基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂组合物的制作方法

本发明涉及一种基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂组合物，其包含第一组分和第二组分，所述第一组分包含：i)具有小于400克/当量的环氧当量(eew)的第一芳族双官能环氧树脂，ii)具有400克当量至3000克/当量的环氧当量的第二芳族双官能环氧树脂，和iii)壳-核增韧剂；所述第二组分包含：i)非芳族聚醚酰胺胺和ii)脂环胺。此外，本发明还涉及一种使用该粘合剂组合物结合基材的方法和一种利用该粘合剂组合物的固化产物结合的制品及该组合物在制品装配中的用途。

背景技术：

1、结构性粘合剂广泛用于各种应用中，包括通用工业应用以及汽车和航空航天工业中的高性能应用。通常，结构性粘合剂可用于将基材或部件连接在一起，例如木材、金属、涂覆的金属、塑料、填充塑料、纤维玻璃、螺钉、螺栓、钉子、钉书钉、铆钉、汽车中使用的零件等。

2、基于环氧树脂的结构性粘合剂是结构性粘合剂的重要一类。通常，基于环氧树脂的结构性粘合剂分为“单组分”或“双组分”制剂。在单组分制剂中，制剂的所有成分，包括环氧树脂成分和固化剂，形成单一共混物。在大多数情况下，通过将制剂暴露于高温来进行单组分粘合剂的固化。因为所有反应性成分存在于该单组分制剂中，所以粘合剂存在过早固化的趋势，这可使得其难以施加至基材。在极端情况下，产品变得完全无法使用。双组分结构性粘合剂不存在过早固化的问题。

3、常规的基于环氧树脂的结构性粘合剂通常具有良好的剪切粘合强度但由于其刚性、易碎结构而具有差的剥离粘合强度。

4、专利申请cn101818037a公开了一种基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂组合物及其制备方法，其中提出将ctbn改性的双酚a型环氧树脂和/或壳-核聚合物增韧的双酚a型环氧树脂加入到环氧成分中并组合使用特定聚酰胺和特定聚醚胺作为固化剂以改善剪切粘合强度，并且可达到22mpa的最高剪切强度，以及可达到6.5n/mm的最高t-剥离强度，这仍存在改进空间。

5、然而，仍需提供一种同时具有高剪切强度和高剥离强度的结构性粘合剂。

技术实现思路

1、在本发明的一个方面，提供一种基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂组合物，其可实现高剪切强度和高剥离强度，即实现高剥离强度而不损害剪切强度。

2、具体地，本发明的基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂包含第一组分和第二组分，所述第一组分包含：i)具有小于400克/当量的环氧当量的第一芳族双官能环氧树脂，ii)具有400克/当量至3000克/当量的环氧当量的第二芳族双官能环氧树脂，和iii)壳-核增韧剂；所述第二组分包含：i)非芳族聚醚酰胺胺，和ii)脂环胺。

3、在本发明的另一个方面，提供一种用本发明的粘合剂组合物结合基材的方法。

4、在本发明的又一个方面，提供一种包含本发明的粘合剂组合物的固化产物的制品。

5、在本发明的又一个方面，提供本发明的组合物在制品装配中、在车身框架结构中、在建筑中或在家用和工业电器中的用途。

6、根据本发明的基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂组合物可提供同时具有高剪切强度和高剥离强度的粘合剂。

技术特征：

1.一种基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂组合物，其包含第一组分和第二组分，

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一芳族双官能环氧树脂和所述第二芳族双官能环氧树脂彼此独立地选自双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、双酚s环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂、四溴双酚a环氧树脂、四溴双酚f环氧树脂、及其组合。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中基于所述第一组分的总重量，所述第一芳族双官能环氧树脂在所述第一组分中的含量为30重量％至75重量％，优选35重量％至70重量％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中基于所述第一组分的总重量，所述第二芳族双官能环氧树脂在所述第一组分中的含量为1重量％至10重量％，优选2重量％至9重量％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中基于所述第一组分的总重量，所述壳-核增韧剂在所述第一组分中的含量为5重量％至35重量％，优选10重量％至30重量％。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述非芳族聚醚酰胺胺的胺氢当量为不小于150克/当量，优选不小于180克/当量，例如190至300克/当量、200至270克/当量。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述脂环胺的胺氢当量为不小于40克/当量，优选不小于45克/当量，例如不小于50克/当量。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述脂环胺选自4,4’-二氨基二环己基甲烷(pacm)、4,4'-亚甲基双(2-甲基环己胺)(dmdc)和异佛尔酮二胺。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的组合物，其中所述第二组分还包含另外的非芳族胺，所述另外的非芳族胺的胺氢当量为不小于35克/当量，优选不小于40克/当量，例如不小于50克/当量，优选所述另外的非芳族胺固化剂选自脂族聚醚胺。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的组合物，其中所述非芳族聚醚酰胺胺含有醚结构、酰胺结构和一个或两个或更多个氨基，优选地，所述酰胺结构占所述非芳族聚醚酰胺胺的不小于50重量％。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的组合物，其中所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:5，例如5:1至1:3，或3:1至1:1，尤其是2:1或1:1。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的组合物，其中所述第一组分中的环氧基与所述第二组分中的活性氢的摩尔比为0.5:1至3:1，例如2:1，尤其是约1:1。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的组合物，其中基于所述第二组分的总重量，所述聚醚酰胺胺在所述第二组分中的含量为30至80重量％，优选32至70重量％、35至65重量％、40至63重量％。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的组合物，其中基于所述第二组分的总重量，所述脂环胺在所述第二组分中的含量为10至45重量％，优选15至43重量％、20至40重量％。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的组合物，其中基于所述第二组分的总重量，所述另外的非芳族胺固化剂在所述第二组分中的含量为1重量％至15重量％，优选2重量％至10重量％。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的组合物，其还包含一种或多种选自填料、反应性稀释剂、颜料、偶联剂、表面活性剂和催化剂的添加剂。

17.一种用于结合基材的方法，所述方法包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一基材和所述第二基材彼此独立地选自金属，例如钢、不锈钢、碳钢、铁、铜、铝、锌等，包括其合金；碳纤维；玻璃纤维；玻璃；木材；塑料；纺织材料；非纺织材料；及其混合物。

19.包含根据权利要求1至16中任一项所述的组合物的固化产物的制品，优选地所述制品选自船舶、飞机或机动车辆，例如汽车、摩托车或自行车。

20.根据权利要求1至16中任一项所述的组合物在船舶、飞机或机动车辆，例如汽车、摩托车或自行车的装配中，在车身框架结构中、在建筑中或在家用和工业电器中的用途。

技术总结
本发明涉及一种基于环氧树脂的双组分结构性粘合剂组合物，其包含第一组分和第二组分，所述第一组分包含：i)具有小于400克/当量的环氧当量(EEW)的第一芳族双官能环氧树脂，ii)具有400克/当量至3000克/当量的环氧当量的第二芳族双官能环氧树脂，和iii)壳‑核增韧剂；所述第二组分包含：I)非芳族聚醚酰胺胺和II)脂环胺。此外，本发明还涉及一种使用该粘合剂组合物结合基材的方法和一种利用该粘合剂组合物的固化产物结合的制品及该组合物在制品装配中的用途。

技术研发人员：李斌,齐亚龙,陈纯福,褚洪雨,吕道强
受保护的技术使用者：汉高股份有限及两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14