CN107722899A - 一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂，其特征在于，按照重量份数由下列原料组成：AFG‑90环氧树脂50份，E‑51环氧树脂50份，端基亚胺中间体50～70份，埃洛石5～15份，固化剂4,4‑二氨基二苯砜20～35份。将埃洛石表面负载Al2O3，进一步经KH792改性后，可直接在亚胺环氧胶黏剂生产过程中添加，就可达到均匀分散的目的。加入埃洛石改性后，亚胺环氧胶黏剂的性能得到了明显的改善。埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂的制备工艺简单，易于工业化生产。

Description

一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂及制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂及制备方法。
技术背景
胶黏剂具有质量轻、不会产生采用铆钉连接或螺栓连接时所形成的应力缺陷等特点,因而在航空航天领域得到了广泛应用。其中以环氧胶黏剂的用量最大、应用最广。但由于未经改性的环氧胶最高工作温度一般只有150℃左右，存在耐热性偏低、脆性较大、不能承受强极性溶剂或航空润滑油等化学介质的作用等缺点，故通常需要对环氧进行适当的改性，才能适用于某些特定的场合。
聚酰亚胺在-200～260℃间有着优良的力学性能和绝缘性能，还具有优良的耐磨性、尺寸稳定性等，但聚酰亚胺作为胶黏剂的主要缺点是黏性差、加工温度高等。
埃洛石是一种偏铝硅酸盐，具有类似碳纳米管的管状结构，管外径为20～50nm，内径为5～10nm，长度几百纳米。大量研究表明埃洛石可作为高分子材料的改性剂，提升高分子材料的力学性能，并能改善其热稳定性以及阻燃性。埃洛石还可吸附高分子中的刺激性气味，改善产品的品质。
发明内容
为了弥补现有技术的缺陷，本发明提供一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂及制备方法，以提高环氧胶黏剂的力学性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂，按照重量份数由下列原料组成：
AFG-90环氧树脂50份，E-51环氧树脂50份，端基亚胺中间体50～70份，埃洛石5～15份，固化剂4,4-二氨基二苯砜20～35份。
所述的埃洛石指经以下方法制备：
(1)铝溶胶制备：50g异丙醇铝用50ml二甲苯溶解，加入适量水，搅拌2h，得微浊透明的铝溶胶，水用量是异丙醇铝摩尔数的1/20；
(2)Al2O3-埃洛石粉体制备：取50g埃洛石加入200ml硝酸中，超声酸化2h，用水清洗干净，加入至200ml铝溶胶中，搅拌2h，分离埃洛石，120℃下干燥，冷却至室温，再5℃/min的速率升温至800℃，煅烧2h，自然降温，研磨，过200目筛；
(3)Al2O3-埃洛石粉体的改性：将Al2O3-埃洛石粉体20g加入50mlDMF中，超声分散4h，加热至70℃，缓慢加入10g硅烷偶联剂KH792，反应5h，反应完毕后抽滤，滤饼在在70℃下干燥6h，研磨，过200目筛，得到所述的埃洛石。
一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)AFG-90环氧树脂50份和E-51环氧树脂50份混合后，加热至120℃，搅拌2h，得到透明液体；
(2)加入50～70份端羧基亚胺中间体，升至140℃，反应2h，至物料基本透明；
(3)降温至100℃，加入埃洛石5～15份，搅拌2h；
(4)降温至室温，加入固化剂4,4-二氨基二苯砜20～35份，搅拌均匀，可得埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂。
本发明的优点与效果
在亚胺环氧胶黏剂的制备过程中，添加纳米埃洛石作为增韧剂，增强其力学性能。纳米埃洛石有着类似碳纳米管的管状结构，管外径为20～50nm，内径为5～10nm，具有比表面积大、表面能高、小尺寸效应等优点，在高分子材料中有着广泛的应用。表面负载Al2O3后，不仅可增大埃洛石的表面积，还能发挥Al2O3的复合效果。进一步采用硅烷偶联剂KH792改性后，埃洛石可更均匀的分散在胶黏剂中，避免团聚，维持胶黏剂的稳定。埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂的制备工艺简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的描述，但不发明不限于这些实施例。
实施例1
(1)AFG-90环氧树脂50份和E-51环氧树脂50份混合后，加热至120℃，搅拌2h，得到透明液体；
(2)加入50份端羧基亚胺中间体，升至140℃，反应2h，至物料基本透明；
(3)降温至100℃，加入埃洛石15份，搅拌2h；
(4)降温至室温，加入固化剂4,4-二氨基二苯砜35份，搅拌均匀，可得埃洛石改性亚
胺环氧胶黏剂。
实施例1所制备胶黏剂的力学性能如表1所示，剪切强度按照GB 7124-86，采用万能材料试验机测试，冲击强度按照GB/T 2567 2008，采用ZBC-4型摆锤冲击试验机测试。
表1
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 19.5
冲击强度(MPa) 18.7
实施例2
(1)AFG-90环氧树脂50份和E-51环氧树脂50份混合后，加热至120℃，搅拌2h，得到透明液体；
(2)加入60份端羧基亚胺中间体，升至140℃，反应2h，至物料基本透明；
(3)降温至100℃，加入埃洛石10份，搅拌2h；
(4)降温至室温，加入固化剂4,4-二氨基二苯砜30份，搅拌均匀，可得埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂。本实施例2所制备胶黏剂的力学性能如表2所示。
表2
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 18.4
冲击强度(MPa) 17.5
实施例3
(1)AFG-90环氧树脂50份和E-51环氧树脂50份混合后，加热至120℃，搅拌2h，得到透明液体；
(2)加入70份端羧基亚胺中间体，升至140℃，反应2h，至物料基本透明；
(3)降温至100℃，加入埃洛石8份，搅拌2h；
(4)降温至室温，加入固化剂4,4-二氨基二苯砜28份，搅拌均匀，可得埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂。本实施例3所制备胶黏剂的力学性能如表3所示。
表3
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 17.9
冲击强度(MPa) 16.6
实施例4
(1)AFG-90环氧树脂50份和E-51环氧树脂50份混合后，加热至120℃，搅拌2h，得到透明液体；
(2)加入65份端羧基亚胺中间体，升至140℃，反应2h，至物料基本透明；
(3)降温至100℃，加入埃洛石7份，搅拌2h；
(4)降温至室温，加入固化剂4,4-二氨基二苯砜25份，搅拌均匀，可得埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂。本实施例4所制备胶黏剂的力学性能如表4所示。
表4
性能项目 测试结果
剪切强度(KJ/m2) 15.8
冲击强度(MPa) 17.3
实施例1至4中所述的埃洛石指经以下方法制备：
(1)铝溶胶制备：50g异丙醇铝用50ml二甲苯溶解，加入适量水，搅拌2h，得微浊透明的铝溶胶，水用量是异丙醇铝摩尔数的1/20；
(2)Al2O3-埃洛石粉体制备：取50g埃洛石加入200ml硝酸中，超声酸化2h，用水清洗干净，加入至200ml铝溶胶中，搅拌2h，分离埃洛石，120℃下干燥，冷却至室温，再5℃/min的速率升温至800℃，煅烧2h，自然降温，研磨，过200目筛；
(3)Al2O3-埃洛石粉体的改性：将Al2O3-埃洛石粉体20g加入50mlDMF中，超声分散4h，加热至70℃，缓慢加入10g硅烷偶联剂KH792，反应5h，反应完毕后抽滤，滤饼在在70℃下干燥6h，研磨，过200目筛，得到所述的埃洛石。

Claims (3)

1.一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂，其特征在于，按照重量份数由下列原料组成：AFG-90环氧树脂50份，E-51环氧树脂50份，端基亚胺中间体50～70份，埃洛石5～15份，固化剂4,4-二氨基二苯砜20～35份。
2.根据权利要求1所述的一种埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂，其特征在于，所述埃洛石，经以下方法制备：
(1)铝溶胶制备：50g异丙醇铝用50ml二甲苯溶解，加入适量水，搅拌2h，得微浊透明的铝溶胶，水用量是异丙醇铝摩尔数的1/20；
(2)Al2O3-埃洛石粉体制备：取50g埃洛石加入200ml硝酸中，超声酸化2h，用水清洗干净，加入至200ml铝溶胶中，搅拌2h，分离埃洛石，120℃下干燥，冷却至室温，再5℃/min的速率升温至800℃，煅烧2h，自然降温，研磨，过200目筛；
(3)Al2O3-埃洛石粉体的改性：将Al2O3-埃洛石粉体20g加入50mlDMF中，超声分散4h，加热至70℃，缓慢加入10g硅烷偶联剂KH792，反应5h，反应完毕后抽滤，滤饼在在70℃下干燥6h，研磨，过200目筛，得到所述的埃洛石。
3.一种如权利要求1所述的埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)AFG-90环氧树脂50份和E-51环氧树脂50份混合后，加热至120℃，搅拌2h，得到透明液体；
(2)加入50～70份端羧基亚胺中间体，升至140℃，反应2h，至物料基本透明；
(3)降温至100℃，加入埃洛石5～15份，搅拌2h；
(4)降温至室温，加入固化剂4,4-二氨基二苯砜20～35份，搅拌均匀，可得埃洛石改性亚胺环氧胶黏剂。
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