耐水耐磨双组份树脂胶粘剂的制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环氧树脂粘合剂技术领域，具体涉及一种耐水耐磨双组份树脂胶粘剂的制备工艺。
【背景技术】
[0002]现如今，工业现代化的快速发展，对各种机械部件的使用寿命提出了更高的要求。采用修补技术来提高机械部件表面的抗磨蚀性能，是提高其使用寿命的重要手段，并且越来越广泛地在工业各部门得到应用。在诸多类别的胶粘剂中，环氧树脂胶粘剂以其粘接能力强、适应性广等特点备受青睐，环氧树脂胶粘剂对各种金属和大部分非金属材料均有良好的粘接性能，具有配收缩率低、工艺简单和配置容易等特点，对多种材料具有一定的粘接能力。环氧树脂胶粘剂是一类重要的工程胶粘剂，随着科学技术的进步，特别是尖端科技发展，对胶粘剂的要求越来越高。现有技术中，出现了耐冷热环氧树脂胶粘剂，但仍然存在诸多不足，如耐磨性和耐水性差，使用寿命欠佳。
【发明内容】
[0003]本发明为克服上述问题，提供了一种耐水耐磨双组份树脂胶粘剂的制备工艺，制得的胶粘剂具有优良的耐水性和耐磨性。
[0004]本发明为解决上述问题所采用的技术方案为:耐水耐磨双组份树脂胶粘剂的制备工艺，包括以下步骤:
步骤一、A组分胶粘剂
(1)、按照1:1的体积比，量取氨水和乙醇，混合制得混合物A，然后加入体积三倍于混合物A体积的正硅酸乙酯，搅拌3-5h后，加入到分散机中，在ISOOOrpm条件下分散10-25min，静置2h，制得悬浮液，备用；
(2 )、向悬浮液中加入体积0.7倍于氨水体积的3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌12-20h，形成混合物B，将混合物B在80-100°C下回流0.8-lh后，离心并抽滤，将滤出残余物在50-70°C下烘干，制得纳米微粒，备用；
(3)、按照10:9:1.2的重量比，分别称取聚酰胺、环氧树脂以及制备的纳米微粒，将聚酰胺和纳米微粒混合后，在50°C条件下水浴加热并超声分散2h，干燥后，加入环氧树脂，在18000rpm条件下分散10-25min，静置2h，制得A组分胶粘剂，备用；
步骤二、B组分胶粘剂
(1)、按照1:2的摩尔比，取环氧树脂和对羟基苯甲醚置于烧瓶中油浴加热至90°C，依次滴加丙烯酸和对二甲基苄胺制得混合溶液，继续升温至110°C，取0.3-0.5g混合溶液作为试样，并用浓度为0.lmo 1 /L的氢氧化钾乙醇标准溶液滴定试样的酸值，当其酸值< 3mgK0H/g时，停止加热，制得环氧丙烯酸单酯，备用；
(2)、按照1:1:1:1的重量比，取环氧丙烯酸单酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸-2-羟乙酯混合，制得丙烯酸混合物，加入重量0.5倍于丙烯酸混合物的乳化剂、重量0.2倍于丙烯酸混合物的去离子水以及重量0.15-0.25倍于丙烯酸混合物的无机填料，在ISOOOrpm条件下分散30-50min，静置2_3h，制得预乳液，备用；
(3)、按照1:0.5:3的重量比，依次称取制得的预乳液、活性稀释剂和光引发剂，混合后得混合物C，在80°C的温度下水浴加热20-50min后，停止加热，静止l_2h，然后加入氨水，调节混合物C的pH至7-8，然后将混合物C置于分散机中，在18000rpm条件下分散10-25min，静置2h，制得B组分胶粘剂，备用；
步骤三、按照2:3的重量比，将步骤一制得的A组分胶粘剂和步骤二制得的B组分胶粘剂进行混合，在19-22MPa压力下经高压均质机进行均质处理，制得双组份树脂胶粘剂。
[0005]其中，步骤二(2)中的无机填料由重量比为5-10:5-10:8-11的纳米蒙脱土、纳米Si02和改性碳化硅组成。
[0006]进一步地，改性碳化硅的制备方法为:取碳化硅、体积与碳化硅总重量的比例为50mL:lg的浓硫酸混合后，超声波震荡处理2-2.5h后，先在100-120°C下恒温油浴l_1.5h，然后再进行抽滤，并采用去离子水冲洗滤液至其pH=7，在80-100°C的真空干燥箱中烘干后，制得酸化碳化硅;将酸化碳化硅以及与其重量相同的硅烷偶联剂加入到丙酮溶液使其完全溶解，将溶液置于超声波清洗器中处理20min后，再在80-100°C的真空干燥箱中烘干，制得改性碳化硅。
[0007]本发明中，步骤二(2)中的乳化剂由重量比为1:1的阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成。
[0008]本发明中，改性碳化硅对水和二氧化碳有很强的亲和力，可以吸附胶液中的微量水分，降低水分，降低二氧化碳的产生，延长胶粘剂的使用期，还可以消除胶粘剂固化后产生的气泡，避免了在粘接面出现鼓泡现象。
[0009]众所周知，胶粘剂固化过程主要是环氧树脂与固化剂之间发生反应生成网状聚集体而使胶粘剂的粘接强度表现出来的过程。本发明加入的无机填料，填充在聚合物中间使反应物固化收缩比例减小，增加网络聚合物的均匀性，从而减小固化反应产生的内应力，达到提高胶粘剂粘接强度的效果。
[0010]有益效果:1、本发明的无机填料中，含有纳米蒙脱土和纳米Si02，纳米粒子具有应力集中的平衡效应，能够吸收冲击力，使胶粘剂的收缩变形量减小;纳米粒子的高流动性和小尺寸效应，与预乳液形成了稳定的微乳体系，能够保证纳米粒子与预乳液充分互溶，形成的粘接层较为致密，摩擦系数变小，加之纳米颗粒的高强度，使材料的耐磨性大大增强。
[0011]2、本发明制备环氧丙烯酸单酯的过程中，环氧树脂中含有的极性基团能够与丙烯酸繁体中的羧基官能团发生反应，形成立体交联网状结构，提高胶粘剂的耐水性;且加入的无机填料能够进入乳胶粒中成核，降低胶粘剂的吸水率。
[0012]3、本发明中，纳米蒙脱土和纳米Si02无机纳米粒子不但可以承担一定量的载荷而且还具有能量传递效应，所以当胶粘剂受到外力冲击时，使基体树脂微裂纹扩展受到阻碍或钝化，最终终止微裂纹，不会发展为宏观开裂，与其他材料粘结牢固，不易在粘结面处发生开裂。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本发明的耐磨环氧树脂粘合剂的制备工艺作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0014]实施例1
耐水耐磨双组份树脂胶粘剂的制备工艺，包括以下步骤:
步骤一、A组分胶粘剂:(1)、按照1:1的体积比，量取氨水和乙醇，混合制得混合物A，然后加入体积三倍于混合物A体积的正硅酸乙酯，搅拌4.5h后，加入到分散机中，在ISOOOrpm条件下分散20min，静置2h，制得悬浮液，备用；
(2)、向悬浮液中加入体积0.7倍于氨水体积的3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌17h，形成混合物B，将混合物B在90°C下回流0.9h后，离心并抽滤，将滤出残余物在65°C下烘干，制得纳米微粒，备用；
(3)、按照10:9:1.2的重量比，分别称取聚酰胺、环氧树脂以及制备的纳米微粒，将聚酰胺和纳米微粒混合后，在50°C条件下水浴加热并超声分散2h，干燥后，加入环氧树脂，在18000rpm条件下分散18min，静置2h，制得A组分胶粘剂，备用；
步骤二、B组分胶粘剂:(1)、按照1:2的摩尔比，取环氧树脂和对羟基苯甲醚置于烧瓶中油浴加热至90°C，依次滴加丙烯酸和对二甲基苄胺制得混合溶液，继续升温至110°C，取
0.45g混合溶液作为试样，并用浓度为0.lmol/L的氢氧化钾乙醇标准溶液滴定试样的酸值，当其酸值<3mgK0H/g时，停止加热，制得环氧丙稀酸单酯，备用；
(2)、取碳化硅、体积与碳化硅总重量的比例为50mL: lg的浓硫酸混合后，超声波震荡处理2.2h后，先在110°C下恒温油浴1.3h，然后再进行抽滤，并采用去离子水冲洗滤液至其pH=7，在90°C的真空干燥箱中烘干后，制得酸化碳化硅;将酸化碳化硅以及与其重量相同的硅烷偶联剂加入到丙酮溶液使其完全溶解，将溶液置于超声波清洗器中处理20min后，再在95°C的真空干燥箱中烘干，制得改性碳化硅，备用；
(3)、按照1:1:1:1的重量比，取环氧丙烯酸单酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸-2-羟乙酯混合，制得丙烯酸混合物，加入重量0.5倍于丙烯酸混合物的乳化剂、重量0.2倍于丙烯酸混合物的去离子水以及重量0.22倍于丙烯酸混合物的无机填料，在ISOOOrpm条件下分散40min，静置2.8h，制得预乳液，备用;其中，无机填料由重量比为9:8:10的纳米蒙脱土、纳米Si02和改性碳化硅组成；
(4)、按照1:0.5:3的重量比，依次称取制得的预乳液、活性稀释剂和光引发剂，混合后得混合物C，在80°C的温度下水浴加热35min后，停止加热，静止1.5h，然后加入氨水，调节混合物C的pH至7，然后将混合物C置于分散机中，在18000rpm条件下分散20min，静置2h，制得B组分胶粘剂，备用；
步骤三、按照2:3的重量比，将步骤一制得的A组分胶粘剂和步骤二制得的B组分胶粘剂进行混合，在20MPa压力下经高压均质机进行均质处理，制得双组份树脂胶粘剂。
[0015]其中，步骤二(3)中的乳化剂由重量比为1:1的阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成，这两种乳化剂结合使用，能够使二者的乳化剂分子交替吸附在胶粘剂中胶粒的表面，增强了乳化剂在胶粒上的吸附牢度，使带负电的自由基更容易进入成核的胶粒中，避免胶粒聚沉，分散均匀。
[0016]实施例2
耐水耐磨双组份树脂胶粘剂的制备工艺，包括以下步骤: 步骤一、A组分胶粘剂:(1)、按照1:1的体积比，量取氨水和乙醇，混合制得混合物A，然后加入体积三倍于混合物A体积的正硅酸乙酯，搅拌5h后，加入到分散机中，在ISOOOrpm条件下分散25min，静置2h，制得悬浮液，备用；
(2)、向悬浮液中加入体积0.7倍于氨水体积的3-氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌20h，形成混合物B，将混合物B在100°C下回流lh后，离心并抽滤，将滤出残余物在70°C下烘干，制得