專利名稱：一種環(huán)保阻燃汽車折邊膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于單組份環(huán)氧膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保阻燃汽車折邊膠粘劑及其制備方法，是應(yīng)用在汽車焊裝工藝上的一種高溫固化結(jié)構(gòu)膠。該折邊膠環(huán)保阻燃，力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂類折邊膠因其力學(xué)性能優(yōu)劣，環(huán)保，成本低，是國內(nèi)外汽車制造廠家主要的折邊膠類型，如紅旗、別克、奧迪、桑塔納、神龍富康等。近幾年來，國內(nèi)對汽車折邊膠的研究， 主要集中在力學(xué)性能，對汽車安全性能密切相關(guān)的阻燃性能的研究卻很少。目前，國內(nèi)外對環(huán)保問題日益關(guān)注，特別是歐洲國家對汽車工業(yè)配套產(chǎn)品的環(huán)保要求特別關(guān)注，很多大型汽車制造商對其配套產(chǎn)品明確要求禁用對環(huán)境或人體有害的材料。如法國雪鐵龍公司對汽車配套產(chǎn)品的使用材料做了明確禁限，如多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚、乙二醇類、鄰苯二甲酸二異辛酯、鎘、汞、鉛、六價鉻等物質(zhì)。其中，多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚作為重要的阻燃材料被禁止使用；另外，普通阻燃劑的阻燃性能低下，需要通過大量添加才能達(dá)到阻燃效果，但嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能，如剪切強(qiáng)度30MPa、T剝離強(qiáng)度145N/25mm的非阻燃折邊膠通過添加40%的普通阻燃劑(如氫氧化鋁、氫氧化鎂或其組合物)，可以達(dá)到阻燃要求，但產(chǎn)品力學(xué)性能下降明顯，剪切強(qiáng)度只有15MPa、T剝離強(qiáng)度30N/25mm。不能同時提高產(chǎn)品力學(xué)性能和環(huán)保阻燃性能，是國內(nèi)折邊膠發(fā)展的一個薄弱環(huán)節(jié)。綜上所述，開發(fā)一種環(huán)保阻燃，力學(xué)性能優(yōu)良的汽車折邊膠十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對環(huán)氧折邊膠以上不足之處而提供一種環(huán)保阻燃，力學(xué)性能優(yōu)良的汽車折邊膠。本發(fā)明通過添加一定量的特殊阻燃劑，明顯改善阻燃性能。通過本發(fā)明制備的汽車折邊膠不僅阻燃性能優(yōu)良，達(dá)到離火燃燒時間< 2s，而且力學(xué)性能優(yōu)良，剪切強(qiáng)度^MPa, 保持率96. 7%, T剝離強(qiáng)度140N/25mm，保持率96. 6%。本發(fā)明還提供一種制備上述汽車折邊膠的方法。本發(fā)明環(huán)保阻燃汽車折邊膠的技術(shù)解決方案是一種環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于它的組成包含09T40%Wt環(huán)氧樹脂，5% 50% Wt改性環(huán)氧樹脂，09T20%Wt稀釋劑， 2% 5%Wt固化劑，0% 5%Wt偶聯(lián)劑，1% 20%Wt阻燃劑，30% 60%Wt填料。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的環(huán)氧樹脂是縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、環(huán)氧烯烴類、酰亞胺環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅環(huán)氧樹脂或其組合物。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的改性環(huán)氧樹脂是納米橡膠改性環(huán)氧樹脂、羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂或其組合物。其中，納米橡膠改性環(huán)氧樹脂由環(huán)氧樹脂和核殼結(jié)構(gòu)的納米橡膠粒子或全硫化納米橡膠組成(納米橡膠改性環(huán)氧樹脂詳見中國發(fā)明專利申請《一種汽車折邊膠及其制備方法》，申請?zhí)?00910273450. 7)。核殼結(jié)構(gòu)的納米橡膠粒子的核結(jié)構(gòu)主要有聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠、聚甲基硅氧烷等，殼結(jié)構(gòu)主要有甲基丙烯酸樹脂等，增加了橡膠粒子與環(huán)氧樹脂的相溶性。全硫化納米橡膠粒子從外至里交聯(lián)度逐漸降低，中心降至最低，梯度交聯(lián)結(jié)構(gòu)既保持了橡膠的彈性又避免了粒子的凝并，使環(huán)氧樹脂的韌性得到了極大提高。納米橡膠改性環(huán)氧樹脂、羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂極大的提高了固化物的強(qiáng)度和韌性，尤其是納米橡膠改性環(huán)氧，增韌的同時對固化物儲能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響很小，能有效提高油面和非油面的粘接性能，如MX-125 (日本鐘淵化學(xué))、MX-257 (日本鐘淵化學(xué))、HH-0801 (深圳市華西宏基科技有限公司)。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的稀釋劑是活性稀釋劑、非活性稀釋劑或其組合物， 其中活性稀釋劑是指含有單環(huán)氧基縮水甘油醚、雙氧基縮水甘油醚或其組合物；非活性稀釋劑是指烷基磺酸酯類、環(huán)氧酯類、有機(jī)酸酯類或其組合物。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的固化劑是胍及其衍生物、脲及其衍生物或其組合物。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的偶聯(lián)劑是鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑或其組合物。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的阻燃劑是紅磷阻燃劑。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的填料是金屬氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硅微粉、硅酸鹽或其組合物。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所說的一種環(huán)保阻燃汽車折邊膠的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟
1、將0°/T40%Wt環(huán)氧樹脂，5°/Γ50%Wt改性環(huán)氧樹脂，09T20%Wt稀釋劑，2°/T5%Wt固化齊[J，0% 5%Wt偶聯(lián)劑，l% 20%Wt阻燃劑，30% 60%Wt填料加入動混機(jī)中，在5°C 35°C下攪拌 10minT30min，至固體物料分散均勻；
2、在動混機(jī)中抽真空攪拌脫泡30minT90min，真空壓力控制在-0.09MPa,出料。本發(fā)明的環(huán)保阻燃汽車折邊膠對環(huán)保特別關(guān)注，對工業(yè)產(chǎn)品中禁限用物質(zhì)嚴(yán)格控制，如多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚、乙二醇類、鄰苯二甲酸二異辛酯、鎘、汞、鉛、六價鉻。本發(fā)明的環(huán)保阻燃汽車折邊膠阻燃性能優(yōu)良，選擇無機(jī)磷系阻燃劑，具有阻燃效果好、熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、效果持久、毒性低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的環(huán)保阻燃汽車折邊膠力學(xué)性能優(yōu)良，使用紅磷阻燃劑添加量小，對產(chǎn)品力學(xué)性能影響小，普通環(huán)氧樹脂與改性環(huán)氧樹脂配合使用，汽車折邊膠力學(xué)性能優(yōu)良。本發(fā)明的汽車折邊膠具體性能指標(biāo)見表1。本發(fā)明主要用于汽車的車門、發(fā)動機(jī)罩蓋、行李箱蓋等折邊部位的粘接。


圖1是本發(fā)明試片粘接方法示意圖。圖2是本發(fā)明T剝離強(qiáng)度測試試片示意圖。圖3是本發(fā)明T剝離強(qiáng)度試片粘接方法示意圖。圖4是本發(fā)明T剝離強(qiáng)度測試方法示意圖。圖5是本發(fā)明T剝離強(qiáng)度載荷圖。圖6是本發(fā)明阻燃性能測試示意圖。
具體實施方式
下列實施例和比較例將更詳細(xì)介紹本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于此。實施例1 配比
環(huán)氧樹脂(E-51)20% Wt ；
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(MX-1W) 20%fft ； 烷基磺酸苯酯5%Wt ；
雙氰胺3%Wt ；
紅磷阻燃劑3%Wt ；
鈦酸酯偶聯(lián)劑(NDZ-101)l%fft ；
硅微粉25% Wt;
碳酸鈣23% Wt;
制備
1、將20%Wt環(huán)氧樹脂(E-51)，20%Wt改性環(huán)氧樹脂(MX-125)，5%fft烷基磺酸苯酯 ， 3%fft雙氰胺，3%Wt紅磷阻燃劑，l%Wt偶聯(lián)劑NDZ-101，25%fft硅微粉，23%Wt碳酸鈣加入動混機(jī)中，在5°C 35°C下攪拌20min，至固體物料分散均勻；
2、在動混機(jī)中抽真空攪拌脫泡60min，真空壓力控制在-0.09MPa,出料。性能測試 1、剪切強(qiáng)度
(1)測試材料冷軋鋼片，表面涂油，1. 6mm厚，25mm寬，IOOmm長。(2)涂膠用刮刀將膠刮到試片上。(3)搭接試片膠粘劑刮到一個試片之后，立刻按圖1所示在試片上噴灑玻璃微珠，然后對齊兩試片(一片沒有涂膠)的中心線，將兩試片搭接并用夾子固定，固化前，清除試片間壓出的膠。(4)試片烘烤兩試片搭接后，在180°C X30min條件下固化，靜置冷卻后，拆除夾子，試片的形狀如圖1所示。(5)常溫剪切強(qiáng)度在23士2°C，按按GB/T 7124測試剪切強(qiáng)度，拉伸速度為50mm/ min,記錄剪切強(qiáng)度和破壞型式。2、T剝離強(qiáng)度
(1)測試材料冷軋鋼片，表面涂油，0. 8mm厚，25mm寬，200mm長，形狀見圖2。(2)涂膠過程用刮刀施膠到試片材料上。(3)搭接試片膠粘劑刮到一個試片之后，立刻按圖3所示在試片上噴灑玻璃微珠，然后對齊兩試片(一片沒有涂膠)的中心線，將兩試片搭接并用夾子固定，固化前，清除試片間壓出的膠，如圖3。試片烘烤兩試片搭接后，在180°C X30min條件下固化，靜置冷卻后，拆除夾子。(4)T剝離強(qiáng)度在23士2°C，按圖4測試T剝離強(qiáng)度，拉伸速度為200mm/min，用指定的速度拉伸試片直到膠粘長度還剩10mm，通過測試，試驗機(jī)畫出載荷圖，從波浪狀的載荷圖中確定測試值的均值，記錄T剝離強(qiáng)度和破壞型式。備注在開始或測試過程中圖中可能出現(xiàn)異常值，這可能是由于缺陷或局部膠粘引起的，當(dāng)異常發(fā)生時，在圖上標(biāo)注出來，在計算平均值時異常應(yīng)該排除，如圖5(單位
5N/25mm)。
3、阻燃性能
(1)測試材料冷軋鋼板，0. 8mm厚，75mm寬，300mm長。(2)涂膠過程用刮刀施膠到試片材料上，0.8mm厚，75mm寬，200mm長，形狀見圖6。(3)阻燃測試把測試片以45度角水平表面相對。本生燈火焰調(diào)整到38毫米。保持有18毫米(大約1 / 2的火焰長度)火焰在測試板上，效果持續(xù)8秒。去掉火焰，測量測試片燃燒持續(xù)時間。測試結(jié)果見表1。實施例2 配比
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(MX-125)45%fft ；
鄰苯二甲酸二異壬酯4%Wt;
5749活性稀釋劑10%Wt ；
雙氰胺4%Wt ；
紅磷阻燃劑l%Wt ；
硅烷偶聯(lián)劑(KH-560)l%fft ；
滑石粉15% Wt ；
碳酸鈣20% Wt;
制備工藝和測試方法同實施例1，測試結(jié)果見表1。實施例3 配比
環(huán)氧樹脂(E-55)35% Wt ；
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(MX-257) 10%fft ； 5748活性稀釋劑5%Wt ；
雙氰胺3%Wt ；
紅磷阻燃劑10%Wt ；
鈦酸酯偶聯(lián)劑(NDZ-401)3%fft ；
氧化鋁10% Wt;
碳酸鈣
制備工藝和測試方法同實施例1，測試結(jié)果見表1。實施例4 配比
羧基液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂40%Wt ；
5749活性稀釋劑5%Wt ；
烷基磺酸苯酯5%Wt ；
雙氰胺3%Wt ；
氯麥隆l%Wt ；
紅磷阻燃劑15%Wt ；
硫酸鈣10% Wt;碳酸鈣21% Wt;
制備工藝和測試方法同實施例1，測試結(jié)果見表1。實施例5 配比
脂環(huán)族環(huán)氧樹脂(武漢森茂CER-170)20% Wt ；
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(MX-1W)30%fft ；
雙氰胺5%Wt ；
紅磷阻燃劑3%Wt ；
鈦酸酯偶聯(lián)劑(NDZ-102)l%fft ；
娃微粉15% Wt ；
碳酸鈣26% Wt;
制備工藝和測試方法同實施例1，測試結(jié)果見表1。實施例6 配比
4,4' 二氨基二苯甲烷四縮水甘油胺(AG-80)10%fft ；
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(MX-1W)20%fft ；
環(huán)氧大豆油5%Wt ；
雙氰胺3%Wt ；
紅磷阻燃劑3%Wt ；
鈦酸酯偶聯(lián)劑(KH-401)4%fft ；
硅微粉30% Wt ；
碳酸鈣25% Wt;
制備工藝和測試方法同實施例1，測試結(jié)果見表1。
比較例1 配比
環(huán)氧樹脂(E-51)20% Wt ；
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(MX-1W) 20%fft ；
烷基磺酸苯酯5%Wt ；
雙氰胺3%Wt ；
鈦酸酯偶聯(lián)劑(NDZ-101)l%fft ；
硅微粉
碳酸鈣23% Wt;
制備工藝和測試方法同實施例1，測試結(jié)果見表1。比較例2 配比
環(huán)氧樹脂(E-51)20% Wt ；
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(MX-1W) 20%fft ；
烷基磺酸苯酯5%Wt ；雙氰胺3%Wt ；
氫氧化鋁20%Wt ；
氫氧化鎂20%Wt ；
鈦酸酯偶聯(lián)劑(KH-401)l%fft ；
碳酸鈣11% Wt;
制備工藝和測試方法同實施例1，測試結(jié)果見表1。
■ _ 1: ___
__明切鍵Iffa_ τ 剎離at, HgSmm IliStt能.^_
實施例 1__29__140_JD_
實施例2301302
實施例3281200
實施例4261000
實施例531135O
實施例6271050
比較例 130145:>60
比較例2 15 30 2 ----fa
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于它的組成包含09T40%Wt環(huán)氧樹脂，59Γ50% Wt改性環(huán)氧樹脂，09T20%Wt稀釋劑，2% 5%Wt固化劑，0% 5%Wt偶聯(lián)劑，19T20%Wt阻燃劑， 30%"60%fft 填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于所說的阻燃劑是紅磷阻燃劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于所說的環(huán)氧樹脂是縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、環(huán)氧烯烴類、酰亞胺環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅環(huán)氧樹脂或其組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于所說的改性環(huán)氧樹脂是納米橡膠改性環(huán)氧樹脂、羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂或其組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于所說的稀釋劑是活性稀釋劑、非活性稀釋劑或其組合物，其中活性稀釋劑是指含有單環(huán)氧基縮水甘油醚、雙氧基縮水甘油醚或其組合物；非活性稀釋劑是指烷基磺酸酯類、環(huán)氧酯類、有機(jī)酸酯類或其組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于所說的固化劑是胍及其衍生物、脲及其衍生物或其組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于所說的偶聯(lián)劑是鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑或其組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠，其特征在于所說的填料是金屬氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硅微粉、硅酸鹽或其組合物。
9.一種制備權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃汽車折邊膠的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將09T40%Wt環(huán)氧樹脂，5°/Γ50%Wt改性環(huán)氧樹脂，0°/T20%Wt稀釋劑，2°/T5%Wt固化劑，0% 5%Wt偶聯(lián)劑，19T20%Wt阻燃劑，309T60%Wt填料加入動混機(jī)中，在5°C 下攪拌10minT30min，至固體物料分散均勻；(2)在動混機(jī)中抽真空攪拌脫泡30minT90min，真空壓力控制在-0.09MPa,出料。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為一種環(huán)保阻燃汽車折邊膠及其制備方法。屬于單組份環(huán)氧膠技術(shù)領(lǐng)域。主要是解決現(xiàn)有環(huán)氧樹脂類折邊膠不能同時具有較好產(chǎn)品力學(xué)性能和環(huán)保阻燃性能的問題。它的主要特征是包含0%~40%Wt環(huán)氧樹脂，5%~50%Wt改性環(huán)氧樹脂，0%~20%Wt稀釋劑，2%~5%Wt固化劑，0%~5%Wt偶聯(lián)劑，1%~20%Wt阻燃劑，30%~60%Wt填料；方法(1)將0%~40%Wt環(huán)氧樹脂，5%~50%Wt改性環(huán)氧樹脂，0%~20%Wt稀釋劑，2%~5%Wt固化劑，0%~5%Wt偶聯(lián)劑，1%~20%Wt阻燃劑，30%~60%Wt填料加入動混機(jī)中，在5℃～35℃下攪拌均勻；(2)在動混機(jī)中抽真空攪拌脫泡，出料。本發(fā)明環(huán)保阻燃，力學(xué)性能優(yōu)良，主要用于汽車折邊部位的粘接。
文檔編號C09J11/04GK102516913SQ20111039504
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者李偉紅, 李明桓, 章鋒, 舒元宏, 韓勝利 申請人:湖北回天膠業(yè)股份有限公司