[发明专利]一种结构胶接用低VOC含量抑制腐蚀底胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构胶接用底胶及其制备方法。

背景技术

结构胶接用抑制腐蚀底胶有保护处理后的基材表面和抑制基材腐蚀等作用，在结构胶接领域应用广泛。传统的结构胶接用抑制腐蚀底胶多为溶剂型，其挥发性有机溶剂（VOC）含量高达80～90wt%，对环境污染严重。使用低VOC含量的水性体系代替传统的溶剂型体系则可以解决溶剂型底胶带来的环境问题和安全问题。

目前，市售的水基环氧树脂多为适用于常温固化的水性涂料的低分子量液体环氧树脂乳液，其固化成膜后交联密度过大、韧性差，与中温固化的结构胶粘剂的匹配性不佳，而且贮存期短，在常温就可能和固化剂进行部分反应，大大影响了贮存稳定性。

底胶的贮存稳定性是底胶的应用性能的重要方面，相关波音标准要求传统的溶剂型底胶在常温下贮存期为3天，含有少量溶剂的水性底胶的常温贮存期为7天，不含溶剂的水性底胶的常温贮存期为30天。常温贮存期过短，则要求底胶在运输过程中必须使用低温存储，耗能较大，而且也增加了施工的紧迫性，因此延长底胶在常温下的贮存期对底胶的应用是十分有利的。

发明内容

本发明是要解决现有溶剂型结构胶接用抑制腐蚀底胶带来的环境污染、现有低VOC含量抑制腐蚀底胶贮存期短以及与中温固化的结构胶膜的匹配性不佳的问题，而提供了一种结构胶接用低VOC含量抑制腐蚀底胶及其制备方法。

本发明的一种结构胶接用低VOC含量抑制腐蚀底胶按质量份数是由9.7～21.1份环氧基树脂水分散体、1.2～5.1份固化剂、0.3～0.9份填料、0.1～1.5份助剂、1.0～5.0份抑制腐蚀颜料和10～100份去离子水制备而成。

本发明的一种结构胶接用低VOC含量抑制腐蚀底胶的制备方法是按以下步骤进行的：

一、制备环氧基树脂水分散体：

（1）将环氧树脂和扩链剂加入到反应容器中，通入干燥的氮气，在搅拌速度为500r/min～1700r/min和氮气气氛保护下从室温升温至温度为100℃～160℃，然后加入有机膦催化剂，然后在搅拌速度为1000r/min～2500r/min、温度为130～180℃和氮气气氛保护下冷凝回流反应1h～4h，得到改性环氧树脂；其中所述的环氧树脂和扩链剂的质量比为100：（5～37），所述的环氧树脂和有机膦催化剂的质量比为100：（0.1～2），所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或其中几种组成的混合物，所述的扩链剂为2-咪唑烷酮、氢醌一二(β一羟乙基)醚、2,2-二（4-羟基苯基）丙烷、1,4一丁二醇、1,6一己二醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇中的一种或其中几种组成的混合物；

（2）将聚醚加入到反应容器中，在搅拌速度为600r/min～1200r/min下升温至温度为80℃～110℃，然后加入催化剂，在搅拌速度为700r/min～1600r/min、温度为145～185℃下反应1h～3h，得到乳化剂；其中所述的聚醚和步骤（1）得到的改性环氧树脂的摩尔比为（0.4～2.7）∶1，所述的催化剂的质量是聚醚和步骤（1）得到的改性环氧树脂总质量的0.1%～0.25%，所述的催化剂为三氟化硼单乙胺、三苯基膦和氯化亚锡中的一种或其中几种组成的混合物；

（3）将步骤（1）得到的改性环氧树脂加入反应容器中，在搅拌速度为400r/min～800r/min下由室温升温至温度为90℃～140℃，然后在搅拌速度为1000r/min～3500r/min下、以滴加速度为0.06mL/min～3mL/min滴加溶剂，再加入步骤（2）得到的乳化剂，混合均匀后降温至温度为40℃～95℃，并在温度为40℃～95℃下，以搅拌速度为500r/min～2500r/min、滴加速度为0.1mL/min～1.5mL/min加入去离子水，冷凝反应0.5h～1h，自然冷却至室温，得到环氧基树脂水分散体；其中所述的步骤（1）得到的改性环氧树脂的质量与溶剂的体积的比为（2～7）g：1mL，步骤（1）得到的改性环氧树脂与步骤（2）得到的乳化剂的质量比为100：（4.6～30.7）；

二、按质量份数称取9.7～21.1份步骤（1）得到的环氧基树脂水分散体、1.2～5.1份固化剂、0.3～0.9份填料、0.1～1.5份助剂、1.0～5.0份抑制腐蚀颜料和10～100份去离子水，放置在搅拌设备中，在搅拌速度为100/min～900r/min下搅拌10min～30min，得到结构胶接用低VOC含量抑制腐蚀底胶；其中所述的固化剂为芳香胺类固化剂。