CN112980371A - 一种高韧性玻璃钢粘接胶及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高韧性玻璃钢粘接胶及制备方法，包括A组分和B组分，按质量分数，A组分制备：将聚氨酯改性环氧树脂（HXR‑UE29）100份，补强剂8~12份，偶联剂KH560 0.5~1份，填料20~30份，促变剂2~10份加入到捏合机中搅拌均匀，即得到白色具有触变性的A组分。B组分制备：将固化剂18~30份，促进剂2,4,6‑三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP‑30）1~2份，偶联剂KH550 0.5~1份，颜料氧化铁绿1~2份，填料15~25份加入到捏合机中搅拌均匀，即得到绿色具有膏状物的B组分。本发明的高韧性玻璃钢粘接胶具有粘接强度高，韧性好的特点。

Description

一种高韧性玻璃钢粘接胶及制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃钢粘接胶，属于复合非金属材料领域。

背景技术

玻璃钢简称“FRP”或“GFRP”，是由玻璃纤维物与合成树脂（如聚酯树脂，环氧树脂等）复合而成的非金属材料，具有低密度、高强度和耐腐蚀等优异性能，在各行各业得到广泛应用。

传统玻璃钢件的连接大都采用铆接的方式，该连接方式施工方便，操作简单。但是铆连的主要缺点是容易引起玻璃钢件的应力集中，使用过程中容易引起铆钉的松动和玻璃钢件的局部开裂。

发明内容

鉴于此，本发明旨在通过设计一种高韧性玻璃钢粘接胶剂，用于玻璃钢材料的自粘、互粘及各种材料混合制作的玻璃钢、玻璃纤维的粘接、填充、密封和修复等。

本发明提供一种高韧性玻璃钢粘接胶，包括A组分和B组分，按质量分

数，其中：

A组分制备：

将聚氨酯改性环氧树脂100份，

补强剂8~12份，

偶联剂KH560 0.5~1份，

填料20~30份，

促变剂2~10份加入到捏合机中搅拌均匀，即得到白色具有触变性的A组分；

B组分制备：

将固化剂 18~30份，

促进剂2,4,6-三苯酚1~2份，

偶联剂KH550 0.5~1份，

颜料氧化铁绿1~2份，

填料15~25份加入到捏合机中搅拌均匀，即得到绿色具有膏状物的B组分。

进一步地，上述A组分中的聚氨酯改性环氧树脂其合成方法包括以下步骤：

将二异氰酸酯加入到反应釜中，通氮气保护，开动搅拌器，升温到70~80℃，缓慢加入已脱水的聚醚二元醇，反应到异氰酸根达到理论值，即得到聚氨酯预聚物，备用；

将环氧树脂加入到反应釜中，先脱水处理，然后通氮气保护，开动搅拌器，升温到80~90℃，加入聚氨酯预聚物，反应到异氰酸根消失，即得到聚氨酯改性环氧树脂。

进一步地，上述A组分中的补强剂为400~1000目氧化铝粉，400~800目氧化锌粉，325目云母粉中的一种或一种以上组合。

进一步地，上述A组分和B组分中的填料为400~3000目硅微粉，沉淀白炭黑中的一种或一种以上组合。

进一步地，上述A组分中的促变剂为气相二氧化硅，有机膨润土，氢化蓖麻油中的一种或一种以上组合。

进一步地，上述B组分中的固化剂为聚醚胺D230，间苯二甲胺中的一种或一种以上组合。

一种高韧性玻璃钢粘接胶的制备方法，包括A组分和B组分，按质量份数，包括如下步骤：

S1A组分制备步骤：

将聚氨酯改性环氧树脂100份，

补强剂8~12份，

偶联剂KH560 0.5~1份，

填料20~30份，

促变剂2~10份加入到捏合机中搅拌均匀，抽真空,即得到白色具有触变性的A组分；

S2 B组分制备步骤：

将固化剂 18~30份，

促进剂2,4,6-三苯酚1~2份，

偶联剂KH550 0.5~1份，

颜料氧化铁绿1~2份，

填料15~25份加入到捏合机中搅拌均匀，抽真空.即得到绿色具有膏状物的B组分；

S3将A液体树脂完全倒入B中，用搅拌1-10min使之均匀，立即将胶水沿内壁一侧倒入，胶水凝胶后必须仍保持垂直状态静置10~20min不得移动；1~2h后，验证合格后可投入使用。

进一步地，上述A组分中的聚氨酯改性环氧树脂其合成方法包括以下步骤：

将二异氰酸酯加入到反应釜中，通氮气保护，开动搅拌器，升温到70~80℃，缓慢加入已脱水的聚醚二元醇，反应到异氰酸根达到理论值，即得到聚氨酯预聚物，备用；

将环氧树脂加入到反应釜中，先脱水处理，然后通氮气保护，开动搅拌器，升温到80~90℃，加入聚氨酯预聚物，反应到异氰酸根消失，即得到聚氨酯改性环氧树脂。

本发明的有益效果是：本发明先通过二异氰酸酯与聚醚二元醇反应得到聚氨酯预聚物，然后与环氧树脂反应得到聚氨酯改性环氧HXR-UE29，使环氧树脂侧链上引入了聚醚软链，同时提高了环氧树脂的官能度。以聚氨酯改性环氧树脂HXR-UE29为基料制备的高韧性玻璃钢粘接胶，在固化过程中，形成了稳定的微观或亚微观的多相形态结构，显著改善了材料的韧性，提高胶层的剪切强度、附着力、拉伸强度、弯曲强度、耐磨性等，而对材料的模量、耐热性影响较小。

因此，本发明的高韧性玻璃钢粘接胶具有粘接强度高，韧性好的特点。

具体实施方式

下面将本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：

一种高韧性玻璃钢粘接胶，包括A组分和B组分，按质量分数，A、B组分配合比为100:33，A组分制备：将聚氨酯改性环氧树脂（HXR-UE29）100份，补强剂400目氧化锌粉10份，偶联剂KH560 1份，填料400目硅微粉20份、沉淀白炭黑12份，触变剂氢化蓖麻油2份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到白色具有触变性的A组分。B组分制备：将固化剂聚醚胺D230 20份，促进剂2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）2份，偶联剂KH5500.5份，颜料氧化铁绿2份，填料3000目硅微粉20份，触变剂气相二氧化硅3份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到绿色具有膏状物的B组分。

实施例2：

一种高韧性玻璃钢粘接胶，包括A组分和B组分，按质量分数，A、B组分配合比为100:33，A组分制备：将聚氨酯改性环氧树脂（HXR-UE29）100份，补强剂800目氧化铝粉12份，偶联剂KH560 1份，填料3000目硅微粉10份、800目硅微粉20，触变剂气相二氧化硅4份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到白色具有触变性的A组分。B组分制备：将固化剂聚醚胺D230 16份、间苯二甲胺3份，促进剂2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）1份，偶联剂KH550 0.5份，颜料氧化铁绿2份，填料3000目硅微粉22份，触变剂气相二氧化硅2.5份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到绿色具有膏状物的B组分。

实施例3：

一种高韧性玻璃钢粘接胶，包括A组分和B组分，按质量分数，A、B组分配合比为100:33，A组分制备：将聚氨酯改性环氧树脂（HXR-UE29）100份，补强剂800目氧化锌粉12份，偶联剂KH560 1份，填料3000目硅微粉20份、800目硅微粉10，触变剂气相二氧化硅4份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到白色具有触变性的A组分。B组分制备：将固化剂聚醚胺D230 18份、氨乙基哌嗪4份，促进剂2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）1份，偶联剂KH550 0.5份，颜料氧化铁绿2份，填料3000目硅微粉22份，触变剂气相二氧化硅2份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到绿色具有膏状物的B组分。

对比例1：

采用添加增韧剂方法制备的玻璃钢粘接胶，包括A组分和B组分，按质量分数，A、B组分配合比为100:50，A组分制备：将环氧树脂E51和E44分别为50和40份，反应型环氧增韧剂QS-BE 10份，补强剂800目氧化铝粉12份，偶联剂KH560 1份，填料3000目硅微粉10份、800目硅微粉20，触变剂气相二氧化硅5份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到白色具有触变性的A组分。B组分制备：将固化剂聚醚胺D230 28份、促进剂2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）2份，偶联剂KH550 0.5份，颜料氧化铁绿2份，填料3000目硅微粉20份，800目硅微粉20份，触变剂气相二氧化硅3份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到绿色具有膏状物的B组分。

上述实施例的性能测试结果如下表1所示：

表1为实施例产品的性能测试

从上表的数据可知，相对于对比产品，实施例的堆积高度、拉伸强度、断裂伸长率、钢-钢抗剪、玻璃钢-玻璃钢抗剪性能都比较优异，尤其在粘接玻璃钢进行抗剪测试时呈现玻璃钢破坏。采用聚氨酯改性环氧为主体树脂制备的玻璃钢粘接胶有效的提高了固化物的断裂伸长率，同时保持了较高的力学性能，在粘接玻璃钢性能上表现优异。

实施例3为最优实施例，该实施例中采用了补强性能较高的800目氧化锌粉体，B组分固化剂采用了聚醚胺和氨乙基哌嗪复配，氨乙基哌嗪既是固化剂也是促进剂，而且对聚醚胺具有很好的促进作用，配合促进剂DMP-30使得玻璃钢粘接胶固化更充分，从表1性能测试中看出，其拉伸强度、断裂伸长率、钢-钢抗剪强度和玻璃钢-玻璃钢抗剪强度性能更为突出。

高韧性玻璃钢粘接胶使用方法：是由预先计量好的A、B两罐组成的套装，A:B重量比为1:1-5（最佳为1∶2）。将A罐液体树脂完全倒入B罐中，用干净木片或金属棒搅拌1-10min（最佳3-5 min）使之均匀，立即将胶水沿内壁一侧倒入，胶水凝胶后必须仍保持垂直状态静置10~20min不得移动。1~2h后，胶水浇铸的胶水做完加载验证合格后可投入使用。

Claims (9)

1.一种高韧性玻璃钢粘接胶，其特征在于，包括A组分和B组分，按质量分

数，其中：

A组分制备：

将聚氨酯改性环氧树脂100份，

补强剂8~12份，

偶联剂KH560 0.5~1份，

填料20~30份，

促变剂2~10份加入到捏合机中搅拌均匀，即得到白色具有触变性的A组分；

B组分制备：

将固化剂 18~30份，

促进剂2,4,6-三苯酚1~2份，

偶联剂KH550 0.5~1份，

颜料氧化铁绿1~2份，

填料15~25份加入到捏合机中搅拌均匀，即得到绿色具有膏状物的B组分。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性玻璃钢粘接胶，其特征在于，所述A组分中的聚氨酯改性环氧树脂其合成方法包括以下步骤：

将二异氰酸酯加入到反应釜中，通氮气保护，开动搅拌器，升温到70~80℃，缓慢加入已脱水的聚醚二元醇，反应到异氰酸根达到理论值，即得到聚氨酯预聚物，备用；

将环氧树脂加入到反应釜中，先脱水处理，然后通氮气保护，开动搅拌器，升温到80~90℃，加入聚氨酯预聚物，反应到异氰酸根消失，即得到聚氨酯改性环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的一种高韧性玻璃钢粘接胶，其特征在于，所述A组分中的补强剂为400~1000目氧化铝粉，400~800目氧化锌粉，325目云母粉中的一种或一种以上组合。

4.根据权利要求1所述的一种高韧性玻璃钢粘接胶，其特征在于，所述A组分和B组分中的填料为400~3000目硅微粉，沉淀白炭黑中的一种或一种以上组合。

5.根据权利要求1所述的一种高韧性玻璃钢粘接胶及其制备方法，其特征在于，所述A组分中的促变剂为气相二氧化硅，有机膨润土，氢化蓖麻油中的一种或一种以上组合。

6.根据权利要求1所述的一种高韧性玻璃钢粘接胶，其特征在于，所述B组分中的固化剂为聚醚胺D230，间苯二甲胺中的一种或一种以上组合。

7.一种高韧性玻璃钢粘接胶，其特征在于，包括A组分和B组分，按质量分数，A、B组分配合比为100:33，A组分制备：将聚氨酯改性环氧树脂100份，补强剂800目氧化锌粉12份，偶联剂KH560 1份，填料3000目硅微粉20份、800目硅微粉10，触变剂气相二氧化硅4份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到白色具有触变性的A组分；

B组分制备：将固化剂聚醚胺D230 18份、氨乙基哌嗪4份，促进剂2,4,6-三苯酚1份，偶联剂KH550 0.5份，颜料氧化铁绿2份，填料3000目硅微粉22份，触变剂气相二氧化硅2份加入到捏合机中搅拌均匀、抽真空，然后进行分装，即得到绿色具有膏状物的B组分。

8.一种高韧性玻璃钢粘接胶的制备方法，其特征在于，包括A组分和B组分，按质量份数，包括如下步骤：

S1A组分制备步骤：

将聚氨酯改性环氧树脂100份，

补强剂8~12份，

偶联剂KH560 0.5~1份，

填料20~30份，

促变剂2~10份加入到捏合机中搅拌均匀，抽真空,即得到白色具有触变性的A组分；

S2 B组分制备步骤：

将固化剂 18~30份，

促进剂2,4,6-三苯酚1~2份，

偶联剂KH550 0.5~1份，

颜料氧化铁绿1~2份，

填料15~25份加入到捏合机中搅拌均匀，抽真空.即得到绿色具有膏状物的B组分；

S3将A液体树脂完全倒入B中，用搅拌1-10min使之均匀，立即将胶水沿内壁一侧倒入，胶水凝胶后必须仍保持垂直状态静置10~20min不得移动；1~2h后，验证合格后可投入使用。

9.根据权利要求7所述的一种高韧性玻璃钢粘接胶的制备方法，其特征在于，所述A组分中的聚氨酯改性环氧树脂其合成方法包括以下步骤：

将二异氰酸酯加入到反应釜中，通氮气保护，开动搅拌器，升温到70~80℃，缓慢加入已脱水的聚醚二元醇，反应到异氰酸根达到理论值，即得到聚氨酯预聚物，备用；

将环氧树脂加入到反应釜中，先脱水处理，然后通氮气保护，开动搅拌器，升温到80~90℃，加入聚氨酯预聚物，反应到异氰酸根消失，即得到聚氨酯改性环氧树脂。