一种单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶及其制备方法与流程

专利检索2022-05-10  4



1.本发明涉及结构胶技术领域,尤其涉及一种单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶及其制备方法。


背景技术:

2.环氧树脂是一种带有环氧基团的高分子聚合物,可通过与含有活泼性氢发生环氧基团开环反应形成固化物,固化物具有高粘接性和高硬度,适用于众多需要高强度粘接的金属材料、非金属材料以及木材等粘接,因此,环氧树脂制备的结构胶越来越被广大汽车主机厂应用于汽车部件的粘接,可提高车身强度,同时降低整车质量。环氧树脂结构胶固化后主要表现为较好粘接性,具有较高拉伸剪切强度,但同时又表现了环氧树脂特有的硬脆性,以及韧性差不耐冲击性能,当受到外力作用时易产生裂纹使得环氧结构胶的性能和寿命大大降低,对汽车结构的安全性构成隐患。因此,应用于车身粘接的环氧树脂结构胶需要拥有高粘接性能的同时,需要兼有高韧性耐冲击性能。而目前各主机厂使用的单组分环氧结构胶普遍只具备较高的拉伸剪切强度,韧性耐冲击性能普遍比较低,存在较大的质量和安全隐患。因此,越来越难以满足汽车行业结构胶所需的高韧性耐冲击性。


技术实现要素:

3.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足,提供一种单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶及其制备方法。
4.本发明是通过以下技术方案予以实现:一种单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶,其特征在于,包括以下组分,环氧树脂20

25份;改性环氧树脂10

15份;增强剂35

45份;固化剂5

10份;促进剂0.2

0.5份;触变剂2

5份;无机填料1

20份,环氧树脂,改性环氧树脂,增强剂的重量比例为2:1:4。
5.根据上述技术方案,优选地,环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、海因环氧树脂中的一种或两种以上组合。
6.根据上述技术方案,优选地,改性环氧树脂为有机硅改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂中的一种或两种以上组合。
7.根据上述技术方案,优选地,增强剂为端羧基丁腈橡胶增强环氧树脂、端羟基丁腈橡胶增强环氧树脂、丁二烯增强环氧树脂、聚醚弹性体增强环氧树脂、聚氨酯弹性体增强环氧树脂其中的一种或两种以上组合。
8.根据上述技术方案,优选地,固化剂为咪唑类和双氰胺类中的一种或两种以上组合的热活化型粉末潜伏性固化剂。
9.根据上述技术方案,优选地,促进剂为取代脲促进剂、咪唑类促进剂中的一种或两种以上组合。
10.根据上述技术方案,优选地,触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油中的一种或两种以上组合。
11.根据上述技术方案,优选地,无机填料为元明粉、云母粉、滑石粉、碳酸钙、沸石粉中的一种或两种以上组合。
12.一种单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
13.(1)将环氧树脂与改性环氧树脂按照质量份数称好,在常温使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌混合均匀;
14.(2)加入增强剂,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;
15.(3)加入剩余各重量份原料,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min。
16.本发明的有益效果是:选择普通环氧树脂与改性环氧树脂混合,配合使用增强剂,各组分质量比例为2:1:4时制备的环氧树脂结构胶具有高韧性耐冲击性能,在常温状态下冲击强度达到45n/mm以上,在80℃状态下冲击强度在40n/mm以上,在

40℃状态下保持35n/mm以上的冲击强度。比目前市场上常用的环氧结构胶常温耐冲击强度在25

30n/mm要高50

80%,具有较好的耐冲击性能,完全满足汽车主机厂对高韧性耐冲击强度环氧树脂结构胶的性能要求。
附图说明
17.图1示出了本发明实施例的原料组成;
18.图2示出了本发明实施例冲击强度的测试结果。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
20.本发明提供了一种单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶,其特征在于,包括以下组分,环氧树脂20

25份;改性环氧树脂10

15份;增强剂35

45份;固化剂5

10份;促进剂0.2

0.5份;触变剂2

5份;无机填料1

20份,环氧树脂,改性环氧树脂,增强剂的重量比例为2:1:4。
21.根据上述实施例,优选地,环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、海因环氧树脂中的一种或两种以上组合。
22.根据上述实施例,优选地,改性环氧树脂为有机硅改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂中的一种或两种以上组合。
23.根据上述实施例,优选地,增强剂为端羧基丁腈橡胶增强环氧树脂、端羟基丁腈橡胶增强环氧树脂、丁二烯增强环氧树脂、聚醚弹性体增强环氧树脂、聚氨酯弹性体增强环氧树脂其中的一种或两种以上组合。
24.根据上述实施例,优选地,固化剂为咪唑类和双氰胺类中的一种或两种以上组合的热活化型粉末潜伏性固化剂。
25.根据上述实施例,优选地,促进剂为取代脲促进剂、咪唑类促进剂中的一种或两种以上组合。
26.根据上述实施例,优选地,触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土、氢
化蓖麻油中的一种或两种以上组合。
27.一种单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
28.(1)将环氧树脂与改性环氧树脂按照质量份数称好,在常温使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌混合均匀;
29.(2)加入增强剂,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;
30.(3)加入剩余各重量份原料,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min。
31.实施例1
32.按照原料总重量为100克计算,依据重量份数比计算后,准确称取环氧树脂a质量为20克,称取改性环氧树脂a为5克,改性环氧b为5克,在常温使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌混合均匀;再加入增强剂a为40克,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;最后称取固化剂10克,促进剂0.5克,触变剂2克,无机填料17.5克,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min,即可得到单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶。
33.实施例2
34.按照原料总重量为100克计算,依据重量份数比计算后,准确称取环氧树脂a质量为20克,称取改性环氧树脂a为5克,改性环氧b为5克,在常温使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌混合均匀;再加入增强剂a为25克,增强剂b为15克,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;最后称取固化剂10克,促进剂0.5克,触变剂2克,无机填料17.5克,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min,即可得到单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶。
35.实施例3
36.按照原料总重量为100克计算,依据重量份数比计算后,准确称取环氧树脂a质量为15克,环氧树脂b为10克,称取改性环氧树脂a为8克,改性环氧b为4.5克,在常温使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌混合均匀;再加入增强剂a为25克,增强剂b为25克,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;最后称取固化剂7.5克,促进剂0.3克,触变剂3克,无机填料1.7克,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min,即可得到单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶。
37.实施例4
38.按照原料总重量为100克计算,依据重量份数比计算后,准确称取环氧树脂a质量为10克,环氧树脂b为15克,称取改性环氧树脂a为12.5克,在常温使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌混合均匀;再加入增强剂a为35克,增强剂b为15克,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;最后称取固化剂7.5克,促进剂0.3克,触变剂3克,无机填料1.7克,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min,即可得到单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶。
39.实施例5
40.按照原料总重量为100克计算,依据重量份数比计算后,准确称取环氧树脂a质量为10克,环氧树脂b为10克,称取改性环氧树脂a为12.5克,在常温使用双行星真空搅拌机按
照1000

1500r/min搅拌混合均匀;再加入增强剂a为40克,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;最后称取固化剂5克,促进剂0.2克,触变剂5克,无机填料17.3克,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min,即可得到单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶。
41.实施例6
42.按照原料总重量为100克计算,依据重量份数比计算后,准确称取环氧树脂a质量为10克,环氧树脂b为10克,称取改性环氧树脂b为12.5克,在常温使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌混合均匀;再加入增强剂b为40克,使用双行星真空搅拌机按照1000

1500r/min搅拌脱泡10min;最后称取固化剂5克,促进剂0.2克,触变剂5克,无机填料17.3克,使用双行星真空搅拌机按照800

1200r/min搅拌脱泡10min,即可得到单组分高韧性耐冲击环氧树脂结构胶。
43.需要说明的是:
44.本技术中环氧树脂a为双酚a型环氧树脂,具体牌号为npel

128环氧树脂(南亚电子材料(昆山)有限公司);
45.环氧树脂b为海因环氧树脂,具体牌号为1070海因环氧树脂(无锡惠隆电子材料有限公司);
46.改性环氧树脂a为有机硅改性环氧树脂,具体牌号为ys

616有机硅改性环氧树脂(济南易盛树脂有限公司);
47.改性环氧树脂b为聚氨酯改性环氧树脂,具体牌号为sl

3401聚氨酯改性环氧树脂(株洲世林聚合物有限公司);
48.增强剂a为聚氨酯弹性体增强环氧树脂,具体牌号为epu

303(络合高新材料(上海)有限公司);
49.增强剂b为丁二烯增强环氧树脂,具体牌号为epp

175(络合高新材料(上海)有限公司);
50.固化剂为咪唑类潜伏性固化剂,具体牌号为pn

23(本隆商事(天津)国际贸易有限公司);
51.促进剂为咪唑促进剂,具体牌号为2

甲基咪唑(济南中维化工有限公司);
52.触变剂为沉淀白炭黑,具体牌号为1200目沉淀白炭黑(上海跃江钛白化工制品有限公司);
53.无机填料为滑石粉,具体牌号为1250目滑石粉(泉州宝隆矿业有限公司)。
54.根据国标gb/t36877

2018制样测试,在180℃下对各实施例制备的环氧树脂结构胶进行30min烘烤固化,采用落锤冲击试验机进行不同温度下的冲击性能测试,每个实施例测试6组数据取平均值。
55.图2示出了上述6个实施例测试结果,从图2可以看出,6个实施例制备的高韧性耐冲击性能环氧树脂结构胶在常温状态下冲击强度达到45n/mm以上,在80℃状态下冲击强度在40n/mm以上,在

40℃状态下保持35n/mm以上的冲击强度。完全满足高韧性耐冲击强度环氧结构胶要求。
56.本发明的有益效果是:选择普通环氧树脂与改性环氧树脂混合,配合使用增强剂,各组分质量比例为2:1:4时制备的环氧树脂结构胶具有高韧性耐冲击性能,在常温状态下
冲击强度达到45n/mm以上,在80℃状态下冲击强度在40n/mm以上,在

40℃状态下保持35n/mm以上的冲击强度。比目前市场上常用的环氧结构胶常温耐冲击强度在25

30n/mm要高50

80%,具有较好的耐冲击性能,完全满足汽车主机厂对高韧性耐冲击强度环氧树脂结构胶的性能要求。
57.以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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