80 消泡剂 0.5?2 分散剂 I?10 偶联剂 O?10 B组份:
聚醚胺:0?30 固化剂30?60 促进剂:1?3
双组份无溶剂船用环氧阻尼胶:
A组份与B组份按重量比100:10?30混合制得。
[0008]所述的改性聚醚胺为用双环氧基环氧树脂与聚醚胺反应后得到的改性聚醚胺。
[0009]所述的双环氧基环氧树脂的分子结构中带有两个环氧基团；可采用市售产品，如上海树脂厂有限公司和常熟佳发化学有限责任公司的产品。
[0010]所述的聚醚胺为分子量为400和2000的聚醚胺固化剂中的至少一种；可采用市售产品，如美国HUNTSMAN公司的产品。
[0011]所述的环氧树脂为分子结构中带有三个或三个以上的环氧基团，为双酚A型液态环氧树脂；可采用市售产品，如上海树脂厂有限公司的产品。
[0012]所述的活性稀释剂为一个或多个脂肪族或脂环族的环氧基活性稀释剂，为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、脂环族环己二醇二缩水甘油醚中的至少一种；可采用市售产品，如上海树脂厂有限公司和常熟佳发化学有限责任公司的产品。
[0013]所述的固化剂为高含量咪唑啉的酰胺基胺；所述的促进剂为环氧树脂通用的路易斯碱催化剂；固化剂和促进剂均可采用市售产品，如上海树脂厂有限公司的产品。
[0014]所述的分散剂为聚醚类油性分散剂；可采用市售产品，如广州市穗博贸易有限公司的产品。
[0015]所述的消泡剂为有机变性聚硅氧烷，含气相二氧化硅；可采用市售产品，如德国TEGO公司的产品。
[0016]所述的偶联剂为Y-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)和Y-氨丙基三甲氧基硅烷(KH550);可采用市售产品，如南京道寧化工有限公司的产品。
[0017]所述的阻燃剂为有机氮磷高效阻燃剂粉末；可采用市售产品，如上海旭森非卤消烟阻燃剂有限公司的产品。
[0018]一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制造工艺，其特征在于，该方法包括以下步骤:
改性聚醚胺的制备:在双环氧基环氧树脂中加入计量好的聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺。
[0019]A组份的制备:将环氧树脂、改性聚醚胺和活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入消泡齐U、分散剂和偶联剂，继续搅拌均匀后，再加入阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；
B组份的制备:固化剂在搅拌下加入聚醚胺和促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份。
[0020]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备:将以上A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0021]聚醚胺分子中含有软段，有较好的阻尼性能，聚醚胺作为固化剂，已经大量用于增韧改性的环氧树脂中。由于聚醚胺在这些改性环氧材料中份数较少，因而不可能得到阻尼性能很好的环氧材料；同时聚醚胺的阻尼性能与其分子量有直接关系，分子量越大，则聚醚胺阻尼性能越好，这样在实际应用中，阻尼性能较好的聚醚胺，由于粘度较大，往往在实际施工中也存在问题，特别是冬天施工时。基于液体聚醚胺的这个问题，在制备A组份前，首先用双环氧基环氧树脂与聚醚胺反应，使其端基由胺基变成了环氧基，这样完全改变了聚醚胺的反应性能，使其具有环氧树脂的反应性能，不但可以根据需要增大环氧树脂中改性聚醚胺的使用量，也可在固化剂中引入部分聚醚胺，这样可以得到较好柔韧性和阻尼性能的环氧材料。此外，在用双环氧基环氧树脂与聚醚胺反应时，加入的双环氧基环氧树脂除与聚醚胺反应外，还额外地增加了一些双环氧基环氧树脂。由于双环氧基环氧树脂的粘度很低，常被用来作为活性稀释剂使用，因而加入较多的双环氧基环氧树脂制得改性聚醚胺的粘度，较其未改性前得到明显降低，因而改性聚醚胺即使在低温下也具有较好的施工性能。
[0022]本发明与现有技术相比，主要优点为:这种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶在施工时，产品的初始粘度小，施工方便，产品适用期长；固化时放热非常平缓，不会出现局部过热现象，室温下数天内可以固化；通过调节A组份中环氧树脂、改性聚醚胺和活性稀释剂的用量，和组份中固化剂和聚醚胺的用量，使得这种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的柔性可调成为可能，可以制得阻尼性能很高的环氧材料；环氧材料在施工后，不但有较好的柔性和阻尼性能，又能保持环氧树脂的特性，粘接性好，基材也不会发生铁锈现象；特别重要的是，制得的材料阻燃性能好，表面材料可燃性、烟气和毒性试验能符合国际海事组织的耐火试验程序应用规则(FPTC)要求。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
[0024]实施例1
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备方法，由A组份与B组份按重量比100:22混合制得。
[0025]在80份JX021环氧树脂中加入35份D2000聚醚胺和10份D400聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺；将15份6002环氧树脂、60改性聚醚胺和10份502活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入I份TEGO Airex 900,6份分散剂S-100和6份KH560，继续搅拌均匀后，再加入50份阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，用刮板细度计检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入2份促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；将A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0026]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的初始粘度为6800cps，在室温下5天之内可以固化，适用期超过120分钟。样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，为0.8482, tan σ >0.3的温度区间为-25°C到45。。。
[0027]实施例2
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备方法，由A组份与B组份按重量比100:20混合制得。
[0028]在100份5749环氧树脂中加入50份D2000聚醚胺和10份D400聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺；将20份618环氧树脂、60改性聚醚胺和10份5748活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入1.5份TEGO Airex 900，5份分散剂S-100和6份KH560，继续搅拌均匀后，再加入60份阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，用刮板细度计检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下2份促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；将A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0029]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的初始粘度为6600cps，在室温下5天之内可以固化，适用期超过120分钟。样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，为0.8563, tan σ >0.3的温度区间为-15°C到55。。。
[0030]实施例3
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备方法，由A组份与B组份按重量比100:23混合制得。
[0031]在70份JX021环氧树脂中加入40份D2000聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺；将15份618环氧树脂、60改性聚醚胺搅拌下混合均匀，力口入1.5份TEGO Airex 900, 5份分散剂S-100和5份KH560，继续搅拌均匀后，再加入50份阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，用刮板细度计检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；60份5506固化剂在搅拌下加入2份促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；将A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0032]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的初始粘度为4000cps，在室温下5天之内可以固化，适用期超过120分钟。样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，为0.9482, tan σ >
0.3的温度区间为_20°C至Ij 40。。。
[0033]实施例4
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备方法，由A组份与B组份按重量比100:10混合制得。
[0034]在100份6350环氧树脂中加入30份D2000聚醚胺和20份D400聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺；将10份6002环氧树脂、50改性聚醚胺和5份5746活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入I份TEGO Airex 900,6份分散剂S-100和5份KH560，继续搅拌均匀后，再加入45份阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，用刮板细度计检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入
1.5份促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；将A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0035]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的初始粘度为6500cps，在室温下5天之内可以固化，适用期超过120分钟。样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，为0.7492, tan σ >0.3的温度区间为-10°C至Ij 60。。。
[0036]实施例5
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备方法，由A组份与B组份按重量比100:24混合制得。
[0037]在100份JX021环氧树脂中加入40份D2000聚醚胺和10份D400聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺；将20份6002环氧树脂、80改性聚醚胺搅拌下混合均匀，加入0.8份TEGO Airex 900, 7份分散剂S-100和6份KH560，继续搅拌均匀后，再加入60份阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，用刮板细度计检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入10份D2000聚醚胺和3份促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；将A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0038]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的初始粘度为4000cps，在室温下5天之内可以固化，适用期超过120分钟。样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，为0.9482, tan σ >0.3的温度区间为_20°C至Ij 40。。。
[0039]实施例6
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备方法，由A组份与B组份按重量比100:22混合制得。
[0040]在100份5749环氧树脂中加入40份D2000聚醚胺和15份D400聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺；将20份618环氧树脂、70改性聚醚胺和10份502活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入I份TEGO Airex 900，8份分散剂S-100和8份KH550，继续搅拌均匀后，再加入65份阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，用刮板细度计检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入I份促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；将A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0041]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的初始粘度为8600cps，在室温下5天之内可以固化，适用期超过120分钟。样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，为0.9482, tan σ >0.3的温度区间为_5°C到65 °C。
[0042]实施例7
一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备方法，由A组份与B组份按重量比100:24混合制得。
[0043]在80份JX021环氧树脂中加入30份D2000聚醚胺和10份D400聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺；将20份6002环氧树脂、60改性聚醚胺和10份5748活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入I份TEGO Airex 900，6份分散剂S-100和5份KH560，继续搅拌均匀后，再加入50份阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，用刮板细度计检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份；50份5506固化剂在搅拌下加入2份促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；将A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
[0044]双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的初始粘度为5500cps，在室温下5天之内可以固化，适用期超过120分钟。样品在7天后用动态力学分析测试其阻尼性能，为0.8885, tan σ >0.3的温度区间为_20°C至Ij 45。。。
【权利要求】
1.一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:该材料包括以下组份和重量份含量: A组份: 环氧树脂:10?40 改性聚醚胺:40?80 活性稀释剂:10?50 阻燃剂 40?80 消泡剂 0.5?2 分散剂 I?10 偶联剂 O?10 B组份: 聚醚胺O?30 固化剂30?60 促进剂I?3 双组份无溶剂船用环氧阻尼胶: A组份与B组份按重量比100:10?30混合制得。
2.根据权利要求1所述的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:所述的改性聚醚胺为用双环氧基环氧树脂与聚醚胺反应后得到的改性聚醚胺，所述的双环氧基环氧树脂分子结构中带有两个环氧基团。
3.根据权利要求1和2所述的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:所述的聚醚胺为分子量为400和2000的聚醚胺固化剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:所述的氧基环氧树脂分子结构中带有三个或三个以上的环氧基团，为双酚A型液态环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:所述的活性稀释剂为一个或多个脂肪族或脂环族的环氧基活性稀释剂，为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、脂环族环己二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:所述的固化剂为高含量咪唑啉的酰胺基胺；所述的促进剂为环氧树脂通用的路易斯碱催化剂。
7.根据权利要求1所述的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:所述的分散剂为聚醚类油性分散剂；所述的消泡剂为有机变性聚硅氧烷，含气相二氧化硅；所述的偶联剂为Y-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)和Y-氨丙基三甲氧基硅烷(KH550)。
8.根据权利要求1所述的双组份无溶剂船用环氧阻尼胶，其特征在于:所述的阻燃剂为有机氮磷高效阻燃剂。
9.一种双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制造工艺，其特征在于，该方法包括以下步骤: 改性聚醚胺的制备:在双环氧基环氧树脂中加入计量好的聚醚胺，继续搅拌15分钟后，室温放置48小时后即得到改性聚醚胺； A组份的制备:将环氧树脂、改性聚醚胺和活性稀释剂搅拌下混合均匀，加入消泡剂、分散剂和偶联剂，继续搅拌均匀后，再加入阻燃剂，搅拌10分钟，用三辊机研磨两次，检查粒径达到40 μ m以下时，即可获得A组份； B组份的制备:固化剂在搅拌下加入聚醚胺和促进剂，再搅拌15分钟后得到B组份；双组份无溶剂船用环氧阻尼胶的制备:将以上A、B两组份的原料均匀混合即得到双组份无溶剂船用环氧阻尼胶。
【文档编号】C09J11/06GK104388026SQ201410705818
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】陈海波 申请人:石狮国高电子科技有限公司