一種雙組分柔韌性環氧結構膠及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種雙組分柔韌性環氧結構膠的配方及制造方法，其特點是先用雙環氧基環氧樹脂與端胺基丁腈橡膠反應后得到改性丁腈橡膠。所述雙組分柔韌性環氧結構膠配方，包括A組份和B組份；所述A組份，按重量份含量：環氧樹脂：30～60份，改性丁腈橡膠：30～60份，活性稀釋劑：10～50份；所述B組份，按重量份含量：液態端胺基丁腈橡膠：0～40份，固化劑：30～60份，促進劑：0～3份；A組份和B組份按100：20～80重量比例混合后制成雙組分柔韌性環氧結構膠。本方法的優點是，施工方便，適用期長，放熱平緩，室溫可固化，制成的環氧材料抗沖性能強，阻尼性能好，粘接強度大，可廣泛應用于電子、機械、船舶、汽車、建筑等領域中。
【專利說明】一種雙組分柔韌性環氧結構膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高分子材料及其制備方法，特別涉及一種使用液態丁腈橡膠改性的雙組分柔韌性環氧結構膠及其制備方法。
【背景技術】
[0002]上世紀90年代以來，美國、日本、歐洲等發達國家在減振鋼板的研究和應用方面做了大量的工作，并已廣泛應用于航空航天、汽車、機械等行業，收到了很好的效果。我國也在上世紀90年代中期也開展了減振鋼板的研究工作，但我國減振鋼板產品的開發和應用，發展一直較為遲緩，產品品種少，應用領域也不多。
[0003]所謂的減振鋼板，是用鋼板和高分子材料復合制得的減振鋼板，是近年來國內外迅速發展的新型材料，已在許多振動噪聲場合替代了純金屬板材，這種材料充分利用了高分子材料所特有的高阻尼特性，具有很好的減振降噪作用。環氧樹脂因其具有良好的粘結性能和優異的力學性能、電氣絕緣性、耐酸堿性、耐熱性，是較為重要的一種性能優越的通用型材料，其作為阻尼材料已被廣泛應用于汽車、船舶、電子電器、航天航空等領域。
[0004]液態丁腈橡膠常用作環氧樹脂和酚醛樹脂膠黏劑的增韌劑，市場上已經開發出端胺基液態丁腈橡膠、端羧基液態丁腈橡膠、端羥基液態丁腈橡膠等多個品種，有關液態丁腈橡膠在環氧材料中的應用，人們已經進行了很多的研究和探索。如中國專利一種環氧樹脂阻尼灌封膠(⑶1005069400公開了一種環氧樹脂阻尼灌封膠，由八組份和8組份組成，使用時將八組份與8組份混合均勻，8組份占八組份質量的15-100% ；其中，八組份主要由剛性環氧、柔性環氧、活性稀釋劑和液體丁腈橡膠原料制備而成，8組份為胺類固化劑。該環氧樹脂阻尼灌封膠的玻璃化轉變溫度作可以根據實際需要在-20?1201范圍內調整，并且具有較寬的阻尼溫度范圍，和較高的損耗因子(仏II 8 ? 0.5)，具有良好的工藝操作性。中國專利一種車用減振板用可焊阻尼膠的制備方法(⑶1019142308)公開了一種車用減振板用可焊阻尼膠的制備方法，其阻尼膠的組成包括丁腈橡膠、酚醛環氧樹脂、固化劑和導電金屬粒子，以及適量的混合溶劑。其制備過程是先將丁腈橡膠在雙輥機上塑煉，然后在溶劑中溶解，再加入酚醛環氧樹脂和導電金屬粒子，攪拌混合均勻，過濾，制成汽車減振板用阻尼膠，接著輥涂到鍍鋅不銹鋼板上。所制得復合鋼板，于2301?2501加熱固化6?1001！！，然后進行電阻焊接制成汽車減振板。
[0005]但所有的這些方法都是將液態丁腈橡膠作為一個改性組份，一起混合到環氧樹脂體系中，從而達到提高抗沖減振，使其具有一定阻尼效果，由于在環氧材料中引入的液態丁腈橡膠份數較少，因而不足以使環氧樹脂的抗沖減振及阻尼性能發生根本性地變化。
【發明內容】
[0006]本發明目的在于提供一種施工方便、適用期長、放熱平緩、室溫可固化、環氧膠固化后抗沖減振性能強、阻尼性能好、粘接強度大的雙組分柔韌性環氧結構膠的配方及其制備方法。
[0007]本發明的目的是這樣實現的:
一種雙組分柔韌性環氧結構膠，其特征在于:該材料包括以下組份和重量份含量:
八組份:
環氧樹脂20?50
改性丁腈橡膠30?60
活性稀釋劑0?40
8組份:
液態端胺基丁腈橡膠0?40 固化劑20?60
促進劑0?3
雙組分柔韌性環氧結構膠:
八組份與8組份按重量比100:20?80混合制得。
[0008]所述的改性丁腈橡膠為雙環氧基環氧樹脂與液態端胺基丁腈橡膠反應得到改性丁腈橡膠。
[0009]所述的雙環氧基環氧樹脂分子結構中帶有兩個環氧基團；可采用市售產品，如上海樹脂廠有限公司和常熟佳發化學有限責任公司的產品。
[0010]所述的液態端胺基丁腈橡膠為遙爪型端胺基分子結構的液態丁腈橡膠，丙烯腈含量10?26%，胺值為30?80 ；可采用市售產品，如美國公司的產品。
[0011]所述的環氧樹脂為分子結構中帶有三個或三個以上的環氧基團，為雙酚八型液態環氧樹脂；可采用市售產品，如上海樹脂廠有限公司的產品。
[0012]所述的活性稀釋劑為一個或多個脂肪族或脂環族的環氧基活性稀釋劑，為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、脂環族環己二醇二縮水甘油醚中的至少一種；可采用市售產品，如上海樹脂廠有限公司和常熟佳發化學有限責任公司的產品。
[0013]所述的固化劑為高含量咪唑啉的酰胺基胺；所述的促進劑為環氧樹脂通用的路易斯堿催化劑；固化劑和促進劑均可采用市售產品，如上海樹脂廠有限公司的產品。
[0014]一種雙組分柔韌性環氧結構膠制造工藝，其特征在于，該方法包括以下步驟: 改性丁腈橡膠的制備:在雙環氧基環氧樹脂中加入計量好的液態端胺基丁腈橡膠，攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠。
[0015]八組份的制備:將計量好的環氧樹脂倒入潔凈容器中，邊攪拌邊慢慢加入改性丁腈橡膠和活性稀釋劑，攪拌均勻后得到八組份；
8組份的制備:將固化劑在攪拌下加入液態端胺基丁腈橡膠和促進劑，攪拌15分鐘后得到8組份。
[0016]雙組分柔韌性環氧結構膠的制備:將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0017]本發明的設計原理是:丁腈橡膠具有極佳的抗沖減振性能，阻尼性能強，但由于丁腈橡膠在常規的環氧材料中份數較少，無法制得抗沖減振性能和阻尼性俱佳的環氧材料，因而必須設法提高丁腈橡膠在環氧材料的比例，并保證其在環氧材料中有較好的分散相容性。為了達到這個目的，本發明是在制備八組份前，首先用雙環氧基環氧樹脂與液態端胺基丁腈橡膠反應，使其端基由胺基變成了環氧基，因而完全改變了液態端胺基丁腈橡膠的反應性能，使其具有環氧樹脂的反應性能，不但可以根據需要加大環氧樹脂中改性丁腈橡膠的使用量，也可在固化劑中引入部分液態端胺基丁腈橡膠，這樣可以得到所需要的高抗沖高阻尼性能的環氧材料。此外，液態丁腈橡膠的抗沖減振性能和阻尼性能與其分子量有直接關系，分子量越大，液態丁腈橡膠的抗沖減振性能和阻尼性能越好。但在實際應用中，性能較好的液態丁腈橡膠，由于粘度較大，往往在實際施工中存在問題，特別是冬天施工時。基于液態丁腈橡膠的這個問題，本發明在用雙環氧基環氧樹脂與液態丁腈橡膠反應時，力口入的雙環氧基環氧樹脂除與液態端胺基丁腈橡膠反應外，還額外地增加了一些雙環氧基環氧樹脂。由于雙環氧基環氧樹脂的粘度很低，常被用來作為活性稀釋劑使用，因而加入較多的雙環氧基環氧樹脂制得改性丁腈橡膠粘度，較其未改性前得到明顯降低，這樣改性丁腈橡膠即使在低溫下也具有較好的流動性能。
[0018]本發明與現有技術相比，具有主要優點:這種雙組分柔韌性環氧結構膠在實際施工時，產品初始粘度小，施工容易，適用期長；固化時放熱非常平緩，不會出現局部過熱現象，室溫下數天內完成固化；通過調節八組份中環氧樹脂、改性丁腈橡膠和活性稀釋劑的用量，和組份中固化劑和液態端胺基丁腈橡膠的用量，使得環氧材料的柔性可調成為可能，可以制得高抗沖減振的環氧材料；此外，雙組分柔韌性環氧結構膠施工后，不生銹，不但有較好的抗沖減振性和阻尼性能，又能保持環氧樹脂的特性，粘接性好，可廣泛應用于電子、機械、船舶、汽車、建筑等領域中。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例對本發明所述技術方案作進一步的說明。
[0020]實施例1
一種雙組分柔韌性環氧結構膠的制備方法，由八組份與8組份按重量比100:40混合制得。
[0021]在100份5749環氧樹脂中加入25份八I剛1300 X 16 丁腈橡膠和20份八丁剛1300X35 丁腈橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠；將20份6002環氧樹脂、50份改性丁腈橡膠和10份5748活性稀釋劑在攪拌下混合均勻，即可獲得八組份；45份5506固化劑在攪拌下加入1.5份554促進劑，再攪拌15分鐘后得到8組份；將以上八、8兩組份的原料混合均勻即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0022]雙組分柔韌性環氧結構膠的初始粘度為8800叩8，在室溫下5?7天可以固化，適用期超過120分鐘。試樣柔韌性較好，樣品在1個月后用動態力學分析測試其阻尼性能，玻璃化溫度作為51，為1.3488，仏110 ? 0.3的溫度區間為-351到451。
[0023]實施例2
一種雙組分柔韌性環氧結構膠的制備方法，由八組份與8組份按重量比100:40混合制得。
[0024]在80份1X021環氧樹脂中加入30份八I剛1300 X 21 丁腈橡膠和10份八丁剛1300X35 丁腈橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠；將15份6002環氧樹脂、40份改性丁腈橡膠和20份5748活性稀釋劑在攪拌下混合均勻，即可獲得八組份；30份5506固化劑在攪拌下加入2份554促進劑，再攪拌15分鐘后得到8組份；將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0025]雙組分柔韌性環氧結構膠的初始粘度為8200叩8，在室溫下5?7天可以固化，適用期超過120分鐘。試樣柔韌性較好，樣品在1個月后用動態力學分析測試其阻尼性能，玻璃化溫度作為21，為1.3492，仏110 ? 0.3的溫度區間為-401到401。
[0026]實施例3
一種雙組分柔韌性環氧結構膠的制備方法，由八組份與8組份按重量比100:25混合制得。
[0027]在80份6350環氧樹脂中加入30份八I剛1300 X 16 丁腈橡膠和10份八丁剛1300X35 丁腈橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠；將10份6002環氧樹脂、10份6002環氧樹脂、65份改性丁腈橡膠和10份5748活性稀釋劑在攪拌下混合均勻，即可獲得八組份；60份5506固化劑在攪拌下加入2.5份554促進劑，再攪拌15分鐘后得到8組份；將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0028]雙組分柔韌性環氧結構膠的初始粘度為9300叩8，在室溫下5?7天可以固化，適用期超過120分鐘。試樣柔韌性較好，樣品在1個月后用動態力學分析測試其阻尼性能，玻璃化溫度作為01，為1.2483，仏II 0 ? 0.3的溫度區間為-301到301。
[0029]實施例4
一種雙組分柔韌性環氧結構膠的制備方法，由八組份與8組份按重量比100:40混合制得。
[0030]在90份1X021環氧樹脂和10份6350環氧樹脂中，加入30份八I剛1300X21 丁腈橡膠和15份…剛1300X35 丁腈橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠；將25份618環氧樹脂、65份改性丁腈橡膠和10份5748活性稀釋劑在攪拌下混合均勻，即可獲得八組份；50份5506固化劑在攪拌下加入1.5份554促進劑，再攪拌15分鐘后得到8組份；將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0031]雙組分柔韌性環氧結構膠的初始粘度為9500叩8，在室溫下5?7天可以固化，適用期超過120分鐘。試樣柔韌性較好，樣品在1個月后用動態力學分析測試其阻尼性能，玻璃化溫度作為41，為1.5482，仏110 ? 0.3的溫度區間為-351到451。
[0032]實施例5
一種雙組分柔韌性環氧結構膠的制備方法，由八組份與8組份按重量比100:25混合制得。
[0033]在100份6350環氧樹脂中加入30份八I剛1300 X 21 丁腈橡膠和20份八丁剛1300 X 35 丁腈橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠；將20份618環氧樹脂和70份改性丁腈橡膠在攪拌下混合均勻，即可獲得纟組份；60份5506固化劑在攪拌下加入2份554促進劑，再攪拌15分鐘后得到8組份；將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0034]雙組分柔韌性環氧結構膠的初始粘度為6300叩8，在室溫下5?7天可以固化，適用期超過120分鐘。試樣柔韌性較好，樣品在1個月后用動態力學分析測試其阻尼性能，玻璃化溫度作為81，為1.2483，仏II 0 ? 0.3的溫度區間為-251到551。
[0035]實施例6
一種雙組分柔韌性環氧結構膠的制備方法，由八組份與8組份按重量比100:50混合制得。
[0036]在80份5749環氧樹脂中加入40份八I剛1300X16 丁腈橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠；將20份6002環氧樹脂和65份改性丁腈橡膠在攪拌下混合均勻，即可獲得八組份；60份5506固化劑在攪拌下加入10份八I剛1300X21丁腈橡膠，攪拌均勻后，再加入2份554促進劑，再攪拌15分鐘后得到8組份；將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0037]雙組分柔韌性環氧結構膠的初始粘度為8700叩8，在室溫下5?7天可以固化，適用期超過120分鐘。試樣柔韌性較好，樣品在1個月后用動態力學分析測試其阻尼性能，玻璃化溫度作為-51，為1.3486，^110 ? 0.3的溫度區間為-401到301。
[0038]實施例7
一種雙組分柔韌性環氧結構膠的制備方法，由八組份與8組份按重量比100:35混合制得。
[0039]在45份1X021環氧樹脂中加入25份八I剛1300 X 21 丁腈橡膠和10份八丁剛1300X16 丁腈橡膠，繼續攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠；將20份6002環氧樹脂、65份改性丁腈橡膠和10份5748活性稀釋劑在攪拌下混合均勻，即可獲得八組份；50份5506固化劑在攪拌下加入2份554促進劑，再攪拌15分鐘后得到8組份；將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
[0040]雙組分柔韌性環氧結構膠的初始粘度為5100叩8，在室溫下5?7天可以固化，適用期超過120分鐘。試樣柔韌性較好，樣品在1個月后用動態力學分析測試其阻尼性能，玻璃化溫度作為-121，為1.3583，仏II 0 ? 0.3的溫度區間為-501到351。
【權利要求】
1.一種雙組分柔韌性環氧結構膠，其特征在于:該材料包括以下組份和重量份含量: 八組份: 環氧樹脂20?50 改性丁腈橡膠30?60 活性稀釋劑0?40 8組份: 液態端胺基丁腈橡膠0?40 固化劑20?60 促進劑0?3 雙組分柔韌性環氧結構膠: 八組份與8組份按重量比100:20?80混合制得。
2.根據權利要求1所述的雙組分柔韌性環氧結構膠，其特征在于:所述的改性丁腈橡膠為雙環氧基環氧樹脂與液態端胺基丁腈橡膠反應后得到的改性丁腈橡膠，所述的雙環氧基環氧樹脂分子結構中帶有兩個環氧基團；所述的液態端胺基丁腈橡膠為遙爪型端胺基分子結構的液態丁腈橡膠，丙烯腈含量10?26%，胺值為30?80。
3.根據權利要求1所述的雙組分柔韌性環氧結構膠，其特征在于:所述的環氧樹脂為分子結構中帶有三個或三個以上的環氧基團，為雙酚八型液態環氧樹脂。
4.根據權利要求1所述的雙組分柔韌性環氧結構膠，其特征在于:所述的活性稀釋劑為一個或多個脂肪族或脂環族的環氧基活性稀釋劑，為烯丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、脂環族環己二醇二縮水甘油醚中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的雙組分柔韌性環氧結構膠，其特征在于:所述的固化劑為高含量咪唑啉的酰胺基胺；所述的促進劑為環氧樹脂通用的路易斯堿催化劑。
6.一種雙組分柔韌性環氧結構膠制造工藝，其特征在于，該方法包括以下步驟: 改性丁腈橡膠的制備:在雙環氧基環氧樹脂中加入計量好的液態端胺基丁腈橡膠，攪拌15分鐘后，室溫放置1周后即得到改性丁腈橡膠； 八組份的制備:將計量好的環氧樹脂倒入潔凈容器中，邊攪拌邊慢慢加入改性丁腈橡膠和活性稀釋劑，攪拌均勻后得到4組份； 8組份的制備:將固化劑在攪拌下加入促進劑，攪拌15分鐘后得到8組份； 雙組分柔韌性環氧結構膠的制備:將以上八、8兩組份的原料均勻混合即得到雙組分柔韌性環氧結構膠。
【文檔編號】C09J163/00GK104403617SQ201410709950
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】陳海波 申請人:石獅國高電子科技有限公司