[发明专利]一种碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种适用于粘接应用于汽车上的新型轻量化材料及其制备方法，特别是一种碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂及其制备方法。 

背景技术

随着汽车工业的飞速发展以及日益突出的能源紧缺问题，对当今汽车设计提出的新要求便是降低其制造成本，并提高整车的燃油效率，而实现这一设计要求的方法就是汽车轻量化。传统的汽车制造连接技术如焊接、铆接和铆栓连接等在一些新型的轻量化材料诸如铝、镁、有机复合材料以及聚合物上的应用将变得非常困难，同时，在不同材料之间使用传统的连接工艺也无法保证其整体性能得到充分的发挥，因此，通过车用结构胶合技术，可以有效地发挥轻量化材料的优势，从而达到提高汽车稳定性和乘客舒适性的目标。 

但是通常人们认为结构胶粘剂粘接的接头远没有点焊牢固，其主要原因是虽然普通结构胶粘剂的剪切强度高于金属的点焊强度，但其剥离强度很低，一般在2N/mm以下，而金属接头在实际使用时受力都有不同程度的剥离倾向，粘接接头一旦受到剥离力就很容易被破坏。因此对于新一代的结构胶连接不仅需要具有高的强度，同时又需要其具有足够高的剥离强度尤其是在低温下的剥离强度。这就需要结构胶在冲击载荷作用的时候具有足够的韧性和柔性，为了能够使车身在碰撞时吸收更多的动能，这种抗冲击性的连接能在超过其所粘接的底材屈服点的载荷下保持不失效。 

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂及其制备方法，具有优异的韧性、粘合力、冲击剥离强度和搭接剪切强度，其搭接剪切强度可达到35MPa以上，冲击剥离强度可以达到45N/mm以上。同时由于使用的是潜伏性固化剂，贮存运送方便，制造的胶粘剂为单组份且常温贮存稳定性达6个月，可用于汽车、轮船、飞机等结构件的粘接。 

本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂，由以下组份组成（以重量份数计）：环氧树脂      100份；活性稀释剂 1020份；潜伏性固化剂 515份；碳纳米管增韧增强剂 1040份；触变剂 220份；填料 2060份；偶联剂   0.55份。 

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的一种改进，所述环氧树脂选用双酚A型E-51、E-44环氧树脂以及酚醛型F-51环氧树脂中的任意一种或多种任意摩尔比的混合物。

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的又一种改进，所述活性稀释剂为新癸酸缩水甘油酯、丁基缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚中的任意一种或多种的任意摩尔比的混合物。 

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的又一种改进，所述潜伏性固化剂选用双氰胺、甲基胍胺、苯基胍胺、己二酸二酰胼、癸二酸二酰胼、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种与促进剂甲苯-2，4-二 [N,N-二甲氨基]丙脲的混合物，其中促进剂甲苯-2，4-二 [N,N-二甲氨基]丙脲在混合物中占比（摩尔比）为0~50%。 

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的又一种改进，所述碳纳米管增韧增强剂是Baytubes?C 150 P。 

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的又一种改进，所述填料为球形铝粉、石英粉、氧化铝粉、硅微粉、碳酸钙粉、二氧化硅粉体或玻璃微珠中的一种或者几种的任意质量比的组合物。 

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的又一种改进，所述填料还可以为硅酸盐类单一组份或者多种硅酸盐的任意质量比的组合物。 

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的又一种改进，所述触变剂选用气相二氧化硅。 

    本发明公开的碳纳米改性的车用单组份结构胶粘剂的又一种改进，所述偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或者多种的任意摩尔比的混合物。