本发明涉及高性能环氧结构胶粘剂的制备领域,具体是一种高韧性军用方舱结构胶及其制备方法。
背景技术:
1、军用方舱广泛用于军事指挥、通信、电站、医疗、野战宿营及厨房等领域。采用环氧胶粘剂粘接制作方舱大板是方舱轻量化生产过程中的关键技术,决定了舱板的质量和寿命。环氧胶粘剂具有优异的力学性能、粘接性能以及工艺性能,但因其交联密度高、固化物脆、耐冲击性能差等缺陷,使其应用受到了较大程度的限制。因此,方舱用环氧胶粘剂的研究主要集中在增韧技术、配方的设计及配方的改性研究方面。目前,方舱生产厂家多采用市场现有的胶黏剂进行大板制作,其中高端产品多为汉高乐泰、西卡、爱牢达等国外品牌,价格昂贵,增加了对进口胶黏剂的依赖以及方舱的生产成本,存在军用技术泄密及安全威胁等风险。此外,市售的国产胶粘剂在方舱中应用存在诸多问题,比如,胶粘剂的耐高温性能较差,普通环氧胶粘剂的高温100℃剪切强度在2-3mpa,当方舱表面温度达到100℃左右时,产品容易出现脱粘、鼓包等问题。因而,亟需开发韧性高、耐高温性能好、力学性能优异、质量稳定、价格适宜、便于机械化生产的军用方舱环氧树脂胶粘剂的制备及应用技术。
技术实现思路
1、解决的技术问题:为了解决现有军用方舱环氧树脂胶粘剂韧性较差、耐高温性能差、不能兼顾高剥离强度及高剪切强度的技术问题,本发明提供一种高韧性军用方舱结构胶及其制备方法。
2、技术方案:一种高韧性军用方舱结构胶,由a组份与b组份按质量比100:(20-50)复配而成,a组分组以质量分数计,组成为:环氧树脂70-100份、桐油基端羟基超支化聚酯增韧剂10-20份、稀释剂5-20份、无机填料20-30份;b组分以质量分数计,组成为:改性腰果酚基多元胺30-80份,聚酰胺10-30份,硅烷偶联剂1-2份。
3、上述环氧树脂为e51、e44或e20中的至少一种。
4、上述增韧剂为桐油基端羟基超支化聚酯增韧剂,分子量范围为500-5000。
5、上述稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、蓖麻油多缩水甘油醚、腰果酚多缩水甘油醚中的至少一种。
6、上述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-2,3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷的至少一种。
7、上述高韧性军用方舱结构胶的制备方法,包括以下步骤:步骤1:依次向环氧树脂中加入稀释剂、桐油基端羟基超支化聚酯增韧剂及无机填料,加热到40-60℃,加热时间为10-20min,抽真空脱气泡后得高韧性军用方舱结构胶的a组份;步骤2:将称取的固化剂、偶联剂搅拌均匀,加热到40-60℃,加热时间为10-20min,搅拌得高韧性军用方舱结构胶的b组份。
8、有益效果:①本发明克服了传统环氧树脂军用方舱胶粘剂韧性差、滚筒剥离强度低、耐高温性能差等问题,配方制备方法简单,易于实现。②本发明中利用端羟基超支化聚酯增韧剂与腰果酚基多元胺及聚酰胺固化剂的协同作用,通过端羟基、酚羟基、酰胺基等基团的交互作用,提高分子间氢键作用力,形成氢键牺牲键网络,可有效提升环氧树脂固化体系的韧性和强度。③本发明中桐油基端羟基超支化聚酯增韧剂粘度低,与树脂相容性好,可有效增加或调节材料韧性等,可削弱军用方舱使用过程中易发生的结构应力、材料膨胀参数差异应力、环境温度应力等破坏。
1.一种高韧性军用方舱结构胶,由a组份与b组份按质量比100:(20-50)复配而成,其特征在于,a组分组以质量分数计,组成为:环氧树脂70-100份、桐油基端羟基超支化聚酯增韧剂10-20份、稀释剂5-20份、无机填料20-30份;b组分以质量分数计,组成为:改性腰果酚基多元胺30-80份,聚酰胺10-30份,硅烷偶联剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性军用方舱结构胶,其特征在于,所述的环氧树脂为e51、e44或e20中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性军用方舱结构胶,其特征在于,所述的增韧剂为桐油基端羟基超支化聚酯增韧剂,分子量范围为500-5000。
4.根据权利要求1所述的一种高韧性军用方舱结构胶,其特征在于,所述的稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、蓖麻油多缩水甘油醚、腰果酚多缩水甘油醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高韧性军用方舱结构胶,其特征在于,所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-2,3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷的至少一种。
6.权利要求1-5任一所述高韧性军用方舱结构胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:依次向环氧树脂中加入稀释剂、桐油基端羟基超支化聚酯增韧剂及无机填料,加热到40-60 ℃,加热时间为10-20 min,抽真空脱气泡后得高韧性军用方舱结构胶的a组份;步骤2:将称取的固化剂、偶联剂搅拌均匀,加热到40-60 ℃,加热时间为10-20 min,搅拌得高韧性军用方舱结构胶的b组份。