本发明属于胶粘剂领域，特别涉及一种3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂及其制备方法。
背景技术：
胶粘剂体系在国民经济的各个领域中被广泛应用：无论是高新技术领域还是通用技术领域，无论是国防军工还是民用工业，乃至人们的日常生活中均能看到它的踪迹。
有关胶粘剂体系或含硅树脂体系已经有很多研究报道，也有很多发明专利：
中国发明专利cn102786902a公开了一种有机硅有机氟环氧粘合剂及其制备方法。
阎睿，虞鑫海等人【新型环氧胶粘剂的制备与性能研究，绝缘材料，2012，45(2)：12-14,18】公开了一种新型环氧树脂胶粘剂及其制备方法，并对其性能进行了系统的研究。
中国发明专利cn106220851a公开了一种yasi型含硅环氧酰亚胺基体树脂及其制备方法。
虞鑫海等人【有机硅环氧体系粘合剂的制备与性能研究，绝缘材料，2012,45(2)：1-3,11】公开了一种有机硅树脂改性环氧树脂的粘合剂体系，并对其性能进行了研究，同时得到了综合性能优越的粘合剂。
中国发明专利cn102220102a公开了一种耐高温粘合剂及其制备方法。
中国发明专利cn106146841a公开了一种3,5-二氨基苯甲酸型含硅环氧酰亚胺基体树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、邻甲酚、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐和马来酸酐放入反应釜中，通入氮气，搅拌，加热升温至80℃，滴加异喹啉，加热至100℃-110℃，搅拌反应5-12小时后，冷却至60℃，将反应物倒入盛有沉析剂的沉析釜中，高速搅拌，析出固体物，过滤，80℃真空干燥10小时，得到酰亚胺齐聚物；
(2)将4,4’-二氨基-4”-羟基三苯甲烷(dahtm)、环氧树脂放入反应釜中，于80℃-100℃搅拌混合反应0.5-1小时后，加入酰亚胺齐聚物继续搅拌反应1-2小时，随后加入3-氨丙基三烷氧基硅烷搅拌反应5-15分钟，冷却至室温，再加入固化剂，搅拌混合均匀即可。
中国发明专利cn102181251a公开了一种不饱和聚酰亚胺改性的环氧树脂胶粘剂及其制备方法。
中国发明专利cn101649174a公开了一种耐高温单组份无溶剂环氧粘合剂及其制备方法。
吴敏等人【新型高强度单组份环氧树脂胶粘剂的研制，粘接，2009,30(9)：54-57】公开了一种单组份环氧胶粘剂，综合性能优异，特别是具有很高的拉伸剪切强度。
陈洪江等人【新型环氧树脂胶粘剂体系的固化动力学研究，粘接，2009,30(8)：43-45】公开了一种环氧树脂胶粘剂体系，并对其固化动力学进行了研究。
费斐等人【耐高温单组份环氧胶粘剂的制备，粘接，2009,30(12)：34-37】公开了一种单组份耐高温环氧胶粘剂。
许梅芳等人【聚酰亚胺-环氧树脂胶粘剂的固化动力学研究，化学与粘合，2011,33(2)：17-20】公开了一种聚酰亚胺-环氧树脂胶粘剂，并对其进行了固化动力学研究。
中国发明专利cn104844801a公开了一种含硅聚酰亚胺覆铜箔板，其特征在于：由铜箔、无碱玻璃布和含硅聚酰亚胺树脂组成；其中，含硅聚酰亚胺树脂是由质量比为1:1-5的a、b组份聚合反应而得；而a组份由摩尔比为1:2的有机硅二胺与芳香族二酐反应而得；b组份由摩尔比为：2:1.8-1.9:0.1-0.3的芳香族二胺与芳香族二酐、马来酸酐反应而得。
中国发明专利cn101397486a，公开了一种双组分无溶剂环氧树脂胶粘剂的制备方法，其主要特征在于：它包括a组分和b组分,其中a组分含有酚醛环氧树脂、脂环型环氧树脂和端羧基丁腈橡胶；b组分是4,4’-双(2,4-二氨基苯氧基)二苯醚芳香族多元胺固化剂。脂环型环氧树脂和端羧基丁腈橡胶的添加量分别为酚醛环氧树脂的20-35％和12％(质量百分数)。4,4’-双(2,4-二氨基苯氧基)二苯醚芳香族多元胺固化剂的添加量为酚醛环氧中国专利cn101397486a公开了一种双组分无溶剂环氧树脂胶粘剂的制备方法，其主要特征在于：它包括a组分和b组分,其中a组分含有酚醛环氧树脂、脂环型环氧树脂和端羧基丁腈橡胶；b组分是1,4-双(2,4-二氨基苯氧基)苯芳香族多元胺固化剂。脂环型环氧树脂和端羧基丁腈橡胶的添加量分别为酚醛环氧树脂的20-35％和12％(质量百分数)。1,4-双(2,4-二氨基苯氧基)苯芳香族多元胺固化剂的添加量为酚醛环氧树脂的15-20％(质量百分数)，所得胶粘剂体系工艺性好。但其耐热性能还不够理想。
虞鑫海等人【耐高温单组分环氧胶粘剂的研制[j].粘接，2008，29(12)：16-19】公开了一种耐高温单组分环氧胶粘剂的制备方法，其主要特征在于：以马来酸酐(ma)为封端剂，以2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(bahpfp)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(bapopp)、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(bpada)为主原料合成得到了含酚羟基聚醚酰亚胺树脂(hpei)；以所合成得到的hpei为耐高温增韧剂，与n,n,n',n'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯甲烷(tgddm)、氢化双酚a环氧树脂(hbpae)、潜伏性固化剂等，配制得到了综合性能优异的耐高温单组分环氧胶粘剂。
该方法，虽然通过合成含活性反应基团(羟基、不饱和双键)的聚醚酰亚胺树脂(hpei)，对环氧树脂进行了增韧改性，并取得了较好的技术效果。但是，也存在一些缺点：
(1)可反应性基团有限，特别是不饱和双键的含量偏低。因为马来酸酐是作为封端剂来使用的，马来酸酐的用量很少。
(2)2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(bahpfp)等单体价格昂贵，导致聚醚酰亚胺树脂(hpei)和胶粘剂的成本很高，不利于大规模推广应用，只能局限于某些特殊领域。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂及其制备方法，该含硅胶粘剂综合性能良好，可应用于玻璃、陶瓷、复合材料、特种极性纺织预浸料及其复合材料基材的粘接，具有良好的市场应用前景。
本发明提供了一种3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂，所述胶粘剂由摩尔比为1:5-10:6.5-12:1-2:1的3,5-二氨基苯甲酸、芳香族二元胺、芳香族二元酐、3-氨丙基三烷氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的反应产物，以及有机溶剂组成。
所述芳香族二元胺选自间苯二胺、对苯二胺、2-甲基间苯二胺、2,4,6-三甲基间苯二胺、3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基-4”-羟基三苯甲烷、4,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯砜、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷、2,6-双(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2,6-双(3-氨基苯氧基)苯甲腈、3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、3,3’-二氨基-4,4’-二羟基联苯、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、2,6-双(4-氨基苯氧基)甲苯、2,5-双(4-氨基苯氧基)甲苯、3,5-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯甲酸、2,6-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2,5-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯甲烷、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯甲烷、4,4’-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯甲烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、4,4’-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯砜、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯硫醚、4,4’-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯醚、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯醚、4,4’-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4’-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4’-双(3-氨基苯氧基)联苯、4,4’-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯中的一种或几种。
所述芳香族二元酐选自均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-四羧基二苯醚二酐、3,3’,4,4’-四羧基二苯砜二酐、3,3’,4,4’-四羧基二苯甲酮二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、3,3’,4,4’-四羧基联苯二酐、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、1,3-双-(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)联苯二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯醚二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4,4’-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐中的一种或几种。
所述3-氨丙基三烷氧基硅烷选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种。
所述有机溶剂选自n,n二甲基甲酰胺、n,n二甲基乙酰胺、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、n-甲基-2-吡咯烷酮、n-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种。
所述有机溶剂与反应物的质量比为2.5-9.5:1；其中，反应物是指3,5-二氨基苯甲酸、芳香族二元胺、芳香族二元酐、3-氨丙基三烷氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
本发明还提供了一种3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：
按配比，将3,5-二氨基苯甲酸和有机溶剂放入反应釜中，室温下搅拌溶解后，加入芳香族二元胺，搅拌溶解后，加入芳香族二元酐，室温下搅拌反应1.0小时-4.0小时后，加入3-氨丙基三烷氧基硅烷，室温下搅拌反应0.5小时-2小时，随后加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，于80℃-90℃搅拌反应15min即得3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂。
有益效果
(1)本发明具有良好的热态机械性能，且综合性能优异，可应用于玻璃、陶瓷、复合材料、特种极性纺织预浸料及其复合材料基材的粘接，具有良好的市场应用前景；
(2)本发明的制备工艺简单、成本低、操作方便，反应原料来源方便，可以在通用设备中完成制备过程，有利于实现工业化生产；
(3)本发明的胶粘剂分子结构中引入3-氨丙基三烷氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，不仅提供了胶粘剂体系固化的交联反应性基团，而且可与基材产生很好的锚合作用，对改善粘接面的界面性能与粘接强度是大有好处的。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将15.2克(0.1摩尔)的3,5-二氨基苯甲酸和1290克n,n二甲基甲酰胺放入反应釜中，室温下搅拌溶解后，加入40.0克(0.2摩尔)3,4’-二氨基二苯醚、40.0克(0.1摩尔)4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、29.2克(0.1摩尔)1,3-双(4-氨基苯氧基)苯和51.8克(0.1摩尔)2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷，搅拌溶解后，加入209.3克(0.65摩尔)3,3’,4,4’-四羧基二苯甲酮二酐，室温下搅拌溶解，搅拌反应1.0小时后，加入22.1克(0.1摩尔)3-氨丙基三乙氧基硅烷，室温下搅拌反应2小时，随后加入23.6克(0.1摩尔)γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，于80℃搅拌反应15min即得到1721.2克粘稠透明均相的3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂，记作sa-1。
实施例2
将15.2克(0.1摩尔)的3,5-二氨基苯甲酸、2100克n,n二甲基乙酰胺和850克n-乙基-2-吡咯烷酮放入反应釜中，室温下搅拌溶解后，加入22.4克(0.1摩尔)2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、100.0克(0.5摩尔)3,4’-二氨基二苯醚、82.0克(0.2摩尔)2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷和80.0克(0.2摩尔)4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚，搅拌溶解后，加入186.0克(0.6摩尔)3,3’,4,4’-四羧基二苯醚二酐和193.2克(0.6摩尔)3,3’,4,4’-四羧基二苯甲酮二酐，室温下搅拌溶解，搅拌反应4.0小时后，加入44.2克(0.2摩尔)3-氨丙基三乙氧基硅烷，室温下搅拌反应0.5小时，随后加入23.6克(0.1摩尔)γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，于90℃搅拌反应15min即得到3696.6克粘稠透明均相的3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂，记作sa-2。
实施例3
将15.2克(0.1摩尔)的3,5-二氨基苯甲酸、4350克n,n二甲基甲酰胺和1500克n-乙基-2-吡咯烷酮的有机溶剂放入反应釜中，室温下搅拌溶解后，加入240.0克(0.6摩尔)4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚和29.2克(0.1摩尔)1,3-双(4-氨基苯氧基)苯，搅拌溶解后，加入225.4克(0.7摩尔)3,3’,4,4’-四羧基二苯甲酮二酐、78.0克(0.15摩尔)2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐，室温下搅拌溶解，搅拌反应2.0小时后，加入22.1克(0.1摩尔)3-氨丙基三乙氧基硅烷和17.9克(0.1摩尔)3-氨丙基三甲氧基硅烷，室温下搅拌反应1.5小时，随后加入23.6克(0.1摩尔)γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，于85℃搅拌反应15min即得到6501.4克粘稠透明均相的3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂，记作sa-3。
实施例4
分别取适量的实施例1～实施例3的3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂，即sa-1～sa-3，并分别均匀地涂敷于标准不锈钢试片上，叠合，夹紧，放入鼓风烘箱中进行固化：从室温开始升温至80℃，保持1小时后，继续升温至150℃，保持2小时后，继续升温至200℃，保持0.5小时后，继续升温至260℃，保持0.5小时后，自然冷却至室温。利用电子拉力机，分别对其进行室温(25℃)和高温(250℃)条件下的拉伸剪切强度测试，结果如表1所示。
分别取适量的实施例1～实施例3的3,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂，即sa-1～sa-3，并分别均匀地浸透于玻璃布上，用标准不锈钢试片叠合夹紧，放入鼓风烘箱中进行固化：从室温开始升温至80℃，保持1小时后，继续升温至150℃，保持2小时后，继续升温至200℃，保持0.5小时后，继续升温至260℃，保持0.5小时后，自然冷却至室温。利用电子拉力机，分别对其进行室温(25℃)和高温(250℃)条件下的拉伸剪切强度测试，结果如表1所示。
利用桂林电气科学研究院生产的高阻计测试其固化物的体积电阻率ρv(1mhz，25℃)，结果如表1所示。
利用常州同惠电子仪器有限公司的th2828s测试仪测试其固化物的介电损耗(d)(1mhz，25℃)，结果见表1。
利用精密电子天平，将上述干燥的方形试样称重(w1)后，浸泡于去离子水(25℃)中，72小时后，取出，用滤纸擦干表面，称重(w2)，计算得到吸水率
利用精密电子天平，将上述干燥的方形试样称重(g1)后，放置于恒温恒湿箱(85℃，rh85％)中，72小时后，取出，用滤纸擦干表面，称重(g2)，计算得到吸湿率(ψ)的数据如表1所示。
表13,5-二氨基苯甲酸型含硅胶粘剂的性能数据