一种高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶及其制备方法与流程

本发明属于结构胶，具体涉及一种高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶及其制备方法。

背景技术：

1、环氧胶粘剂具有粘接强度高、耐化学介质性好、应用范围广等优点，在新能源汽车、交通运输等领域，经常被用作结构胶粘剂使用。但是环氧胶粘剂往往刚性太强，弹性不足，容易发生脆性断裂。在新能源汽车、交通运输等经常处于运动状态的应用领域，结构胶粘剂弹性不足将使其动态耐久性受到影响。特别是最近几年新兴起的新能源汽车动力电池fds胶铆结合箱体，要求胶粘剂起到结构粘接作用的同时，还需具备良好的弹性(通常要求断裂伸长率大于200％)，以提高动态耐久性，并能起到良好的防水密封效果。因此，研究一种高强度高弹性环氧结构胶粘剂显得十分必要。

2、环氧胶粘剂是常用的结构胶粘剂，其本身特别刚硬，采用增韧剂进行改性，是提高其弹性的重要手段，然而采用常用的增韧剂改性，环氧胶粘剂的断裂伸长率通常难以超过100％，难以满足动力电池fds胶铆结合箱体对高弹性结构胶的性能要求。硅烷改性聚醚胶属于弹性胶粘剂，具有非常好的弹性。然而其强度不是很大，作为结构胶用途时显得强度不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，该结构胶兼具优异的强度和弹性性能。

2、实现上述目的包括如下技术方案。

3、本发明实施例第一方面提供一种高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，包括a组分和b组分；

4、所述a组分，以重量份计，由包括如下组分的原料制成：

5、

6、

7、所述b组分，以重量份计，由包括如下组分的原料制成：

8、

9、其中，所述有机硅改性环氧固化剂由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和聚醚胺反应得到。

10、在其中一些实施例中，所述a组分，以重量份计，由包括如下组分的原料制成：

11、

12、所述b组分，以重量份计，由包括如下组分的原料制成：

13、

14、所述a组分，以重量份计，由包括如下组分的原料制成：

15、

16、

17、所述b组分，以重量份计，由包括如下组分的原料制成：

18、

19、在其中一些实施例中，所述有机硅改性环氧固化剂具有如下结构：

20、

21、其中，n为2、3、4、5、6中的任意一个整数。

22、在其中一些实施例中，所述聚醚胺具有如下结构：

23、

24、其中，n为2、3、4、5、6中的任意一个整数。

25、在其中一些实施例中，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和聚醚胺的摩尔比为1:1～1.2；和/或，

26、所述有机硅改性环氧固化剂的制备方法包括如下步骤：

27、在25℃～80℃温度下，向聚醚胺边搅拌边滴加γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，滴加完后再搅拌10min～30min，即可得到所述有机硅改性环氧固化剂，其反应式如下：

28、

29、在其中一些实施例中，所述a组分中的硅烷改性聚醚聚合物为二甲氧基封端的硅烷改性聚醚聚合物和三甲氧基封端的硅烷改性聚醚聚合物中的至少一种；优选地，所述硅烷改性聚醚聚合物在25℃下的粘度为6pa.s～82pa.s。

30、在其中一些实施例中，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、已二酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸甲苯二苯酯和聚丙二醇中的至少一种；和/或，

31、所述填料a包括纳米碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉、纳米气相二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、滑石粉、炭黑中的至少一种；和/或，

32、所述触变剂包括聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、有机膨润土中的至少一种；和/或，

33、所述硅烷偶联剂包括丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2-氰乙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β一氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n,n-二甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-正丁基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(二乙烯三胺基)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

34、在其中一些实施例中，所述环氧树脂包括双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚、蓖麻油改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸酯改性环氧树脂中的至少一种；和/或，

35、所述活性稀释剂包括1,4-丁二醇二缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、腰果酚缩水甘油醚等中的至少一种；和/或，

36、所述填料b包括纳米碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉、气相二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、滑石粉、炭黑中的至少一种；和/或，

37、所述有机锡催化剂包括二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二辛基锡、辛酸亚锡和二正丁基双(乙酰丙酮基)锡中的至少一种。

38、在其中一些实施例中，所述a组分和所述b组分的体积比:1～5：1；优选地，所述a组分和所述b组分的体积比1～2：1。

39、本发明第二方面提供一种如上所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶的制备方法，包括如下步骤：

40、将硅烷改性聚醚聚合物、增塑剂、填料a、触变剂混合搅拌均匀，然后再加入硅烷偶联剂、有机硅改性环氧固化剂混合搅拌均匀，即得所述a组分；

41、将环氧树脂、活性稀释剂、填料b、有机锡催化剂混合搅拌均匀，即得b组分。

42、本发明中，发明人通过特定的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和聚醚胺进行反应合成有机硅改性环氧固化剂，发现该有机硅改性环氧固化剂与环氧树脂和硅烷改性聚醚配合使用时具有协同作用，能够提高结构胶的强度和弹性性能，使制备得到的聚醚改性环氧结构胶兼具优异的强度和弹性性能，其剪切强度大于8mpa，拉伸强度大于7mpa，断裂伸长率大于300％，在新能源汽车、交通运输等领域具有广泛的应用前景。

1.一种高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，包括a组分和b组分；

2.如权利要求1所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述a组分，以重量份计，由包括如下组分的原料制成：

3.如权利要求1所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述有机硅改性环氧固化剂具有如下结构：

4.如权利要求1所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述聚醚胺具有如下结构：

5.如权利要求1所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和聚醚胺的摩尔比为1:1～1.2；和/或，

6.如权利要求1-5任一项所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述a组分中的硅烷改性聚醚聚合物为二甲氧基封端的硅烷改性聚醚聚合物和三甲氧基封端的硅烷改性聚醚聚合物中的至少一种；优选地，所述硅烷改性聚醚聚合物在25℃下的粘度为6pa.s～82pa.s。

7.如权利要求1-5任一项所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、已二酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸甲苯二苯酯和聚丙二醇中的至少一种；和/或，

8.如权利要求1-5任一项所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚、蓖麻油改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、丙烯酸酯改性环氧树脂中的至少一种；和/或，

9.如权利要求1-5任一项所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶，其特征在于，所述a组分和所述b组分的体积比:1～5：1；优选地，所述a组分和所述b组分的体积比1～2：1。

10.一种权利要求1-9任一项所述的高强度高弹性聚醚改性环氧结构胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：