一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种环氧树脂胶粘剂，包括组分A和组分B，所述组分A包括：70~85重量份的双酚A型环氧树脂，15~30重量份的韧性改性双酚A型环氧树脂，20~40重量份的第一填料；所述组分B包括：40~70重量份的聚硫醇类固化剂，30~60重量份的改性胺类固化剂，15~30重量份的第二填料。本发明提供的双组份环氧树脂胶粘剂，通过A组分中引入韧性改性双酚A型环氧树脂，B组分中改性胺类固化剂与聚硫醇类固化剂的复配，提高的环氧树脂胶粘剂的韧性，并且在室温下可快速固化。
【专利说明】一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法
【技术领域】[0001]本发明涉及胶粘剂【技术领域】，尤其涉及一种环氧树脂胶粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着环境污染的加剧，环境问题受到越来越多的重视，传统的石化能源已经不能满足人们日益增长的能源需求。随着科学技术的发展，光伏行业逐渐取代了石化能源的部分功能。光伏行业中采用最多的原料是多晶硅片和单晶硅片。而单晶硅片和多晶硅片的切割、生产是整个产业链中一个重要的环节。晶体硅片在切割过程中，需要胶粘剂固定晶托与玻璃，玻璃与晶棒，因此胶粘剂是晶体硅片在切割过程中不可缺少的辅料。为了不影响工作效率，需要胶粘剂室温固化时在尽可能短的时间内达到切割所需的强度，对应用于粘结晶棒与玻璃的胶粘剂则有更高的性能要求。
[0003]目前，应用于光伏行业的胶粘剂主要为环氧树脂固化体系，环氧树脂固化体系主要由环氧树脂、固化剂及辅助材料组成。环氧树脂是一个分子中含有两个以上环氧基团的高分子化合物的总称，其不能单独使用，只有和固化剂混合后才能固化交联成热固性树脂，起到粘结作用。环氧树脂固化体系较为常用的室温固化体系有环氧树脂和脂肪族多胺的体系以及环氧树脂和聚酰胺的体系。环氧树脂和脂肪族多胺的体系，产物韧性差，操作时毒性较大，刺激性强；而环氧树脂和聚酰胺的体系虽然韧性好，毒性也较低，但是凝胶时间相对较长，在25°C的条件下凝胶时间长达5h，通常固化7天后才能达到一定的固化强度。针对室温固化胶粘剂的现状，发明人考虑了一种新型的室温固化环氧树脂胶粘剂。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题在于提供一种具有较高韧性和室温固化速度快的环氧树脂胶粘剂。
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种环氧树脂胶粘剂，包括组分A和组分B，所述组分A包括:70-85重量份的双酚A型环氧树脂，15-30重量份的韧性改性双酚A型环氧树脂，20-40重量份的第一填料；所述组分B包括:40-70重量份的聚硫醇类固化剂，30-60重量份的改性胺类固化剂，15-30重量份的第二填料。
[0006]优选的，所述组分B还包括:0.5-3重量份的触变剂，1-3重量份的偶联剂，或0.05、.2重量份的颜料。
[0007]优选的，所述双酚A型环氧树脂为E51环氧树脂、E44环氧树脂、128环氧树脂和127环氧树脂中的一种或几种。
[0008]优选的，所述韧性改性双酚A型环氧树脂为液态丁腈橡胶改性双酚A型环氧树脂或聚硫橡胶改性双酚A型环氧树脂。
[0009]优选的，所述第一填料为钛白粉、硅微粉、氧化铝粉、氧化镁粉、氢氧化铝粉或碳酸钙。
[0010]优选的，所述聚硫醇类固化剂为经过遮味处理的聚硫醇类固化剂。[0011]优选的，所述触变剂为疏水气相二氧化硅或氢化蓖麻油。
[0012]优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
[0013]优选的，所述第二填料为钛白粉、硅微粉、氧化铝粉、氧化镁粉、氢氧化铝粉或碳酸钙。
[0014]本发明还提供了一种环氧树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤:
[0015]a)将70-85重量份的双酚A型环氧树脂和15~30重量份的韧性改性双酚A型环氧树脂，在50-80转/分的搅拌速度及500-800转/分的分散速度下，搅拌分散5~20min，然后加入20~40重量份的第一填料，在50~80转/分的搅拌速度及700~1000转/分的分散速度下搅拌分散l(T30min，在10~30转/分的搅拌速度下搅拌3~5min，得到组分A ；
[0016]b)将40-70重量份的聚硫醇类固化剂和30-60重量份的改性胺类固化剂，在50-80转/分的搅拌速度及100-300转/分的分散速度下，搅拌分散5~20min，然后加入15~30重量份的第二填料，在50-80转/分的搅拌速度及1000-1800转/分的分散速度下搅拌分散2(T40min，在10~30转/分的搅拌速度下搅拌3~5min，得到组分B ；
[0017]c)将所述组分A与所述组分B搅拌混合，得到环氧树脂胶粘剂；
[0018]所述步骤a)和步骤b)顺序没有先后限制。
[0019]与现有技术相比，本发明提供了一种环氧树脂胶粘剂，包括组分A和组分B，上述环氧树脂胶粘剂在组分A中引入韧性改性双酚A型环氧树脂，韧性改性双酚A型环氧树脂在环氧树脂胶粘剂固化时，起到增韧效果，提高胶粘剂的韧性组分中的聚硫醇类固化剂，固化时放热量大，但室温固化速度快，而改性胺类固化剂可在室温下固化，但是初步固化的时间较慢，因此选用改性胺类固化剂与聚硫醇类固化剂进行复配，使胶粘剂在室温下快速固化，并且降低了单独使用聚硫醇固化剂时产生的放热量。本发明提供的双组份环氧树脂胶粘剂，通过A组分中引入韧性改性双酚A型环氧树脂，B组分中改性胺类固化剂与聚硫醇类固化剂的复配，提高的环氧树脂胶粘剂的韧性，并且在室温下可快速固化。
【具体实施方式】
[0020]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0021 ] 本发明实施例公开了一种环氧树脂胶粘剂，包括组分A和组分B，所述组分A包括:70-85重量份的双酚A型环氧树脂，15~30重量份的韧性改性双酚A型环氧树脂，20-40重量份的第一填料；所述组分B包括:40-70重量份的聚硫醇类固化剂，30-60重量份的改性胺类固化剂，15-30重量份的第二填料。
[0022]A组分中所述双酚A型环氧树脂优选为Ε51环氧树脂、Ε44环氧树脂、128环氧树脂和127环氧树脂中的一种或几种。所述韧性改性双酚A型环氧树脂优选为液态丁腈橡胶改性双酚A型环氧树脂或聚硫醇橡胶双酚A型环氧树脂，更优选为液态丁腈橡胶改性双酚A型环氧树脂。在液态丁腈橡胶中有反应活性基团的端羧基液态丁腈橡胶(CTBN)，CTBN分子链两端有活性官能团羧基，在高温下能与环氧基反应，把橡胶柔性链段引入环氧树脂交联结构中，从而使改性双酚A型环氧树脂增韧，具有较好的韧性。所述第一填料优选为粉体类的填料，所述第一填料优选为钛白粉、硅微粉、氧化铝粉、氧化镁粉、氢氧化铝粉或碳酸钙，更优选为钛白粉。所述组分A中双酚A型环氧树脂为70-85重量份，优选为75-80重量份，所述韧性改性双酚A型环氧树脂为15-30重量份，优选为20-25重量份，所述第一填料为20-40重量份，优选为25-35重量份。
[0023]B组分中的聚硫醇是一种可在低温下固化环氧树脂的固化剂，聚硫醇具有较大的刺激性气味，本发明优选采用通过遮味处理的聚硫醇固化剂，以达到环保要求。脂肪族改性胺类固化剂，气味低，也可在室温下固化环氧树脂，但是在粘结剂固化过程中，初步固化的时间较慢。因此B组分中采用了聚硫醇与改性胺进行复配，使固化剂与环氧树脂混合时，可实现室温快速固化。所述第二填料优选为粉体类的填料，所述第二填料优选为钛白粉、硅微粉、氧化铝粉、氧化镁粉、氢氧化铝粉或碳酸钙，更优选为硅微粉。所述组分B中聚硫醇类固化剂为40-70重量份，优选为50-60重量份，所述改性胺类固化剂为30-60重量份，优选为40-50重量份，所述第二填料为15-30重量份，优选为20-25重量份。
[0024]作为优选方案，组分B中还包括0.5-3重量份的触变剂、f 3重量份的偶联剂或
0.05、.2重量份的颜料，所述触变剂优选为f 2重量份，所述偶联剂优选为Π.5重量份，所述颜料优选为0.1-0.15重量份。所述触变剂使粘结剂组分有一定的流动性，在固化时能够保持一定的形态，也可以解决环氧树脂胶粘剂储存期内填料沉降的问题，所述触变剂优选为疏水气相二氧化硅或氢化蓖麻油。所述偶联剂使有机相、无机填料及骨架材料表面与所接触的有机相之间能够更加牢固的粘结在一起，使环氧树脂胶粘剂具有更好的粘结强度。所述偶联剂优选为硅烷偶联剂，更优选为KH550和KH560。为保证A、B组分在混合时易于辨别是否混合均匀，在B组分中优选加入颜料，所述颜料优选为钛青蓝。
[0025]本发明提供的环氧树脂胶粘剂所需的原料均为市售。组分A与组分B的制备方法本发明并无特别的限制，只要保证组分A和组分B能够充分混合，组分A具体可以按照下述方法制备:将70-85重量份的双酚A型环氧树脂和15-30重量份的韧性改性双酚A型环氧树脂，在50-80转/分的搅拌速度及500-800转/分的分散速度下搅拌分散5-20min，然后加入20-40重量份的第一填料，在50-80转/分的搅拌速度及700-1000转/分的分散速度下搅拌分散l(T30min，在10-30转/分的搅拌速度下边抽真空边搅拌3-5min，即得组分A。
[0026]组分B具体可以按照下述方法制备:将40-70重量份的聚硫醇类固化剂和30-60重量份的改性胺类固化剂，在50-80转/分的搅拌速度及100-300转/分的分散速度下，搅拌分散5-20min，然后加入15-30重量份的第二填料，在50-80转/分的搅拌速度及1000-1800转/分的分散速度下搅拌分散2(T40min，在10-30转/分的搅拌速度下搅拌3飞min，得到组分B。组分A和组分B制备完成后分别储存，在环氧树脂胶粘剂使用之前，将组分A与组分B混合均匀，即得到环氧树脂胶粘剂。制备组分A和组分B的条件优选为室温或4(T70°C。上述组分A与组分B混合的温度优选为2(T26°C。组分A与组分B混合时的质量比优选为1:0.fl.2。本发明提供的胶粘剂外观为粘稠状浆料，不含任何挥发性溶剂。在室温下粘度在4000(Tl20000cps。
[0027]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的环氧树脂胶粘剂进行详细介绍，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0028]实施例1
[0029]A组分:双酚A型环氧树脂:80重量份，端羧基丁腈橡胶改性双酚A型环氧树脂:20重量份，钛白粉:30重量份；[0030]B组分:聚硫醇固化剂(深圳佳迪达提供的3380s聚硫醇):70重量份，改性胺类固化剂(深圳佳迪达提供的5408改性胺类固化剂):30重量份，疏水气相二氧化硅:2重量份，KH-550:3重量份，硅微粉:30重量份，酞青蓝:0.1重量份；
[0031]按重量比称取128树脂1600g，端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂400g加入带有真空装置的混合仪器中，以60转/分的搅拌速度边升温边进行搅拌，升温至60°C后，打开分散，在60转/分的搅拌速度及800转/分的分散速度下边抽真空边搅拌分散15min。机器停止运行，往物料中加入600g钛白粉，在15转/分的转速下将粉体润湿，然后调搅拌转速至60转/分的搅拌速度及1000转/分的分散速度下搅拌分散30min,最后,在20转/分的搅拌速度下边抽真空边搅拌5min，然后封装保存即得到A组分。
[0032]按重量比称取3380s聚硫醇固化剂1400g，5408改性胺固化剂600g，KH550硅烷偶联剂60g加入带有真空装置的混合仪器中，在45°C的条件下，以60转/分的搅拌速度边抽真空边搅拌20min。机器停止运行，往物料中加入40g气相二氧化硅，2g酞青蓝颜料，600g硅微粉，在15转/分的转速下将粉体润湿，然后调搅拌转速至60转/分的搅拌速度及1200转/分的分散速度下搅拌分散30min,最后,在20转/分的搅拌速度下边抽真空边搅拌5min,然后封装保存即得到B组分。
[0033]使用时将上述A组分和B组分在室温下以质量比1:1的比例混合均匀即可使用。混合30g，可操作时间为5飞min，粘接钢-钢样片，用万能试验机进行测试，室温固化8h，剪切强度可达19MPa,拉伸强度可达20MPa。
[0034]实施例2
[0035]A组分:双酚A型环氧树脂:70重量份，端羧基丁腈橡胶改性双酚A型环氧树脂:15重量份，钛白粉:20重量份；
[0036]B组分:聚硫醇固化剂(深圳佳迪达提供的3380s聚硫醇):40重量份，改性胺类固化剂(深圳佳迪达提供的540 8改性胺类固化剂):60重量份，疏水气相二氧化硅:3重量份，KH-560:1重量份，硅微粉:15重量份，酞青蓝:0.05重量份；
[0037]按重量比称取E44树脂1400g，端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂300g加入带有真空装置的混合仪器中，以50转/分的搅拌速度边升温边进行搅拌，升温至70°C后，打开分散，在50转/分的搅拌速度及500转/分的分散速度下边抽真空边搅拌分散lOmin。机器停止运行，往物料中加入400g钛白粉，在10转/分的转速下将粉体润湿，然后调搅拌转速至50转/分的搅拌速度及700转/分的分散速度下搅拌分散IOmin,最后,在10转/分的搅拌速度下边抽真空边搅拌3min，然后封装保存即得到A组分。
[0038]按重量比称取3380s聚硫醇固化剂800g，5408改性胺固化剂1200g，KH-560硅烷偶联剂20g加入带有真空装置的混合仪器中，在40°C的条件下，以50转/分的搅拌速度边抽真空边搅拌lOmin。机器停止运行,往物料中加入60g气相二氧化娃，Ig酞青蓝颜料，300g娃微粉,在15转/分的转速下将粉体润湿,然后调搅拌转速至50转/分的搅拌速度及1000转/分的分散速度下搅拌分散20min,最后,在10转/分的搅拌速度下边抽真空边搅拌5min，然后封装保存即得到B组分。
[0039]使用时将上述A组分和B组分在室温下以质量比1:0.9的比例混合均匀即可使用。混合30g，可操作时间为iTllmin，粘接钢-钢样片，用万能试验机进行测试，室温固化6h，剪切强度可达19MPa，拉伸强度可达20MPa。[0040]实施例3
[0041]A组分:双酚A型环氧树脂:85重量份，端羧基丁腈橡胶改性双酚A型环氧树脂:30重量份，钛白粉:40重量份；
[0042]B组分:聚硫醇固化剂(深圳佳迪达提供的3380s聚硫醇):60重量份，改性胺类固化剂(深圳佳迪达提供的5408改性胺类固化剂):40重量份，疏水气相二氧化硅:0.5重量份，KH-560:2重量份，硅微粉:20重量份，酞青蓝:0.2重量份；
[0043]按重量比称取E51树脂1700g，端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂600g加入带有真空装置的混合仪器中，以80转/分的搅拌速度边升温边进行搅拌，升温至50°C后，打开分散，在80转/分的搅拌速度及600转/分的分散速度下边抽真空边搅拌分散20min。机器停止运行，往物料中加入800g钛白粉，在15转/分的转速下将粉体润湿，然后调搅拌转速至80转/分的搅拌速度及800转/分的分散速度下搅拌分散20min,最后,在30转/分的搅拌速度下边抽真空边搅拌4min，然后封装保存即得到A组分。
[0044]按重量比称取3380s聚硫醇固化剂1200g，5408改性胺固化剂800g，KH-560硅烷偶联剂IOg加入带有真空装置的混合仪器中，在60°C的条件下，以80转/分的搅拌速度边抽真空边搅拌5min。机器停止运行,往物料中加入40g气相二氧化娃，4g酞青蓝颜料，400g硅微粉，在20转/分的转速下将粉体润湿，然后调搅拌转速至80转/分的搅拌速度及1800转/分的分散速度下搅拌分散40min,最后,在30转/分的搅拌速度下边抽真空边搅拌5min，然后封装保存即得到B组分。
[0045]使用时将上述A组分和B组分在室温下以质量比1:1.2的比例混合均匀即可使用。混合30g，可操作时间为疒8min，粘接钢-钢样片，用万能试验机进行测试，室温固化6h，剪切强度可达21MPa，拉伸强度可达20MPa。
[0046]以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0047]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种环氧树脂胶粘剂，其特征在于，包括组分A和组分B，所述组分A包括:70-85重量份的双酚A型环氧树脂，15-30重量份的韧性改性双酚A型环氧树脂，20-40重量份的第一填料；所述组分B包括:40-70重量份的聚硫醇类固化剂，30-60重量份的改性胺类固化剂，15-30重量份的第二填料。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述组分B还包括:0.5-3重量份的触变剂，1-3重量份的偶联剂，或0.05、.2重量份的颜料。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为E51环氧树脂、E44环氧树脂、128环氧树脂和127环氧树脂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述韧性改性双酚A型环氧树脂为液态丁腈橡胶改性双酚A型环氧树脂或聚硫橡胶改性双酚A型环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述第一填料为钛白粉、硅微粉、氧化铝粉、氧化镁粉、氢氧化铝粉或碳酸钙。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述聚硫醇类固化剂为经过遮味处理的聚硫醇类固化剂。
7.根据权利要求2所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述触变剂为疏水气相二氧化硅或氢化蓖麻油。
8.根据权利要求2所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.根据权利要求1所述的环氧树脂胶粘剂，其特征在于，所述第二填料为钛白粉、硅微粉、氧化铝粉、氧化镁粉、氢氧化铝粉或碳酸钙。
10.一种环氧树脂胶粘剂 的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:a)将70-85重量份的双酚A型环氧树脂和15-30重量份的韧性改性双酚A型环氧树脂，在50-80转/分的搅拌速度及500-800转/分的分散速度下，搅拌分散5-20min，然后加入20-40重量份的第一填料，在50-80转/分的搅拌速度及700-1000转/分的分散速度下搅拌分散l(T30min，在10-30转/分的搅拌速度下搅拌3-5min，得到组分A ；b)将40-70重量份的聚硫醇类固化剂和30-60重量份的改性胺类固化剂，在50-80转/分的搅拌速度及100-300转/分的分散速度下，搅拌分散5-20min，然后加入15-30重量份的第二填料，在50-80转/分的搅拌速度及1000-1800转/分的分散速度下搅拌分散2(T40min，在10-30转/分的搅拌速度下搅拌3-5min，得到组分B ；c)将所述组分A与所述组分B搅拌混合，得到环氧树脂胶粘剂；所述步骤a)和步骤b)顺序没有先后限制。
【文档编号】C09J11/04GK103450835SQ201210178820
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月29日 优先权日:2012年5月29日
【发明者】吴进, 罗伟琪, 杨长剑 申请人:浙江瑞翌新材料科技有限公司