CN116285811A - 一种复合材料用室温固化环氧胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合材料板材的粘接和加固的技术领域，公开了一种复合材料用室温固化环氧胶，由A组分和B组分组成，所述A组分与B组分的质量比为100：(50～100)，所述A组分构成组分及组分重量份数为：环氧树脂80～90份、活性稀释剂2～5份、稀释剂0～1.5份、填充剂5～20份、触变剂1～3份和丁晴橡胶0.5～1.5份，所述B组分构成组分及组分重量份数为：树枝状胺类聚合物固化剂30～50份、其它胺类固化剂20～40份、偶联剂0.5～1.5份，解决了环氧树脂存在柔韧性差的缺点，其剥离强度和抗冲击性能差，使用过程中由于机械应力或温度变化容易发生开裂现象等问题。
Description
技术领域
本发明专利涉及复合材料板材的粘接和加固的技术领域，具体而言，涉及一种复合材料用室温固化环氧胶及其制备方法。
背景技术
环氧树脂是一种热固性树脂，因具有优异的粘接性、机械强度及电绝缘性等特性，而广泛应用于胶粘剂、高性能-轻重量纤维增强复合材料、涂料和复合材料基体等方面。此外，环氧树脂胶粘剂由于其良好的性能被广泛用于结构胶粘剂。但其明显的脆性以及较差的耐气候性、耐疲劳性、耐热性、吸湿性和抗冲击性能使其在高应力下承受外加作用力的能力较差，是它无法避免的缺点。因此，需要对环氧树脂进行改性。此外，由于环氧树脂粘度较高、对芳纶纤维的浸润性差等特点，要将环氧树脂很好地用于芳纶纤维复合材料的制备，必须对环氧树脂进行必要的改性，使所制备的芳纶/环氧树脂复合材料具有最佳的综合性能。
公开号为CN110105714B的中国发明专利公开了一种碳纤维增强环氧树脂与三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、碳纤维/环氧树脂预浸料的制备；步骤二、三元乙丙橡胶的混炼；步骤三、先将碳纤维/环氧树脂预浸料放在模具中铺平，然后将经过混炼的三元乙丙橡胶放在环氧树脂预浸料的上方铺平后合模，放在模压机中固化，获得三元乙丙橡胶和环氧基复合材料的共固化体系；步骤四、将三元乙丙橡胶和环氧基复合材料的共固化体系在室温下放置，得到碳纤维增强环氧树脂与三元乙丙橡胶复合材料。本发明采用共固化的方式制备出可以应用在固体火箭发动机壳体的碳纤维增强环氧树脂与三元乙丙橡胶复合材料，并且保证了两相的粘接性能；
公开号为CN109486454A的中国发明专利公开了一种室温固化增韧环氧树脂胶粘剂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明的环氧树脂胶粘剂包括以下按照重量份数计的原料：环氧树脂40-60份、固化剂30-50份、环氧化聚丁二烯10-20份、对苯二甲酸二辛酯10-18份、硅烷偶联剂3-5份、碳酸钙30-50份。本发明制备的环氧树脂胶粘剂，既能室温固化，又具有较佳的韧性，具有较为广泛的应用。本发明通过在室温固化环氧树脂中添加增韧剂的技术途径对环氧树脂进行增韧改性，以使其能较好地应用于各种制备工艺不同、应用目的不同的室温固化环氧树脂胶粘剂的制备，能够很好地应用于芳纶纤维复合材料。
但是现有的环氧树脂存在柔韧性差的缺点，其剥离强度和抗冲击性能差，使用过程中由于机械应力或温度变化容易发生开裂现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合材料用室温固化环氧胶及其制备方法，旨在解决现有技术中环氧树脂存在柔韧性差的缺点，其剥离强度和抗冲击性能差，使用过程中由于机械应力或温度变化容易发生开裂现象的问题。
本发明是这样实现的，一种复合材料用室温固化环氧胶，由A组分和B组分组成，所述A组分与B组分的质量比为100：(50～100)，所述A组分构成组分及组分重量份数为：环氧树脂80～90份、活性稀释剂2～5份、稀释剂0～1.5份、填充剂5～20份、触变剂1～3份和丁晴橡胶0.5～1.5份，所述B组分构成组分及组分重量份数为：树枝状胺类聚合物固化剂30～50份、其它胺类固化剂20～40份、偶联剂0.5～1.5份。
所述活性稀释剂包括有苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚。
所述稀释剂包括有苯甲醇和乙二醇单丁醚。
所述填充剂包括有800～1250目的硅微粉、碳酸钙、硫酸钡或滑石粉。
所述触变剂为气相二氧化硅；所述丁腈橡胶为增韧助剂。
所述树枝状胺类固化剂为端胺基分子中包含醚键的胺类固化剂。
所述胺类固化剂包括有芳胺类化合物，所述胺类固化剂包括有二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺和间苯二胺。
所述胺类固化剂包括有脂肪族胺类化合物，所述脂肪族胺类化合物包括有二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺中的一种或其组合。
所述偶联剂包括有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
本发明还提供了一种复合材料用室温固化环氧胶的制备方法：
S1.按所述A组份的重量配比称取原料后，将环氧树脂、活性稀释剂、丁腈橡胶加入容器中搅拌，填充剂先混匀后再分批次加入至容器中搅拌，最后加入触变剂搅拌均匀；
S2.按所述B组份的重量配比称取原料，先将树枝状胺类固化剂、芳胺类固化剂加入容器中搅拌，然后偶联剂搅拌均匀；
S3.将A组份和B组份按重量比1:0.5-1混合均匀；
S4.室温25℃下，适用期小于2.5小时。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
将环氧树脂与活性稀释剂交联，采用树枝状胺类聚合物固化剂，赋予该环氧粘接胶较高的交联密度和较好的化学稳定性，在室温下以稳定速度固化，达到最低剪切强度时间为4小时；
原料都是市场上常见的产品或者可以通过简单合成制备的产品，简单易得，成本较低；
在使用过程中由于机械应力或温度变化不易出现开裂现象，提高了该环氧胶的使用寿命。
附图说明
图1为本发明在相同室温下A组份和B组份不同比例混合后固化凝胶时间对比表；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供了一种复合材料用室温固化环氧胶，由A组分和B组分组成，A组分与B组分的质量比为100：(50～100)，A组分构成组分及组分重量份数为：环氧树脂80～90份、活性稀释剂2～5份、稀释剂0～1.5份、填充剂5～20份、触变剂1～3份和丁晴橡胶0.5～1.5份，B组分构成组分及组分重量份数为：树枝状胺类聚合物固化剂30～50份、其它胺类固化剂20～40份、偶联剂0.5～1.5份。
环氧树脂为环氧树脂E51,按A组份的重量配比称取原料后，将环氧树脂、活性稀释剂、丁腈橡胶加入容器中搅拌，填充剂先混匀后再分批次加入至容器中搅拌，最后加入触变剂搅拌均匀；
将环氧树脂与活性稀释剂交联，采用树枝状胺类聚合物固化剂，赋予该环氧粘接胶较高的交联密度和较好的化学稳定性，在室温下以稳定速度固化，达到最低剪切强度时间为4小时；
活性稀释剂包括有苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚。
稀释剂包括有苯甲醇和乙二醇单丁醚。填充剂包括有800～1250目的硅微粉、碳酸钙、硫酸钡或滑石粉。
触变剂为气相二氧化硅；丁腈橡胶为增韧助剂。树枝状胺类固化剂为端胺基分子中包含醚键的胺类固化剂。
胺类固化剂包括有芳胺类化合物，胺类固化剂包括有二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺和间苯二胺。胺类固化剂包括有脂肪族胺类化合物，脂肪族胺类化合物包括有二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺中的一种或其组合。偶联剂包括有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
原料都是市场上常见的产品或者可以通过简单合成制备的产品，简单易得，成本较低；在使用过程中由于机械应力或温度变化不易出现开裂现象，提高了该环氧胶的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，由A组分和B组分组成，所述A组分与B组分的质量比为100：(50～100)，所述A组分构成组分及组分重量份数为：环氧树脂80～90份、活性稀释剂2～5份、稀释剂0～1.5份、填充剂5～20份、触变剂1～3份和丁晴橡胶0.5～1.5份，所述B组分构成组分及组分重量份数为：树枝状胺类聚合物固化剂30～50份、其它胺类固化剂20～40份、偶联剂0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述活性稀释剂包括有苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述稀释剂包括有苯甲醇和乙二醇单丁醚。
4.根据权利要求3所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述填充剂包括有800～1250目的硅微粉、碳酸钙、硫酸钡或滑石粉。
5.根据权利要求4所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述触变剂为气相二氧化硅；所述丁腈橡胶为增韧助剂。
6.根据权利要求5所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述树枝状胺类固化剂为端胺基分子中包含醚键的胺类固化剂。
7.根据权利要求6所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述胺类固化剂包括有芳胺类化合物，所述胺类固化剂包括有二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺和间苯二胺。
8.根据权利要求6所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述胺类固化剂包括有脂肪族胺类化合物，所述脂肪族胺类化合物包括有二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺中的一种或其组合。
9.根据权利要求1所述的一种复合材料用室温固化环氧胶，其特征在于，所述偶联剂包括有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。
10.根据权利要求9所述的一种复合材料用室温固化环氧胶的制备方法，其特征在于，
S1.按所述A组份的重量配比称取原料后，将环氧树脂、活性稀释剂、丁腈橡胶加入容器中搅拌，填充剂先混匀后再分批次加入至容器中搅拌，最后加入触变剂搅拌均匀；
S2.按所述B组份的重量配比称取原料，先将树枝状胺类固化剂、芳胺类固化剂加入容器中搅拌，然后偶联剂搅拌均匀；
S3.将A组份和B组份按重量比1:0.5-1混合均匀；
S4.室温25℃下，适用期小于2.5小时。
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