叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑的制作方法
【專利摘要】叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑，由100重量份雙酚A型或雙酚F型環氧樹脂，8～60重量份的胺類固化劑和10～70重量份叔胺改性液體丁腈橡膠組成。固化條件：各組份混合均勻后室溫固化4～7天或50℃固化1天。主要性能：拉伸強度20～40MPa，拉斷伸長率5～30％，沖擊強度20～150kJ/m2，高溫玻璃化轉變溫度90～120℃。增韌環氧粘合劑顯示良好的機械性能和韌性，利用叔胺基團催化、固化環氧官能團特點，提高環氧樹脂的固化交聯密度，不降低環氧粘合劑的高溫玻璃化轉變溫度，增韌同時不降低其高溫使用溫度。
【專利說明】
叔胺改性液體丁腈橡膠増韌的環氧粘合劑
技術領域
[0001 ]本發明是一種叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑，屬于粘合劑技術領域。
【背景技術】
[0002]環氧粘合劑具有優良的機械強度、耐熱性、耐介質性、電氣性能、粘接性能和成型加工性能等特點，廣泛應用于航空航天、船舶、電子、機械等領域。未增韌的環氧粘合劑脆性大，耐沖擊性能差;增韌后環氧粘合劑的本體拉斷伸長率和耐沖擊等性能獲得迅速提高，但也可能帶來一些不利因素，如增韌導致環氧樹脂固化交聯密度降低，影響粘合劑高溫使用性能等。液體丁腈橡膠是一類常見的環氧粘合劑增韌劑，包括液體端羧基丁腈橡膠(CTBN)和液體端胺基丁腈橡膠(ATBN)等。
[0003]專利201110114884.X公開了一種兩組份高剪切高剝離強度的環氧膠粘劑，采用CTBN和ATBN作為環氧膠的增韌劑，當增韌劑用量從3重量份增加至15重量份時，環氧膠粘劑剪切強度從23.2MPa提高至30.3MPa，剝離強度從1.92MPa提高至3.55MPa，但高溫玻璃化轉變溫度從88.5Γ下降至81.5Γ;文獻(European Polymer Journal，2002(38): 251-264)報道了聚酰胺咪唑啉固化、1300X16型ATBN增韌的環氧粘合劑，當使用20重量份ATBN增韌時，環氧粘合劑的沖擊強度從4.2kJ/m2提高至11.3kJ/m2，但高溫玻璃化轉變溫度從75 °C下降至68°C ;文獻(Journal of Adhes1n Science and Technology，2016(30):642-652)報道了改性聚醚胺固化、各種ATBN(1300X16、1300X21或1300X35型)增韌的環氧粘合劑，當加入39重量份ATBN增韌劑時，環氧粘合劑的拉斷伸長率和沖擊強度分別從未增韌的3.8 %和13.6kJ/m2提高至13 %和42kJ/m2以上，但高溫玻璃化轉變溫度從84 °C下降至80 °C。
【發明內容】
[0004]叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑，由100重量份雙酚A型或雙酚F型環氧樹脂，8?60重量份的胺類固化劑和10?70重量份叔胺改性液體丁腈橡膠組成。固化條件:各組份混合均勻后室溫固化4?7天或50°C固化I天。環氧粘合劑主要性能:拉伸強度20?40Mpa，拉斷伸長率5?30%，沖擊強度20?150kJ/m2，高溫玻璃化轉變溫度90?120°C。
[0005]其中叔胺改性液體丁腈橡膠的制備:100重量份液體端羥基丁腈橡膠(羥值為0.25?1.0mmol/g，丙烯腈含量10?26%)中加入5?25重量份異佛爾酮二異氰酸酯和0.01?0.1重量份二月桂酸二丁基錫，室溫攪拌均勻，氮氣保護下60 ± 5°C反應24?48小時(紅外光譜法監測2270cm—1處的異氰酸酯基吸收峰峰面積下降一半)，加入3?12重量份3-二甲基氨基-1-丙醇，再在室溫反應24?48小時，制備得到叔胺改性液體丁腈橡膠。
[0006]本發明優點:環氧粘合劑采用叔胺改性液體丁腈橡膠作為增韌劑，利用丁腈橡膠主鏈與環氧樹脂良好相容性，保證環氧粘合劑增韌效果;利用叔胺基團對環氧官能團的催化、固化雙重作用，提高環氧樹脂的固化交聯密度。而市場上通用的羥基、羧基或伯胺(或腫胺)基丁腈橡膠在增韌環氧粘合劑時，會降低環氧樹脂的交聯密度，導致其高溫玻璃化轉變溫度下降。因為環氧粘合劑具有較高的玻璃化轉變溫度，是其在較高溫度下的使用前提。因此本發明的叔胺基丁腈橡膠增韌環氧粘合劑，顯示良好的機械性能和韌性同時，其高溫使用溫度不降反升。
具體實施例
[0007]叔胺改性液體丁腈橡膠的制備:10g端輕基丁腈橡膠(輕值0.50mmol/g，丙稀腈含量10 % )，加入11.6g異佛爾酮二異氰酸酯，加入0.04g二月桂酸二丁基錫，混合均勻后氮氣氛圍條件下60°C反應36小時(紅外光譜法監測2270cm—1處的異氰酸酯基吸收峰峰面積下降一半)，加入5.4g 3-二甲基氨基-1-丙醇，混合均勻后在23°C反應24小時，得到叔胺改性液體丁腈橡膠。
[0008]實施例1
[0009]叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑的組成:10g雙酚A環氧樹脂，50g聚酰胺651固化劑，40g叔胺改性液體丁腈橡膠，混合均勻后固化，室溫固化7天。環氧粘合劑主要性能:拉伸強度31.3MPa，拉斷伸長率16.9%，沖擊強度62.lkj/m2，高溫玻璃化轉變溫度93.7。。。
[0010]空白對比:10g雙酚A環氧樹脂和50g聚酰胺651制備的未增韌環氧粘合劑，其拉伸強度為53.7MPa，拉斷伸長率3.3%,沖擊強度12.2kJ/m2，高溫玻璃化轉變溫度87.7 °C。
[0011]實施例2
[0012]叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑的制備:10g雙酚F環氧樹脂，47.4g聚酰胺651固化劑，60g叔胺改性液體丁腈橡膠，混合均勻后固化，23°C反應5天。環氧粘合劑主要性能:拉伸強度20.7MPa，拉斷伸長率19.2%,沖擊強度84.3kJ/m2，高溫玻璃化轉變溫度96.3Γ ο
[0013]空白對比:10g雙酚F環氧樹脂和47.4g聚酰胺651制備的未增韌粘合劑，其拉伸強度為54.7MPa，拉斷伸長率3.0% ,沖擊強度11.5kJ/m2，高溫玻璃化轉變溫度86.2 °C。
[0014]實施例3
[0015]叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑的制備:10g雙酚A型環氧樹脂，1g三乙烯四胺，25g叔胺改性液體丁腈橡膠，混合均勻后固化，50°C固化I天。環氧粘合劑主要性能:拉伸強度33.8MPa，拉斷伸長率5.6%,沖擊強度26.7kJ/m2，高溫玻璃化轉變溫度112.1Γ。
[0016]空白對比:10g雙酚A環氧樹脂和1g三乙烯四胺制備的未增韌粘合劑，其拉伸強度為65.3MPa，拉斷伸長率2.1%,沖擊強度7.3kJ/m2，高溫玻璃化轉變溫度90.6°C。
【主權項】
1.一種叔胺改性液體丁腈橡膠增韌的環氧粘合劑，由100重量份雙酚A型或雙酚F型環氧樹脂，8?60重量份的胺類固化劑組成，其特征是還有10?70重量份叔胺改性液體丁腈橡膠;各組份混合均勻后室溫固化4?7天或50°C固化I天。2.據權利要求1所述的環氧粘合劑，其特征是叔胺改性液體丁腈橡膠是由100重量份液體端輕基丁腈橡膠(輕值為0.25?1.0mmol/g，丙稀腈含量10?26% )、5?25重量份異佛爾酮二異氰酸酯、3?12重量份3-二甲基氨基-1-丙醇和0.01?0.1重量份二月桂酸二丁基錫反應制得的產物。
【文檔編號】C08C19/22GK106085325SQ201610555649
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】全武, 全一武, 高文通, 陳慶民
【申請人】南京大學