耐水耐磨雙組份樹脂膠粘劑的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂粘合劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐水耐磨雙組份樹脂膠粘劑的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)如今，工業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，對各種機(jī)械部件的使用壽命提出了更高的要求。采用修補(bǔ)技術(shù)來提高機(jī)械部件表面的抗磨蝕性能，是提高其使用壽命的重要手段，并且越來越廣泛地在工業(yè)各部門得到應(yīng)用。在諸多類別的膠粘劑中，環(huán)氧樹脂膠粘劑以其粘接能力強(qiáng)、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)備受青睞，環(huán)氧樹脂膠粘劑對各種金屬和大部分非金屬材料均有良好的粘接性能，具有配收縮率低、工藝簡單和配置容易等特點(diǎn)，對多種材料具有一定的粘接能力。環(huán)氧樹脂膠粘劑是一類重要的工程膠粘劑，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是尖端科技發(fā)展，對膠粘劑的要求越來越高。現(xiàn)有技術(shù)中，出現(xiàn)了耐冷熱環(huán)氧樹脂膠粘劑，但仍然存在諸多不足，如耐磨性和耐水性差，使用壽命欠佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為克服上述問題，提供了一種耐水耐磨雙組份樹脂膠粘劑的制備工藝，制得的膠粘劑具有優(yōu)良的耐水性和耐磨性。
[0004]本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:耐水耐磨雙組份樹脂膠粘劑的制備工藝，包括以下步驟:
步驟一、A組分膠粘劑
(1)、按照1:1的體積比，量取氨水和乙醇，混合制得混合物A，然后加入體積三倍于混合物A體積的正硅酸乙酯，攪拌3-5h后，加入到分散機(jī)中，在ISOOOrpm條件下分散10-25min，靜置2h，制得懸浮液，備用；
(2 )、向懸浮液中加入體積0.7倍于氨水體積的3-氨丙基三乙氧基硅烷，攪拌12-20h，形成混合物B，將混合物B在80-100°C下回流0.8-lh后，離心并抽濾，將濾出殘余物在50-70°C下烘干，制得納米微粒，備用；
(3)、按照10:9:1.2的重量比，分別稱取聚酰胺、環(huán)氧樹脂以及制備的納米微粒，將聚酰胺和納米微?；旌虾?，在50°C條件下水浴加熱并超聲分散2h，干燥后，加入環(huán)氧樹脂，在18000rpm條件下分散10-25min，靜置2h，制得A組分膠粘劑，備用；
步驟二、B組分膠粘劑
(1)、按照1:2的摩爾比，取環(huán)氧樹脂和對羥基苯甲醚置于燒瓶中油浴加熱至90°C，依次滴加丙烯酸和對二甲基芐胺制得混合溶液，繼續(xù)升溫至110°C，取0.3-0.5g混合溶液作為試樣，并用濃度為0.lmo 1 /L的氫氧化鉀乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣的酸值，當(dāng)其酸值< 3mgK0H/g時(shí)，停止加熱，制得環(huán)氧丙烯酸單酯，備用；
(2)、按照1:1:1:1的重量比，取環(huán)氧丙烯酸單酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸-2-羥乙酯混合，制得丙烯酸混合物，加入重量0.5倍于丙烯酸混合物的乳化劑、重量0.2倍于丙烯酸混合物的去離子水以及重量0.15-0.25倍于丙烯酸混合物的無機(jī)填料，在ISOOOrpm條件下分散30-50min，靜置2_3h，制得預(yù)乳液，備用；
(3)、按照1:0.5:3的重量比，依次稱取制得的預(yù)乳液、活性稀釋劑和光引發(fā)劑，混合后得混合物C，在80°C的溫度下水浴加熱20-50min后，停止加熱，靜止l_2h，然后加入氨水，調(diào)節(jié)混合物C的pH至7-8，然后將混合物C置于分散機(jī)中，在18000rpm條件下分散10-25min，靜置2h，制得B組分膠粘劑，備用；
步驟三、按照2:3的重量比，將步驟一制得的A組分膠粘劑和步驟二制得的B組分膠粘劑進(jìn)行混合，在19-22MPa壓力下經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)處理，制得雙組份樹脂膠粘劑。
[0005]其中，步驟二(2)中的無機(jī)填料由重量比為5-10:5-10:8-11的納米蒙脫土、納米Si02和改性碳化硅組成。
[0006]進(jìn)一步地，改性碳化硅的制備方法為:取碳化硅、體積與碳化硅總重量的比例為50mL:lg的濃硫酸混合后，超聲波震蕩處理2-2.5h后，先在100-120°C下恒溫油浴l_1.5h，然后再進(jìn)行抽濾，并采用去離子水沖洗濾液至其pH=7，在80-100°C的真空干燥箱中烘干后，制得酸化碳化硅;將酸化碳化硅以及與其重量相同的硅烷偶聯(lián)劑加入到丙酮溶液使其完全溶解，將溶液置于超聲波清洗器中處理20min后，再在80-100°C的真空干燥箱中烘干，制得改性碳化硅。
[0007]本發(fā)明中，步驟二(2)中的乳化劑由重量比為1:1的陰離子乳化劑和非離子乳化劑組成。
[0008]本發(fā)明中，改性碳化硅對水和二氧化碳有很強(qiáng)的親和力，可以吸附膠液中的微量水分，降低水分，降低二氧化碳的產(chǎn)生，延長膠粘劑的使用期，還可以消除膠粘劑固化后產(chǎn)生的氣泡，避免了在粘接面出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象。
[0009]眾所周知，膠粘劑固化過程主要是環(huán)氧樹脂與固化劑之間發(fā)生反應(yīng)生成網(wǎng)狀聚集體而使膠粘劑的粘接強(qiáng)度表現(xiàn)出來的過程。本發(fā)明加入的無機(jī)填料，填充在聚合物中間使反應(yīng)物固化收縮比例減小，增加網(wǎng)絡(luò)聚合物的均勻性，從而減小固化反應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到提高膠粘劑粘接強(qiáng)度的效果。
[0010]有益效果:1、本發(fā)明的無機(jī)填料中，含有納米蒙脫土和納米Si02，納米粒子具有應(yīng)力集中的平衡效應(yīng)，能夠吸收沖擊力，使膠粘劑的收縮變形量減小;納米粒子的高流動(dòng)性和小尺寸效應(yīng)，與預(yù)乳液形成了穩(wěn)定的微乳體系，能夠保證納米粒子與預(yù)乳液充分互溶，形成的粘接層較為致密，摩擦系數(shù)變小，加之納米顆粒的高強(qiáng)度，使材料的耐磨性大大增強(qiáng)。
[0011]2、本發(fā)明制備環(huán)氧丙烯酸單酯的過程中，環(huán)氧樹脂中含有的極性基團(tuán)能夠與丙烯酸繁體中的羧基官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，形成立體交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高膠粘劑的耐水性;且加入的無機(jī)填料能夠進(jìn)入乳膠粒中成核，降低膠粘劑的吸水率。
[0012]3、本發(fā)明中，納米蒙脫土和納米Si02無機(jī)納米粒子不但可以承擔(dān)一定量的載荷而且還具有能量傳遞效應(yīng)，所以當(dāng)膠粘劑受到外力沖擊時(shí)，使基體樹脂微裂紋擴(kuò)展受到阻礙或鈍化，最終終止微裂紋，不會(huì)發(fā)展為宏觀開裂，與其他材料粘結(jié)牢固，不易在粘結(jié)面處發(fā)生開裂。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的耐磨環(huán)氧樹脂粘合劑的制備工藝作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0014]實(shí)施例1
耐水耐磨雙組份樹脂膠粘劑的制備工藝，包括以下步驟:
步驟一、A組分膠粘劑:(1)、按照1:1的體積比，量取氨水和乙醇，混合制得混合物A，然后加入體積三倍于混合物A體積的正硅酸乙酯，攪拌4.5h后，加入到分散機(jī)中，在ISOOOrpm條件下分散20min，靜置2h，制得懸浮液，備用；
(2)、向懸浮液中加入體積0.7倍于氨水體積的3-氨丙基三乙氧基硅烷，攪拌17h，形成混合物B，將混合物B在90°C下回流0.9h后，離心并抽濾，將濾出殘余物在65°C下烘干，制得納米微粒，備用；
(3)、按照10:9:1.2的重量比，分別稱取聚酰胺、環(huán)氧樹脂以及制備的納米微粒，將聚酰胺和納米微?；旌虾?，在50°C條件下水浴加熱并超聲分散2h，干燥后，加入環(huán)氧樹脂，在18000rpm條件下分散18min，靜置2h，制得A組分膠粘劑，備用；
步驟二、B組分膠粘劑:(1)、按照1:2的摩爾比，取環(huán)氧樹脂和對羥基苯甲醚置于燒瓶中油浴加熱至90°C，依次滴加丙烯酸和對二甲基芐胺制得混合溶液，繼續(xù)升溫至110°C，取
0.45g混合溶液作為試樣，并用濃度為0.lmol/L的氫氧化鉀乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣的酸值，當(dāng)其酸值<3mgK0H/g時(shí)，停止加熱，制得環(huán)氧丙稀酸單酯，備用；
(2)、取碳化硅、體積與碳化硅總重量的比例為50mL: lg的濃硫酸混合后，超聲波震蕩處理2.2h后，先在110°C下恒溫油浴1.3h，然后再進(jìn)行抽濾，并采用去離子水沖洗濾液至其pH=7，在90°C的真空干燥箱中烘干后，制得酸化碳化硅;將酸化碳化硅以及與其重量相同的硅烷偶聯(lián)劑加入到丙酮溶液使其完全溶解，將溶液置于超聲波清洗器中處理20min后，再在95°C的真空干燥箱中烘干，制得改性碳化硅，備用；
(3)、按照1:1:1:1的重量比，取環(huán)氧丙烯酸單酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和丙烯酸-2-羥乙酯混合，制得丙烯酸混合物，加入重量0.5倍于丙烯酸混合物的乳化劑、重量0.2倍于丙烯酸混合物的去離子水以及重量0.22倍于丙烯酸混合物的無機(jī)填料，在ISOOOrpm條件下分散40min，靜置2.8h，制得預(yù)乳液，備用;其中，無機(jī)填料由重量比為9:8:10的納米蒙脫土、納米Si02和改性碳化硅組成；
(4)、按照1:0.5:3的重量比，依次稱取制得的預(yù)乳液、活性稀釋劑和光引發(fā)劑，混合后得混合物C，在80°C的溫度下水浴加熱35min后，停止加熱，靜止1.5h，然后加入氨水，調(diào)節(jié)混合物C的pH至7，然后將混合物C置于分散機(jī)中，在18000rpm條件下分散20min，靜置2h，制得B組分膠粘劑，備用；
步驟三、按照2:3的重量比，將步驟一制得的A組分膠粘劑和步驟二制得的B組分膠粘劑進(jìn)行混合，在20MPa壓力下經(jīng)高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)處理，制得雙組份樹脂膠粘劑。
[0015]其中，步驟二(3)中的乳化劑由重量比為1:1的陰離子乳化劑和非離子乳化劑組成，這兩種乳化劑結(jié)合使用，能夠使二者的乳化劑分子交替吸附在膠粘劑中膠粒的表面，增強(qiáng)了乳化劑在膠粒上的吸附牢度，使帶負(fù)電的自由基更容易進(jìn)入成核的膠粒中，避免膠粒聚沉，分散均勻。
[0016]實(shí)施例2
耐水耐磨雙組份樹脂膠粘劑的制備工藝，包括以下步驟: 步驟一、A組分膠粘劑:(1)、按照1:1的體積比，量取氨水和乙醇，混合制得混合物A，然后加入體積三倍于混合物A體積的正硅酸乙酯，攪拌5h后，加入到分散機(jī)中，在ISOOOrpm條件下分散25min，靜置2h，制得懸浮液，備用；
(2)、向懸浮液中加入體積0.7倍于氨水體積的3-氨丙基三乙氧基硅烷，攪拌20h，形成混合物B，將混合物B在100°C下回流lh后，離心并抽濾，將濾出殘余物在70°C下烘干，制得