一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧AB胶及其制备方法和应用与流程

一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧ab胶及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明属于涂料的技术领域，涉及一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧ab胶及其制备方法和应用。


背景技术：

2.超高分子量聚乙烯板不同于一般的聚乙烯板，目前一般的聚乙烯板采用低压高密度聚乙烯制成，其相对分子质量不超过30万。而超高分子量聚乙烯板简称超高板，采用超高分子量聚乙烯制成，其相对分子质量大于100万。
3.超高分子量聚乙烯板材抗冲击性(抗冲击性居塑料之首)、耐腐蚀性好、优异的耐化学性能、密度比其他热塑性塑料低，摩擦系数低、优越的脱模性能、极低的吸水率、极好的电绝缘性和抗静性、适中的机械强度、刚性的耐蠕变性能，优异的机械加工性能、连续自然性、良好的抗高能量辐射性能。超高分子量聚乙烯板作为一种新型特殊工程塑料，集多种优异性能于一身，但其表面光滑表面能低不易粘结，粘接难度大，同时被物体强冲击后容易在超高分子量聚乙烯板表面形成凹坑，影响使用性能。
4.环氧ab胶固化后形成的环氧化合物特种功能涂层具有优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接力强、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧ab胶及其制备方法和应用，应用于粘接难度大的超高分子量聚乙烯板上，能够极大改善超高分子量聚乙烯板耐物体强冲击性能，提高其使用寿命和使用范围。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种环氧ab胶，包括有a组分和b组分，所述a组分包括有双酚a型环氧树脂、环氧活性稀释剂、气相二氧化硅、附着力促进剂，所述b组分包括有固化剂、气相二氧化硅。
7.本发明第二方面提供一种环氧ab胶的制备方法，包括以下步骤：
8.1)提供a组分，所述a组分为按配比混合的双酚a型环氧树脂、环氧活性稀释剂、气相二氧化硅、附着力促进剂；
9.2)提供b组分，所述b组分为按配比混合的固化剂和气相二氧化硅；
10.3)按配比将a组分与b组分混合，以提供环氧ab胶。
11.本发明第三方面提供一种环氧ab胶在超高分子量聚乙烯板上的用途。
12.本发明第四方面提供一种环氧ab胶的使用方法，包括：将超高分子量聚乙烯板表面打毛、清洁后，采用上述环氧ab胶涂覆在超高分子量聚乙烯板表面。
13.本发明第五方面提供一种超高分子量聚乙烯板，包括有上述环氧ab胶。
14.如上所述，本发明提供的一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧ab胶及其制备方法和应用，具有以下有益效果：
15.(1)本发明提供的一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧ab胶及其制备方法和应用，能够将环氧ab与超高分子量聚乙烯板性能结合起来，将环氧ab胶涂覆在超高分子量聚乙烯板上，形成一层一定厚度的增强特种涂层，将会极大改善超高分子量聚乙烯板耐强冲击性能，可以在处理矿石，煤炭，石料等的设备、在恶劣的滚动型容器内壁、在各种户外室内的板材中使用，经受超强冲击而不脱落，提高使用寿命和使用范围。
16.(2)本发明提供的一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧ab胶及其制备方法和应用，提供的环氧ab胶，其制备方法操作简单，原料来源广泛，稳定易得。
17.(3)本发明提供的一种增强超高分子聚乙烯板抗强冲击性能用环氧ab胶及其制备方法和应用，制备得到的环氧ab胶，易于涂覆在任意形状的粘接难度大的超高分子量聚乙烯板的任何面上，室温即可固化。其固化后形成的环氧化合物柔韧性极佳，与超高分子量聚乙烯板粘接紧密，剥离强度超高，具有一定的延展性。
具体实施方式
18.本发明第一方面提供一种环氧ab胶，包括有a组分和b组分，所述a组分包括有双酚a型环氧树脂、环氧活性稀释剂、气相二氧化硅、附着力促进剂，所述b组分包括有固化剂、气相二氧化硅。
19.在上述环氧ab胶中，所述a组分按重量份计，包括有如下组分：
20.双酚a型环氧树脂70～100重量份；
21.环氧活性稀释剂1～20重量份；
22.气相二氧化硅0.5～10重量份；
23.附着力促进剂0.05～1.0重量份。
24.在一个优选的实施方式中，所述a组分按重量份计，包括有如下组分：
25.双酚a型环氧树脂74～90重量份；具体如74～80重量份、80～85重量份、85～90重量份；
26.环氧活性稀释剂4～15重量份；具体如4～15重量份、4～7重量份、7～10重量份、10～12重量份、12～15重量份；
27.气相二氧化硅1～9重量份；具体如1～3重量份、3～6重量份、6～9重量份；
28.附着力促进剂0.1～0.9重量份；具体如0.1～0.3重量份、0.3～0.6重量份、0.6～0.9重量份。
29.在上述环氧ab胶中，所述b组分按重量份计，包括有如下组分：
30.固化剂90～100重量份；
31.气相二氧化硅0.5～10重量份。
32.在一个优选的实施方式中，所述b组分按重量份计，包括有如下组分：
33.固化剂91～99重量份；具体如91～93重量份、93～96重量份、96～99重量份；
34.气相二氧化硅1～9重量份；具体如1～3重量份、3～6重量份、6～9重量份。
35.在上述环氧ab胶中，所述a组分与b组分的质量比为1：0.1～2.0。
36.在一个优选的实施方式中，所述a组分与b组分的质量比为1：0.5～1.0。
37.在进一步优选的实施方式中，所述a组分与b组分的质量比为1：0.5～0.9；具体如1：0.5、1：0.65、1：0.78、1：0.84或1：0.9。
38.在上述环氧ab胶中，所述双酚a型环氧树脂为具有下述结构式(1)的化合物，
39.所述结构式(1)为：
[0040][0041]
式中，所述n为0～14。
[0042]
上述双酚a型环氧树脂由双酚a与环氧氯丙烷缩聚而成，其相对分子质量为340～3750。
[0043]
在上述环氧ab胶中，所述气相二氧化硅为常规使用的气相法二氧化硅，是一种无定形二氧化硅产品，俗称气相法白炭黑，其cas号为112945-52-5。
[0044]
在上述环氧ab胶中，所述环氧活性稀释剂选自癸基缩水甘油醚(cas号为68609-96-1)、新戊二醇二缩水甘油醚(cas号为17557-23-2)、苄基缩水甘油醚(cas号为89616-40-0)、c
12～14
醇缩水甘油醚(cas号为68609-97-2)、1，4-丁二醇二缩水甘油醚(cas号为2425-79-8)、辛基缩水甘油醚(cas号为2461-15-6)、腰果酚缩水甘油醚(cas号为171263-25-5)、1，6-己二醇二缩水甘油醚(cas号为16096-31-4)、二聚酸二缩水甘油酯(cas号为68475-94-5)、叔碳酸缩水甘油酯(cas号为26761-45-5)中的至少一种。
[0045]
在上述环氧ab胶中，所述附着力促进剂选自硅烷偶联剂kh550(3-氨丙基三乙氧基硅烷，cas号为919-30-2)、硅烷偶联剂kh560(cas号为2530-83-8)、byk-c8001(德国毕克)、byk-4511(德国毕克)中的至少一种。
[0046]
上述byk-c8001为德国毕克公司生产的byk-c8001聚合物型偶联剂。
[0047]
上述byk-4511为德国毕克公司生产的byk-4511聚合物类型附着力促进剂。
[0048]
在上述环氧ab胶中，所述固化剂选自脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂、聚酰胺固化剂、酰胺基胺固化剂、腰果酚胺固化剂、改性胺固化剂中的至少一种。
[0049]
在一个优选的实施方式中，所述脂肪胺固化剂选自三乙烯四胺d.e.h.24(陶氏化学dow)、2914uf(赢创)、2678(赢创)、ditridecylamine(dtda)(巴斯夫)、ec 130(巴斯夫)中的至少一种。
[0050]
在一个优选的实施方式中，所述脂环胺固化剂选自(万华化学集团股份有限公司)、(万华化学集团股份有限公司)、2904(赢创)、epikure 3378(hexion)、ec201(巴斯夫)中的至少一种。
[0051]
在一个优选的实施方式中，所述聚酰胺固化剂选自curmide 9170(广东舜天新材料有限公司)、wscm-4115(浙江万盛股份有限公司)、yd-8216(丰益表面活性材料(连云港)有限公司)、nt-1541(卡德莱)、d.e.h.125(陶氏化学dow)中的至少一种。
[0052]
在一个优选的实施方式中，所述酰胺基胺固化剂选自lite 3117(卡德莱)、wscm-4301(浙江万盛股份有限公司)、epikure 3055(hexion)中的至少一种。
[0053]
在一个优选的实施方式中，所述腰果酚胺固化剂选自jmx-2670环氧固化剂(常州杰美新高分子科技有限公司)、wscm-1100(浙江万盛股份有限公司)、lite 2562(卡德莱)、
nx-2003(卡德莱)中的至少一种。
[0054]
在一个优选的实施方式中，所述改性胺固化剂选自deh-5802(陶氏化学dow)、deh-622(陶氏化学dow)、2337s(赢创)、epikure f205(hexion)、环氧固化剂5785(上海树脂厂有限公司)中的至少一种。
[0055]
本发明第二方面提供一种环氧ab胶的制备方法，包括以下步骤：
[0056]
1)提供a组分，所述a组分为按配比混合的双酚a型环氧树脂、环氧活性稀释剂、气相二氧化硅、附着力促进剂；
[0057]
2)提供b组分，所述b组分为按配比混合的固化剂和气相二氧化硅；
[0058]
3)按配比将a组分与b组分混合，以提供环氧ab胶。
[0059]
在步骤1)中，所述提供a组分是先按配比将双酚a型环氧树脂和环氧活性稀释剂低速混合，再加入气相二氧化硅高速混合后加入附着力促进剂低速混合，以提供a组分。
[0060]
在一个优选的实施方式中，所述双酚a型环氧树脂和环氧活性稀释剂低速混合的搅拌速度为80～90r/min，优选为85r/min。
[0061]
在一个优选的实施方式中，所述双酚a型环氧树脂和环氧活性稀释剂低速混合的搅拌时间为15～25min，优选为20min。
[0062]
在一个优选的实施方式中，所述加入气相二氧化硅高速混合的搅拌速度为2500～2600r/min，优选为2500r/min。
[0063]
在一个优选的实施方式中，所述高速混合的搅拌时间为15～25min，优选为20min。
[0064]
在一个优选的实施方式中，所述加入附着力促进剂低速混合的搅拌速度为80～90r/min，优选为85r/min。
[0065]
在一个优选的实施方式中，所述加入附着力促进剂低速混合的搅拌时间为15～25min，优选为20min。
[0066]
在步骤2)中，所述提供b组分是按配比将固化剂和气相二氧化硅高速混合，以提供b组分。
[0067]
在一个优选的实施方式中，所述固化剂为多种时，多种所述固化剂之间先低速混合。
[0068]
在进一步优选的实施方式中，所述低速混合的搅拌速度为80～90r/min，优选为85r/min。
[0069]
在进一步优选的实施方式中，所述低速混合的搅拌时间为15～25min，优选为20min。
[0070]
在一个优选的实施方式中，所述高速混合的搅拌速度为2500～2600r/min，优选为2500r/min。
[0071]
在一个优选的实施方式中，所述高速混合的搅拌时间为15～25min，优选为20min。
[0072]
上述低速混合均采用低速搅拌均匀。上述高速混合采用高速搅拌充分分散混匀。
[0073]
在步骤3)中，所述a组分与b组分混合的搅拌速度为100～150r/min，优选为120r/min。
[0074]
在步骤3)中，所述a组分与b组分混合的搅拌时间为5～15min，优选为10min。
[0075]
在步骤3)中，所述a组分与b组分混合后要进行脱泡。
[0076]
在一个优选的实施方式中，所述脱泡的时间为15～25min，优选为20min。
[0077]
在一个优选的实施方式中，所述脱泡的真空度为-0.1～-0.090mpa，优选为-0.095mpa。
[0078]
在一个优选的实施方式中，所述脱泡在减压抽真空装置中进行。
[0079]
本发明第三方面提供一种环氧ab胶在超高分子量聚乙烯板上的用途。
[0080]
在上述用途中，所述超高分子量聚乙烯板中超高分子量聚乙烯的相对分子质量≥100万。
[0081]
在一个优选的实施方式中，所述超高分子量聚乙烯板中超高分子量聚乙烯的相对分子质量为100～200万。
[0082]
本发明第四方面提供一种环氧ab胶的使用方法，包括：将超高分子量聚乙烯板表面打毛、清洁后，采用上述环氧ab胶涂覆在超高分子量聚乙烯板表面。
[0083]
在上述使用方法中，所述打毛是将超高分子量聚乙烯板表面进行打毛，使超高分子量聚乙烯板表面光滑。
[0084]
在上述使用方法中，所述清洁是采用试剂对打毛后的超高分子量聚乙烯板表面进行清洁。
[0085]
在上述使用方法中，所述清洁采用的试剂为无水乙醇。
[0086]
在上述使用方法中，所述环氧ab胶涂覆在超高分子量聚乙烯板表面的厚度为0.5～3mm。
[0087]
在上述使用方法中，所述环氧ab胶涂覆在超高分子量聚乙烯板表面后要进行固化。
[0088]
在一个优选的实施方式中，所述固化的温度为室温。所述室温为20～30℃。
[0089]
在一个优选的实施方式中，所述固化的时间≥7天，优选为7天。
[0090]
本发明第五方面提供一种超高分子量聚乙烯板，包括有上述环氧ab胶。
[0091]
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
[0092]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0093]
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指相对压力。
[0094]
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0095]
实施例1
[0096]
s1制备a组分
[0097]
按重量份计将双酚a型环氧树脂74份和c
12～14
醇缩水甘油醚15份加入反应器中以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。然后加入气相二氧化硅9份，以2500r/min的高速搅拌20min使之分散均匀。再加入kh560硅烷偶联剂0.1份，以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。即得a组分。
[0098]
s2制备b组分
[0099]
按重量份计将作为脂肪胺固化剂的ec 130 24份、作为改性胺固化剂的环氧固化剂5785 25份和作为聚酰胺固化剂的nt-1541 50份加入反应器中以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。再加入气相二氧化硅1份，以2500r/min的高速搅拌20min使之分散均匀。即得b组分。
[0100]
s3混合配制
[0101]
将a组分和b组分按重量比为1:0.5加入反应器中，以120r/min的速度搅拌10min使之均匀。再将反应器放入减压抽真空装置中，以真空度为-0.095mpa进行脱泡20min，即得环氧ab胶样品1#。
[0102]
实施例2
[0103]
s1制备a组分
[0104]
按重量份计将双酚a型环氧树脂80份和二聚酸二缩水甘油酯10份加入反应器中以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。然后加入气相二氧化硅5份，以2500r/min的高速搅拌20min使之分散均匀。再加入kh550硅烷偶联剂0.9份，以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。即得a组分。
[0105]
s2制备b组分
[0106]
按重量份计将作为脂环胺固化剂的2904 40份、作为腰果酚胺固化剂的wscm-1100 10份和作为聚酰胺固化剂的d.e.h.125 41份加入反应器中以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。再加入气相二氧化硅9份，以2500r/min的高速搅拌20min使之分散均匀。即得b组分。
[0107]
s3混合配制
[0108]
将a组分和b组分按重量比为1:0.8加入反应器中，以120r/min的速度搅拌10min使之均匀。再将反应器放入减压抽真空装置中，以真空度为-0.095mpa进行脱泡20min，即得环氧ab胶样品2#。
[0109]
实施例3
[0110]
s1制备a组分
[0111]
按重量份计将双酚a型环氧树脂90份和1，6-己二醇二缩水甘油醚4份加入反应器中以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。然后加入气相二氧化硅1份，以2500r/min的高速搅拌20min使之分散均匀。再加入0.5份的byk-c8001，以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。即得a组分。
[0112]
s2制备b组分
[0113]
按重量份计将作为腰果酚胺固化剂的jmx-2670环氧固化剂10份、作为改性胺固化剂的epikure f205 35份和作为酰胺基固化剂的lite 3117 50份加入反应器中以85r/min的低速搅拌20min使之均匀。再加入气相二氧化硅5份，以2500r/min的高速搅拌20min使之
分散均匀。即得b组分。
[0114]
s3混合配制
[0115]
将a组分和b组分按重量比为1:1加入反应器中，以120r/min的速度搅拌10min使之均匀。再将反应器放入减压抽真空装置中，以真空度为-0.095mpa进行脱泡20min，即得环氧ab胶样品3#。
[0116]
实施例4可操作时间测试
[0117]
将实施例1-3中制备获得的环氧ab胶样品1-3#进行可操作时间测试，具体操作步骤按照《gb/t 7123.1-2015多组分胶粘剂可操作时间的测定》，结果如表1所示。由表1可知，本发明提供的环氧ab胶有较长的可操作期，利于施工。
[0118]
表1
[0119]
样品编号环氧ab胶样品1#环氧ab胶样品2#环氧ab胶样品3#可操作时间/min248245242
[0120]
实施例5
[0121]
将一整块超高分子量聚乙烯板平均分成7小块，编号分别为a、b、c、d、e、f、g。其中a不做环氧ab胶涂覆，作为对比样；对b、c、d、e、f、g表面进行打毛，再用无水乙醇进行对表面进行清洁。将实施例1制备的环氧ab胶样品1#涂覆在b、e表面，涂层厚度在0.5mm；将实施例2制备的环氧ab胶样品2#涂覆在c、f表面，涂层厚度在1.5mm；将实施例3制备的环氧ab胶样品3#涂覆在d、g表面，涂层厚度在2.5mm。涂覆后的超高分子量聚乙烯板室温下放置7天，完成环氧ab涂覆。
[0122]
分别将a、b、c、d四块板用落锤冲击试验机进行落锤冲击测试，冲击高度为2米，检测是否会形成凹坑，结果如表2所示。由表1可知，本发明提供的环氧ab胶涂层能有效的增强超高分子量聚乙烯板耐冲击性能。
[0123]
表2
[0124]
样品编号abcd有无凹坑有无无无
[0125]
分别将e、f、g三块板进行划格测试，用刀具纵横交叉切割间距1mm的格子，格子数为5
×
5个，操作步骤要点参照《gb/t 9286—1988色漆和清漆漆膜的划格试验》中7.2用手工法切割涂层，然后根据该标准规定的评级标准将试验块进行分级，结果如表3所示。由表3可知，本发明提供的环氧ab胶涂层与超高分子量聚乙烯板粘结性能良好。
[0126]
表3
[0127]
样品编号efg分级000
[0128]
综上所述，本发明提供的一种聚乙烯板增强用环氧ab胶及其制备方法和应用，将环氧ab胶涂覆在超高分子量聚乙烯板上，极大改善超高分子量聚乙烯板耐物体冲击性能，提高使用寿命和使用范围。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0129]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因
此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。