本发明属于环氧胶粘剂领域，特别涉及一种适用于高铁车体的双组份环氧结构胶及其用途。
背景技术：
自2008年8月1日中国第一条350公里/小时的高速铁路——京津城际铁路开通运营以来，高速铁路在中国大陆迅猛发展。按照国家中长期铁路网规划和铁路“十一五”、“十二五”规划，以“四纵四横”快速客运网为主骨架的高速铁路建设全面加快推进。2004年1月国家批复《中长期铁路网规划》，确定铁路网要扩大规模，完善结构，提高质量，快速扩充运输能力，迅速提高装备水平。确定到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电化率均达到50％，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。
环氧树脂结构胶具有良好的粘接性能，热稳定性、耐腐蚀性好，机械强度高，被广泛应用于金属板材的结构粘接中，其与点焊等工艺结合使用，可以大幅提高结构件疲劳强度、刚度和耐冲击性能。但是一般的环氧结构胶固化物较脆，抗冲击性能较低。同时，由于高铁运行的环境长期处于长时间高强度振动、风吹日晒、环境温湿度变化极大等严苛环境，对于车身的金属结构粘接的韧性、抗冲击、耐高低温等性能提出了新的挑战。
另外，通过长期探索还发现，结构胶由于其粘度较大，触变性较强，在高铁车身粘接的使用过程中，很多结构胶会出现润湿效果较差，粘接强度较低的现象。这是环氧胶的粘度以及表面张力较大所导致的。
为了解决以上问题，中国专利申请200910230720.6提出使用丙烯酸橡胶微球、纳米丁腈橡胶粒子以及玻璃微珠来提高结构胶的韧性和抗冲击能力，但是由于粒子粒径较小，分散乳化工艺较为复杂，且使用胶粘剂粘度和触变性会大幅上升，施工必须使用铲子人工混合均匀，较难使用胶管进行混胶，容易出现混合不均匀导致质量问题；同时其Tg点过高，会使得低温下胶体较脆，不利于高铁在温度较低的情况下运行。
中国专利201510963920.8提出使用有机硅聚合物改性环氧材料提高力学性能。但是其采用的是环氧稀释剂与有机物聚合物反应进行改性，其粘度为500mPa·s，虽然大幅降低了胶液初始粘度，能满足灌注工艺，但是在高铁车身结构胶施工工艺时还要求胶体触变性良好，挂壁厚度1cm不产生形变，这限制了其在高铁行业结构胶中的应用。
在这样的技术背景下，一款高铁车身结构粘接及其类似要求的高韧性抗冲击双组份环氧结构胶是非常重要的。
技术实现要素：
本发明提供一种双组份环氧结构胶，其包括重量比1:0.8-1.2的A组分和B组分：
所述A组分按其自身总重计，包括：环氧树脂10-40％，有机硅改性环氧树脂10-40％，丁腈橡胶改性环氧树脂10-30％，环氧稀释剂5-30％，增强填料30-70％，触变剂1-10％，偶联剂0.1-1％，消泡剂0.1-1％，且各原料含量百分数之和为100％；
所述B组分按其自身总重计，包括：聚醚胺类多元胺20-60％，聚酰胺类多元胺10-40％，增强填料30-70％，触变剂1-10％，且各原料含量百分数之和为100％。
本发明的双组分环氧结构胶克服了上述现有技术的不足，提供了一种粘接强度高、韧性好、抗冲击、抗振动、耐高低温冲击的双组份环氧结构胶粘剂，可用于铝合金车体的金属型材粘接，能够满足高铁在各种严苛环境下安全运行的要求。
也因此，本发明还提供所述双组份环氧结构胶在金属板材之间的结构粘接中的用途。更具体而言，本发明还提供所述双组份环氧结构胶在高铁车体的结构粘接中的用途。
具体实施方式
本发明的双组份环氧结构胶，包括重量比1:0.8-1.2的A组分和B组分：
所述A组分按其自身总重计，包括：环氧树脂10-40％，有机硅改性环氧树脂10-40％，丁腈橡胶改性环氧树脂10-30％，环氧稀释剂5-30％，增强填料30-70％，触变剂1-10％，偶联剂0.1-1％，消泡剂0.1-1％，且各原料含量百分数之和为100％；
所述B组分按其自身总重计，包括：聚醚胺类多元胺20-60％，聚酰胺类多元胺10-40％，增强填料30-70％，触变剂1-10％，且各原料含量百分数之和为100％。
在一个优选的实施方案中，所述A组分按其自身总重计，由以下原料组成：环氧树脂10-40％，有机硅改性环氧树脂10-40％，丁腈橡胶改性环氧树脂10-30％，环氧稀释剂5-30％，增强填料30-70％，触变剂1-10％，偶联剂0.1-1％，消泡剂0.1-1％，且各原料含量百分数之和为100％；
所述B组分按其自身总重计，由以下原料组成：聚醚胺类多元胺20-60％，聚酰胺类多元胺10-40％，增强填料30-70％，触变剂1-10％，且各原料含量百分数之和为100％。
其中，所述环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除此外没有特别的限制。常见的环氧树脂有双酚A环氧树脂、双F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、脂环族环氧树脂、邻甲酚型环氧树脂、海因环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚芴基环氧树脂等。以上树脂可以单独也可以两种或两种以上混合使用。在优选的实施方案中，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，粘度范围为4,000-10,000mPa·s/25℃，优选8,500mPa·s/25℃。
所述有机硅改性环氧树脂优选为环氧树脂封端有机硅。在更优选的实施方案中，所述有机硅改性环氧树脂的粘度为8,000-16,000mPa·s/25℃，优选14,000mPa·s/25℃。
所述丁腈橡胶改性环氧树脂优选为环氧树脂封端端羧基丁腈橡胶。在更优选的实施方案中，所述丁腈橡胶改性环氧树脂的粘度为50,000-100,000mPa·s/40℃，优选80,000mPa·s/40℃。
在更优选的实施方案中，A组分中的环氧树脂(a)、有机硅改性环氧树脂(b)和丁腈橡胶改性环氧树脂(c)的重量百分比(均基于A组分的总重计)满足以下关系：a/2≤b+c≤40％，且b:c＝1:0.5-2.5。
在进一步更优选的实施方案中，A组分中的环氧树脂(a)、有机硅改性环氧树脂(b)和丁腈橡胶改性环氧树脂(c)的重量百分比(均基于A组分的总重计)与B组分中的聚醚胺类多元胺(x)和聚酰胺类多元胺(y)的重量百分比(均基于B组分的总重计)满足以下关系：1.5≤(a+b+c)(x+y)/xy≤8.0。
所述环氧稀释剂为本领域常用的那些，没有特别的限制。常见的环氧稀释剂如十二烷基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和多羟基聚醚，可以单独也可以两种或两种以上混合使用。在优选的实施方案中，所述环氧稀释剂的粘度为10-200mPa·s/25℃。
所述增强填料优选为硅微粉和纳米碳酸钙中的一种或者两种的混合。在更优选的实施方案中，所述增强填料为1000-3000目硅微粉和3000-5000目纳米碳酸钙中的一种或者两种的混合。
所述触变剂优选为有机膨润土和气相法SiO2中的一种或者两种的混合，更优选气相法SiO2。
所述偶联剂为本领域常用的那些，没有特别的限制，如：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，可以单独也可以两种或两种以上混合使用。
所述消泡剂为本领域常用的那些，没有特别的限制，如：聚二甲基硅氧烷消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂，可以单独也可以两种混合使用。
所述聚醚胺类多元胺优选为二或三个官能度的聚醚胺，例如：D-230(亨斯迈化工贸易(上海)有限公司)、T-403(亨斯迈化工贸易(上海)有限公司)。
所述聚酰胺类多元胺优选为胺值200-400的聚酰胺，例如：502(空气化工产品(上海)有限公司)、650(常州山峰化工有限公司)等。
本发明的双组份环氧结构胶可在金属板材之间的结构粘接中进行使用，特别是用于高铁车体的结构粘接中。
本发明抗冲击高韧性环氧结构胶与现有技术相比，具有以下进步：
1)有机硅改性环氧树脂含有键长较长、柔性较好的硅氧键，其具有优良的低温柔性以及耐候性，其中硅氧键键长约为碳碳键键长的1.5倍左右，分子极易旋转，有机硅分子链玻璃化转变温度低于-100℃，因此其具备优良的低温性能。
2)有机硅改性环氧树脂相比环氧树脂的表面张力较低，能够很好的在基材上铺展润湿，能够显著的提高固化后的力学性能。
3)丁腈橡胶改性环氧树脂与环氧树脂相容性良好，具有良好的增韧和抗冲击效果。
4)环氧结构胶的机械强度有大幅提高，如剪切强度可由原来的13KJ/m2提高到25KJ/m2，断裂伸长率由原来的2％提高到10％，振动疲劳可以抗1000万次振动剪切强度无明显衰减，冷热循环冲击-40℃到80℃100个循环剪切强度无明显衰减。
为了更好的理解与实施，下面结合实施例对本发明作进一步阐述。如无特别说明，则所有操作均在室温、常压条件下实施；所有份数为重量份数，百分数为重量百分数，比例为重量比。
本发明涉及的参数或性能测试结果按如下方法测得：
(1)邵氏硬度：按标准GB/T 531测定
(2)本体拉伸强度：按标准GB/T 2567测定
(3)断裂伸长率：按标准GB/T 2567测定
(4)剪切强度：按标准GB/T 7124测定
(5)胶化时间：按标准GB/T 7123测定
(6)振动疲劳：按标准ISO 9664测定
(7)粘度：按标准GB/T 2794测定
(8)胺值：按标准GB/T 2853测定
本发明实施例采用的原料来源如下：
双酚A环氧树脂：宏昌电子材料股份有限公司
有机硅改性环氧树脂：国都化工有限公司(粘度14,000mPa·s/25℃)
丁腈橡胶改性环氧树脂：陶氏化学有限有限公司(粘度80,000mPa·s/40℃)
十二烷基缩水甘油醚：安徽新远化工有限公司
乙二醇二缩水甘油醚：安徽新远化工有限公司
苯基缩水甘油醚：安徽新远化工有限公司
硅微粉：贵州毫微粉体工业有限公司
纳米碳酸钙：贵州毫微粉体工业有限公司
白炭黑：贵州毫微粉体工业有限公司
聚二甲基硅氧烷消泡剂：毕克化学有限公司(粘度：5,000mPa·s/25℃)
γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂：荆州市江汉精细化工有限公司
聚醚胺：亨斯迈化工贸易有限公司，胺值260mgKOH/g，粘度50mPa·s/25℃。
聚酰胺：空气化工产品有限公司，胺值450mgKOH/g，粘度300Pa·s/25℃。
实施例1
将20份环氧树脂128、15份有机硅改性环氧树脂、20份丁腈橡胶改性环氧树脂、5份乙二醇二缩水甘油醚、35份2000目微硅粉、4份白炭黑、0.5份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、0.5份聚二甲基硅氧烷消泡剂搅拌均匀，制备得到原色组分A。将25份聚醚胺、25份聚酰胺和40份3000目硅微粉、10份白炭黑搅拌均匀制备得到原色组分B。用胶时将A、B组分按照重量比1:1通过胶管搅拌均匀后施胶，操作时间为60min，硬度邵D85，本体拉伸强度45MPa，断裂伸长率10％，钢对钢剪切强度25MPa，振动疲劳试验1000万次以及冷热循环(-40℃到80℃)冲击100次后无明显衰减。
实施例2
将40份环氧树脂128、10份有机硅改性环氧树脂、10份丁腈橡胶改性环氧树脂、5份十二烷基缩水甘油醚、30份3000目微硅粉、4份白炭黑、0.5份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、0.5份聚二甲基硅氧烷消泡剂搅拌均匀，制备得到原色组分A。将15份聚醚胺、35份聚酰胺和40份2000目硅微粉、10份白炭黑搅拌均匀制备得到原色组分B。用胶时将A、B组分按照重量比1:1通过胶管搅拌均匀后施胶，操作时间为50min，硬度邵D85，本体拉伸强度40MPa，断裂伸长率13％，钢对钢剪切强度26MPa，振动疲劳试验1000万次以及冷热循环(-40℃到80℃)冲击100次后无明显衰减。
实施例3
将10份环氧树脂128、10份有机硅改性环氧树脂、25份丁腈橡胶改性环氧树脂、10份苯基缩水甘油醚、25份2000目微硅粉、10份3000目纳米碳酸钙、9份白炭黑、0.5份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂、0.5份聚二甲基硅氧烷消泡剂搅拌均匀，制备得到原色组分A。将25份聚醚胺、25份聚酰胺和40份硅微粉、10份白炭黑搅拌均匀制备得到原色组分B。用胶时将A、B组分按照重量比1:1通过胶管搅拌均匀后施胶，操作时间为70min，硬度邵D85，本体拉伸强度39MPa，断裂伸长率11％，钢对钢剪切强度29MPa，振动疲劳试验1000万次以及冷热循环(-40℃到80℃)冲击100次后无明显衰减。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。本领域技术人员在不脱离本发明技术方案的宗旨和范围的情况下，对本发明的技术方案进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。