一种高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂和制备方法与流程

本发明涉及胶粘剂，具体为一种高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂和制备方法。

背景技术：

1、水性环氧树脂胶粘剂具有环保、固化速度快，粘结强度高等优点，广泛应用在微电子、家具电器、机械制造等领域，但是水性环氧树脂胶粘剂存在交联度过大，导致韧性差，耐水防水不佳的问题，不利于环氧树脂在建筑结构胶等领域的实际应用。专利cn105838303b公开了氨基封端聚硅氧烷与环氧树脂的可控化学反应，实现对环氧树脂的接枝改性，使胶粘剂兼具良好的力学性能和优异的防水性能，但是没有改善环氧树脂的拉伸强度和韧性。

2、弹性体材料如聚氨酯弹性体、聚硅氧烷弹性体、eva弹性体等具有高弹性，韧性好、力学性能优异等特点，在胶粘剂、涂料等方面有着广阔的应用前景；专利cn113502032b公开了采用有机硅嵌段共聚物、聚氨酯改性弹性体、环氧树脂等作为原料，制备了一种强韧性的树脂组合物，但是没有改善材料的耐水防水性。

技术实现思路

1、本发明解决如下技术问题：制备了一种咪唑基聚硅氧烷弹性体，解决了水性环氧树脂胶粘剂高韧性差，耐水性不好的问题。

2、本发明提供如下技术方案：

3、一种高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，包括如下质量配比的组分：100％水性环氧树脂乳液、2-15％咪唑基聚硅氧烷弹性体、0.05-0.2％分散剂、5-8％固化剂；所述制备方法为如下步骤：

4、s1、向烧瓶中加入含氢硅油、双丙烯酸基咪唑均苯四甲酰亚胺，结构式为

5、

6、搅拌后滴加氯铂酸的丙二醇溶液，进行交联反应，冷却，丙酮洗涤，干燥，室温下静置熟化5-7天，得到咪唑基聚硅氧烷弹性体。

7、s2、向水性环氧树脂乳液、咪唑基聚硅氧烷弹性体、分散剂、固化剂，高速搅拌，得到高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂。

8、进一步的，双丙烯酸基咪唑均苯四甲酰亚胺、氯铂酸的质量分别为含氢硅油的10-25％、0.01-0.015％。

9、进一步的，交联反应温度在115-130℃之间，时间在3-6h之间。

10、进一步的，双丙烯酸基咪唑均苯四甲酰亚胺的制备方法：

11、s3、向搭载冷凝管和分水器的烧瓶中加入n-甲基吡咯烷酮、甲苯、均苯四甲酸酐和4-氨基苄醇，向烧瓶中通入氮气，40-55℃中反应2-3h，然后升温至120-135℃回流5-10h，加入三乙胺，继续升温至175-190℃，反应6-12h，减压浓缩，产物用水、丙酮洗涤，干燥，得到中间体a；反应式：

12、

13、s4、向搭载冷凝管的烧瓶中加入二甲苯、中间体a、4-咪唑丙烯酸和对甲苯磺酸，通入氮气，搅拌反应，冷却，减压浓缩，产物依次用丙酮、二氯甲烷洗涤，干燥，得到双丙烯酸基咪唑均苯四甲酰亚胺。反应式：

14、

15、进一步的，s3中4-氨基苄醇、三乙胺的质量分别为均苯四甲酸酐的115-130％、60-90％。

16、进一步的，s4中4-咪唑丙烯酸、对甲苯磺酸的质量分别为中间体a质量的55-72％、15-22％。

17、进一步的，s4中反应温度在90-110℃之间，反应在4-8h之间。

18、本发明产生如下技术效果：本发明以均苯四甲酸酐、4-氨基苄醇、4-咪唑丙烯酸等进行反应得到双丙烯酸基咪唑均苯四甲酰亚胺，其含有活性双烯基，与含氢硅油发生硅氢加成反应进交联，得到咪唑基聚硅氧烷弹性体。

19、本发明以咪唑基聚硅氧烷弹性体作为改性剂，与水性环氧树脂复合得到胶粘剂，咪唑基聚硅氧烷弹性体的咪唑基团含有活泼氢，可以与环氧树脂发生交联固化反应，促进固化反应，减少固化剂2-乙基-4-甲基咪唑的用量；同时高弹性的聚硅氧烷弹性体与环氧树脂发生化学键合，增强了聚硅氧烷弹性体和环氧树脂之间的界面结合力，起到很好的增韧效果，并且聚硅氧烷弹性体中酰亚胺结构，具有尺寸稳定性高、机械强度大的优点；从而提高了环氧树脂胶粘剂的冲击强度、剪切强度和拉伸强度。

20、本发明中咪唑基聚硅氧烷弹性体的疏水性硅氧烷结构与环氧树脂之间发生化学交联反应，形成紧密的化学交联网络，阻碍了环氧树脂大分子链段的运动，使水等小分子难以渗透进环氧树脂基体中，从而降低环氧树脂的吸水率，提高胶粘剂的耐水防水性。

技术特征：

1.一种高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂胶粘剂包括如下质量配比的组分：100％水性环氧树脂乳液、2-15％咪唑基聚硅氧烷弹性体、0.05-0.2％分散剂、5-8％固化剂；所述制备方法为如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述双丙烯酸基咪唑均苯四甲酰亚胺、氯铂酸的质量分别为含氢硅油的10-25％、0.01-0.015％。

3.根据权利要求1所述的高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述交联反应温度在115-130℃之间，时间在3-6h之间。

4.根据权利要求1所述的高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述双丙烯酸基咪唑均苯四甲酰亚胺的制备方法：

5.根据权利要求4所述的高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述s3中4-氨基苄醇、三乙胺的质量分别为均苯四甲酸酐的115-130％、60-90％。

6.根据权利要求4所述的高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述s4中4-咪唑丙烯酸、对甲苯磺酸的质量分别为中间体a质量的55-72％、15-22％。

7.根据权利要求4所述的高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述s4中反应温度在90-110℃之间，反应在4-8h之间。

技术总结
本发明涉及胶粘剂技术领域，且公开了一种高韧性的耐水改性环氧树脂胶粘剂和制备方法，包括如下质量配比的组分：100％水性环氧树脂乳液、2‑15％咪唑基聚硅氧烷弹性体、0.05‑0.2％分散剂、5‑8％固化剂；本发明以咪唑基聚硅氧烷弹性体作为改性剂，与水性环氧树脂复合得到胶粘剂，咪唑基聚硅氧烷弹性体的咪唑基团含有活泼氢，可以与环氧树脂发生交联固化反应，起到很好的增韧效果，同时形成紧密的化学交联网络，阻碍了环氧树脂大分子链段的运动，使水等小分子难以渗透进环氧树脂基体中，从而降低环氧树脂的吸水率，提高胶粘剂的耐水防水性。

技术研发人员：陈森森,陈华煜,文忠,文京,文越,王军,张雯,陈梦圆
受保护的技术使用者：南京康泰建筑灌浆科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17