一种高强度环氧树脂组合物及其制备方法与流程

1.本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种高强度环氧树脂组合物及其制备方法。


背景技术：

2.环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。
3.环氧树脂不能单独应用，必须与固化剂共混，发生交联反应才能形成立体的网状结构，才能体现出优异的性能，从而应用于各个领域。但是环氧树脂固化后交联密度大，存在质脆、耐热性较差、耐疲劳性弱等不足而限制了环氧树脂的应用范围。目前，环氧树脂的性能已无法满足日新月异的社会需求，但是人们通过向环氧树脂基体中填充橡胶、塑料、无机纳米材料等，提高环氧树脂的热能、光能、力学性能等，使其适应现代科技的发展。
4.基于上述情况，本发明提出了一种高强度环氧树脂组合物及其制备方法，可有效解决以上问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高强度环氧树脂组合物及其制备方法。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种高强度环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物由以下重量份的原料组成：双酚a二缩水甘油醚15～25份、双酚f二缩水甘油醚10～20份、三异硬酯酸钛酸异丙酯4～8份、硅烷偶联剂kh
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560 8～12份、十二烯基丁二酸酐5～15份、二甲硫基甲苯二胺10～20份、2，4，6
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三(二甲胺基甲基)苯酚2～6份、聚丙烯酸丁酯1～3份、byk
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163 2～4份。
7.优选地，所述环氧树脂为双酚a二缩水甘油醚与双酚f二缩水甘油醚的组合物。
8.优选地，所述钛酸酯偶联剂为三异硬酯酸钛酸异丙酯。
9.优选地，所述硅烷偶联剂包括硅烷偶联剂kh
‑
550、硅烷偶联剂kh
‑
560、硅烷偶联剂kh
‑
570中的一种或两种以上的组合。
10.优选地，所述固化剂包括十二烯基丁二酸酐、甲基六氢苯酐、4
‑
甲基六氢苯酐、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、二乙烯三胺、三亚乙基四胺中的一种或两种以上的组合。
11.优选地，所述促进剂为2，4，6
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三(二甲胺基甲基)苯酚。
12.优选地，所述流平剂为聚丙烯酸丁酯。
13.优选地，所述分散剂为byk
‑
163。
14.优选地，所述环氧树脂组合物由以下重量份的原料组成：双酚a二缩水甘油醚15份、双酚f二缩水甘油醚10份、三异硬酯酸钛酸异丙酯4份、硅烷偶联剂kh
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5608份、十二烯基丁二酸酐5份、二甲硫基甲苯二胺10份、2，4，6
‑
三(二甲胺基甲基)苯酚2份、聚丙烯酸丁酯1份、byk
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163 2份。
15.优选地，所述环氧树脂组合物由以下重量份的原料组成：双酚a二缩水甘油醚25份、双酚f二缩水甘油醚20份、三异硬酯酸钛酸异丙酯8份、硅烷偶联剂kh
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56012份、十二烯基丁二酸酐15份、二甲硫基甲苯二胺20份、2，4，6
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三(二甲胺基甲基)苯酚6份、聚丙烯酸丁酯3份、byk
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163 4份。
16.本发明还提供一种上述高强度环氧树脂组合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：
17.(1)将双酚a二缩水甘油醚与双酚f二缩水甘油醚加入搭配搅拌罐中，在4000～4500rpm的转速下搅拌5～10min；
18.(2)接着加入三异硬酯酸钛酸异丙酯、硅烷偶联剂kh
‑
560，保持温度在25～30℃，在4000～4500rpm的转速下搅拌15～20min；
19.(3)继续添加十二烯基丁二酸酐、二甲硫基甲苯二胺、byk
‑
163、聚丙烯酸丁酯，再次在4000～4500rpm的转速下搅拌5～10min；
20.(4)随后加入2，4，6
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三(二甲胺基甲基)苯酚，在4000～4500rpm的转速下20～30min，真空脱泡，即得。
21.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
22.1.本发明通过在环氧树脂组合物中添加钛酸酯偶联剂，能有效提高环氧树脂组合物的拉伸强度，增强作为粘结剂使用时粘结金属板材的剪切强度；另外，本发明环氧树脂组合物受温度影响小，无论是高温或者低温对产品的性能没有太大的影响。
23.2.本发明原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
24.实施例1
25.按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
26.(1)将双酚a二缩水甘油醚与双酚f二缩水甘油醚加入搭配搅拌罐中，在4000rpm的转速下搅拌10min；
27.(2)接着加入三异硬酯酸钛酸异丙酯、硅烷偶联剂kh
‑
560，保持温度在30℃，在4000rpm的转速下搅拌20min；
28.(3)继续添加十二烯基丁二酸酐、二甲硫基甲苯二胺、byk
‑
163、聚丙烯酸丁酯，再次在4000rpm的转速下搅拌10min；
29.(4)随后加入2，4，6
‑
三(二甲胺基甲基)苯酚，在4000rpm的转速下30min，真空脱泡，即得。
30.实施例2
31.按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
32.(1)将双酚a二缩水甘油醚与双酚f二缩水甘油醚加入搭配搅拌罐中，在4500rpm的转速下搅拌5min；
33.(2)接着加入三异硬酯酸钛酸异丙酯、硅烷偶联剂kh
‑
560，保持温度在25～30℃，在4500rpm的转速下搅拌15min；
34.(3)继续添加十二烯基丁二酸酐、二甲硫基甲苯二胺、byk
‑
163、聚丙烯酸丁酯，再次在4500rpm的转速下搅拌5min；
35.(4)随后加入2，4，6
‑
三(二甲胺基甲基)苯酚，在4500rpm的转速下30min，真空脱泡，即得。
36.实施例3
37.按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
38.(1)将双酚a二缩水甘油醚与双酚f二缩水甘油醚加入搭配搅拌罐中，在4500rpm的转速下搅拌10min；
39.(2)接着加入三异硬酯酸钛酸异丙酯、硅烷偶联剂kh
‑
560，保持温度在25～30℃，在4500rpm的转速下搅拌20min；
40.(3)继续添加十二烯基丁二酸酐、二甲硫基甲苯二胺、byk
‑
163、聚丙烯酸丁酯，再次在4000rpm的转速下搅拌5min；
41.(4)随后加入2，4，6
‑
三(二甲胺基甲基)苯酚，在4000rpm的转速下20min，真空脱泡，即得。
42.对比例1
43.(1)将双酚a二缩水甘油醚与双酚f二缩水甘油醚加入搭配搅拌罐中，在4500rpm的转速下搅拌10min；
44.(2)接着加入硅烷偶联剂kh
‑
560，保持温度在25～30℃，在4500rpm的转速下搅拌20min；
45.(3)继续添加十二烯基丁二酸酐、二甲硫基甲苯二胺、byk
‑
163、聚丙烯酸丁酯，再次在4000rpm的转速下搅拌5min；
46.(4)随后加入2，4，6
‑
三(二甲胺基甲基)苯酚，在4000rpm的转速下20min，真空脱泡，即得。
47.表1
[0048][0049][0050]
实施例4力学性能测试
[0051]
将实施例1～3、对比例1所得的组合物为测试对象，按照gb1040.1
‑
2006的要求测试拉伸强度和断裂伸长率；以7075铝合金板为被粘材料，按照gb/t 7124
‑
2008的要求测试剪切强度，测试结果见表2。
[0052]
另取经实施例1～3、对比例1所得的组合物，以7075铝合金板为被粘材料，分分别于100℃以及
‑
60℃测试剪切强度，测试结果见表3。
[0053]
表2普通力学性能测试结果
[0054] 拉伸强度(mpa)剪切强度(mpa)断裂伸长率％实施例13522110实施例23420112实施例33623108对比例12411132
[0055]
表3高温及低温的剪切强度测试结果
[0056]
[0057]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。