一种高温环境粘接能力强的复配增韧的双酚a环氧树脂植筋胶及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种植筋胶及其制备方法，特别是一种适用于高温环境粘接能力高的植筋胶的制备方法。
【背景技术】
[0002]双酚A环氧树脂作为结构性胶粘剂，其缺点在于脆性大，固化过程中具有伸缩性，会产生较大的内应力。人们很早就采用弹性体来增韧双酚A环氧树脂胶粘剂，来提高它们的粘接能力和抗冲击能力。比如使用丙烯酸和聚氨酯改性双酚A环氧树脂，以上方法多是双酚A环氧树脂与橡胶混合，这类增韧方式相容性不好可能导致分相。另一种方法是将反应性橡胶和双酚A环氧树脂反应，将橡胶引入双酚A环氧树脂链中，产生牢固的化学交联，既能改善相容性，还能显著提高强度。
[0003]现有的橡胶与双酚A环氧树脂共混改性和普通双酚A环氧树脂与反应性橡胶反应改性的方法在高温反应的粘接强度和使用稳定性方面仍有不足，而目前多官能度双酚A环氧树脂和丁腈橡胶研宄多着眼于共混改性，典型的问题就是相容性差导致两个Tg。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种适用于高温环境下的粘接强度高的环氧植筋胶。
[0005]本发明的另一目的是提供一种适用于高温环境下的粘接强度好的环氧植筋胶的制备方法。
[0006]本发明主要解决现有的橡胶与双酚A环氧树脂共混改性和普通双酚A环氧树脂与反应性橡胶反应改性的环氧胶的粘接强度和使用稳定性差及多官能度双酚A环氧树脂和丁腈橡胶共混改性相容性差的问题。加入聚氨酯预聚体改性的双酚A环氧树脂形成缠绕互锁的网状结构，PU软缎能吸收冲击，增强抗冲击能力。
[0007]为达到上述主要目的，本发明提供一种高温环境粘接能力强的复配增韧的双酚A环氧树脂植筋胶，其包括以下质量分数的A组分原料和B组分原料:
[0008]A组分原料:
[0009]双酚A环氧树脂40-70份；
[0010]端羧基液体丁腈橡胶改性的双酚A环氧树脂20-40份；
[0011]聚氨酯改性双酚A环氧树脂15-40份；
[0012]硅烷偶联剂2-5份；
[0013]B组分原料:
[0014]聚醚胺15-30份；
[0015]酚醛改性胺10-25份；
[0016]所述的双酚A环氧树脂环氧值为0.45-0.55 ；
[0017]上述各组分的质量百分比相加之和100%。
[0018]一种高温环境粘接能力强的复配增韧的双酚A环氧树脂植筋胶，其包括以下
[0019]质量分数的A组分原料和B组分原料:
[0020]A组分原料:
[0021 ] 双酚A环氧树脂50-55份；
[0022]端羧基液体丁腈橡胶改性的双酚A环氧树脂25-30份；
[0023]聚氨酯改性双酚A环氧树脂25-30份；
[0024]硅烷偶联剂3份；
[0025]B组分原料:
[0026]聚醚胺20-25份；
[0027]酚醛改性胺15-20份；
[0028]上述各组分的质量百分比相加之和100%。
[0029]采用的硅烷偶联剂的相对分子量为220-240。
[0030]A组分中端羧基液体丁腈橡胶改性双酚A环氧树脂是用双酚A环氧树脂与端羧基液体丁腈橡胶的质量比为8:1，在三苯基膦催化的条件下于125°C反应Ih制得洫组分中聚氨酯改性双酚A环氧树脂是用聚氨酯预聚体同双酚A环氧树脂的质量比为3:25，在二月桂酸二丁基锡催化条件下反应制得；聚氨酯预聚体中所用的聚酯是聚氧化丙烯二醇和聚氧化丙烯三醇按照质量比为3:1混合，接着聚酯同甲苯二异氰酸酯质量比为50:9，在无水无氧的条件下反应制得。
[0031]所述B组分中的酚醛改性胺由二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，多乙烯多胺中的一种或两种以上基础固化剂混合，加入苯酚和甲醛，按照物质的量比为1:1:1通过曼尼希反应得到。
[0032]一种高温环境粘接能力强的复配增韧的双酚A环氧树脂植筋胶的制备方法，
[0033](I) A组分的制备:
[0034]双酚A环氧树脂40-70份、端羧基液体丁腈橡胶改性的双酚A环氧树脂20_40份、聚氨酯改性双酚A环氧树脂15-40份和硅烷偶联剂2-5份，搅拌混合；
[0035](2) B组分的制备:
[0036]聚醚胺15-30份和酚醛改性胺10-25份；搅拌混合；
[0037](3)将A、B组分按3:1质量比混合，搅拌均匀，即制得双酚A环氧树脂植筋胶。
[0038]本发明的有益效果:该发明可在高温环境下使用，粘接强度高、韧性好、耐疲劳、耐老化且对于异种材料有很好的粘接强度。胶层耐酸碱、耐腐蚀性能优异。各组分原料易得、制备条件温和、工艺简便、操作容易、可应用于其他领域。
【具体实施方式】
[0039]以下结合技术方案，进一步说明本发明的【具体实施方式】，不对本发明的范围有任何限制。
[0040]实施例1
[0041]A组分:双酚A环氧树脂40份；端羧基丁腈改性的双酚A环氧树脂20份；聚氨酯改性双酚A环氧树脂15份；硅烷偶联剂2份。B组分:聚醚胺15份；酚醛改性胺10份。A、B组分混合后搅拌均匀，该胶粘剂按常温24h+100°C /3h固化，得到所述具有在高温环境下使用的环氧胶粘剂。
[0042]实施例2
[0043]A组分:双酚A环氧树脂50份；端羧基丁腈改性的双酚A环氧树脂25份；聚氨酯改性双酚A环氧树脂25份；硅烷偶联剂3份。B组分:聚醚胺20份；酚醛改性胺15份。A、B组分混合后搅拌均匀，该胶粘剂按60°C /2h+100°C /3h固化，得到所述具有在高温环境下使用的环氧胶粘剂。
[0044]实施例3
[0045]A组分:双酚A环氧树脂55份；端羧基丁腈改性的双酚A环氧树脂30份；聚氨酯改性双酚A环氧树脂30份；硅烷偶联剂3份。B组分:聚醚胺25份；酚醛改性胺20份。A、B组分混合后搅拌均匀，该胶粘剂按常温12h+120°C /3h固化，得到所述具有在高温环境下使用的环氧胶粘剂。
[0046]实施例4
[0047]A组分:双酚A环氧树脂70份；端羧基丁腈改性的双酚A环氧树脂40份；聚氨酯改性双酚A环氧树脂40份；硅烷偶联剂5份。B组分:聚醚胺30份；酚醛改性胺25份。A、B组分混合后搅拌均匀，该胶粘剂按常温12h+120°C /3h固化，得到所述具有在高温环境下使用的环氧胶粘剂。
[0048]实施例5
[0049]A组分:双酚A环氧树脂70份；端羧基丁腈改性的双酚A环氧树脂30份；聚氨酯改性双酚A环氧树脂40份；硅烷偶联剂3份。B组分:聚醚胺15份；酚醛改性胺15份。A、B组分混合后搅拌均匀，该胶粘剂按常温12h+120°C /3h固化，得到所述具有在高温环境下使用的环氧胶粘剂。
[0050]测试结果:
[0051]以上固化条件制得的胶粘剂热变形温度大于70°C，玻璃化温度大于85°C。压缩强度大于70Mpa，弯曲强度大于55Mpa，拉伸强度大于40Mpa，钢-钢剪切强度大于30MPa，最高可达38Mpa。
【主权项】
1.一种高温环境粘接能力强的复配增韧的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于，其包括以下质量分数的A组分原料和B组分原料: A组分原料: 双酚A环氧树脂40-70份； 端羧基液体丁腈橡胶改性的双酚A环氧树脂20-40份； 聚氨酯改性双酚A环氧树脂15-40份； 硅烷偶联剂2-5份； B组分原料: 聚醚胺15-30份； 酚醛改性胺10-25份； 所述的双酚A环氧树脂环氧值为0.45-0.55 ; 上述各组分的质量百分比相加之和100%。
2.根据权利要求1所述的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于: A组分原料: 双酚A环氧树脂50-55份； 端羧基液体丁腈橡胶改性的双酚A环氧树脂25-30份； 聚氨酯改性双酚A环氧树脂25-30份； 硅烷偶联剂3份； B组分原料: 聚醚胺20-25份； 酚醛改性胺15-20份； 上述各组分的质量百分比相加之和100%。
3.根据权利要求1或2所述的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于，采用的硅烷偶联剂的相对分子量为220-240。
4.根据权利要求1或2所述的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于，A组分中端羧基液体丁腈橡胶改性双酚A环氧树脂是用双酚A环氧树脂与端羧基液体丁腈橡胶的质量比为8:1，在三苯基膦催化的条件下于125°C反应Ih制得4组分中聚氨酯改性双酚A环氧树脂是用聚氨酯预聚体同双酚A环氧树脂的质量比为3:25，在二月桂酸二丁基锡催化条件下反应制得；聚氨酯预聚体中所用的聚酯是聚氧化丙烯二醇和聚氧化丙烯三醇按照质量比为3:1混合，接着聚酯同甲苯二异氰酸酯质量比为50:9，在无水无氧的条件下反应制得。
5.根据权利要求3所述的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于，A组分中端羧基液体丁腈橡胶改性双酚A环氧树脂是用双酚A环氧树脂与端羧基液体丁腈橡胶的质量比为8:1，在三苯基膦催化的条件下于125°C反应Ih制得；A组分中聚氨酯改性双酚A环氧树脂是用聚氨酯预聚体同双酚A环氧树脂的质量比为3:25，在二月桂酸二丁基锡催化条件下反应制得；聚氨酯预聚体中所用的聚酯是聚氧化丙烯二醇和聚氧化丙烯三醇按照质量比为3:1混合，接着聚酯同甲苯二异氰酸酯质量比为50:9，在无水无氧的条件下反应制得。
6.根据权利要求1、2或5所述的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于，所述B组分中的酚醛改性胺由二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，多乙烯多胺中的一种或两种以上基础固化剂混合，加入苯酚和甲醛，按照物质的量比为1:1:1通过曼尼希反应得到。
7.根据权利要求3所述的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于，所述B组分中的酚醛改性胺由二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，多乙烯多胺中的一种或两种以上基础固化剂混合，加入苯酚和甲醛，按照物质的量比为1:1:1通过曼尼希反应得到。
8.根据权利要求4所述的双酚A环氧树脂植筋胶，其特征在于，所述B组分中的酚醛改性胺由二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，多乙烯多胺中的一种或两种以上基础固化剂混合，加入苯酚和甲醛，按照物质的量比为1:1:1通过曼尼希反应得到。
9.权利要求1、2、5、7或8所述的双酚A环氧树脂植筋胶的制备方法，其特征在于: (1)A组分的制备: 双酚A环氧树脂40-70份、端羧基液体丁腈橡胶改性的双酚A环氧树脂20-40份、聚氨酯改性双酚A环氧树脂15-40份和硅烷偶联剂2-5份，搅拌混合； (2)B组分的制备: 聚醚胺15-30份和酚醛改性胺10-25份；搅拌混合； (3)将A、B组分按3:1质量比混合，搅拌均匀，即制得双酚A环氧树脂植筋胶。
10.权利要求6所述的双酚A环氧树脂植筋胶的制备方法，其特征在于: (1)A组分的制备: 双酚A环氧树脂40-70份、端羧基液体丁腈橡胶改性的双酚A环氧树脂20-40份、聚氨酯改性双酚A环氧树脂15-40份和硅烷偶联剂2-5份，搅拌混合； (2)B组分的制备: 聚醚胺15-30份和酚醛改性胺10-25份；搅拌混合； (3)将A、B组分按3:1质量比混合，搅拌均匀，即制得双酚A环氧树脂植筋胶。
【专利摘要】本发明公开了一种高温环境粘接能力强的复配增韧的双酚A环氧树脂植筋胶及制备方法，其特征是由下述质量份的原料制成，A组分：双酚A环氧树脂40-60份；端羧基丁腈改性的双酚A环氧树脂30-40份；聚氨酯改性双酚A环氧树脂20-30份；硅烷偶联剂3-5份。B组分：聚醚胺20-30份；酚醛改性胺10-20份。A、B组分按照重量比3:1搅拌均匀后混合施工。本发明突出特点为钢-钢拉伸剪切强度最高可达38Mpa，因此植筋使用时可减小植入长径比。埋设钢筋较浅时也可达到A级胶的粘接效果，并可在高温环境下120℃使用，适用于埋设钢筋深度有限但依旧保持高粘接强度的场合。
【IPC分类】C08G59-14, C09J163-00
【公开号】CN104726048
【申请号】CN201510168727
【发明人】任延煜, 贺高红, 陈振新, 贺曼罗
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月10日