[发明专利]一种用于橡胶材料粘接的环氧树脂胶粘剂及其制备方法

说明书

一种用于橡胶材料粘接的环氧树脂胶粘剂及其制备方法，所述胶粘剂包括A组分、B组分和亲水白炭黑，所述A组分、B组分和亲水白炭黑的质量比例为100:40‑55:1‑8，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂,所述A组分包括82‑90质量份数的线性有机硅改性环氧树脂CRE‑2501、10‑18质量份数的超支化环氧树脂CRE‑2502制得反应原液，所述反应原液内加入其0.5‑2质量份数的硅烷偶联剂反应制得A组。通过该方法制得的胶粘剂性能优异，渗透性强，能较好应用于丁腈橡胶的粘接。

技术领域

本发明涉及胶粘剂制备方法领域，特别涉及一种用于橡胶材料粘接的环氧树脂胶粘剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是最常用的胶粘剂种类之一，它是以含有多环氧基团的化合物为主体，加入固化剂、增韧剂、稀释剂等材料组成，热塑性的线性结构的环氧树脂与固化剂在一定条件下进行交联固化反应，生成体型网络结构，具有固化快、粘接力强、固化过程中无小分子释放的优点。环氧树脂含有大量极性的的C-O键，此外，胺类或者聚酰胺类固化体系还含有大量的C-N键，因此，其与丁腈橡胶具有较好的界面作用力，可以起到良好的粘接效果。环氧树脂胶粘剂最大的缺点在于其韧性较差，常规环氧树脂断裂伸长率一般不超过5％，远远不能特殊环境下对胶粘剂的韧性的要求，例如：应用于固体火箭发动机药柱的表面粘接，火箭发动机壳体绝热层和药柱绝热层都是丁腈橡胶，工艺需要将这两层丁腈橡胶进行粘接，药柱的外部通过丁腈橡胶包裹，先在药柱绝热层面涂胶，然后再将药柱推挤到位，进行药柱与壳体绝热层的粘接，其中药柱的粘接是装药的重要关键工序，原有装药粘接工艺中存在的胶液不好涂刮在药柱待粘接面、胶液流挂严重导致存在实际涂胶工作量大、胶液在药柱面上分布不均匀、涂胶操作窗口周期短、整体装药粘接工序耗时长等难题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点，提供一种用于橡胶材料粘接的环氧树脂胶粘剂及其制备方法，通过该方法制得的胶粘剂性能优异，能较好适应于火箭发动机内部的使用场景，解决了粘胶胶韧性不足，室温固化不易控制，适用期、触变性、渗透性问题，耐候性和耐环境性问题。

本发明的一种用于橡胶材料粘接的环氧树脂胶粘剂，所述胶粘剂包括A组分、B组分和亲水白炭黑，所述A组分、B组分和亲水白炭黑的质量比例为100:40-55:1-8，所述A组分为聚硅氧烷改性环氧树脂本体，所述B组分为低分子量聚酰胺固化剂；

所述A组分的分子结构式由线性有机硅改性环氧树脂和超支化环氧树脂通过硅烷偶联剂偶联缩合制备为珠链状超支化高分子结构式：

其中或超支化环氧基；

即为线性有机硅改性环氧树脂基(聚硅氧烷链段)，其中n为20-1000，R1为环氧烷基，R2为烷基或者超支化环氧基。

R1为环氧丙基、环氧乙基或环氧丁基。

所述超支化环氧基结构为：

中的一种，或者一种以上的组合；

上述五种超支化环氧基的结构式中“o”代表氧原子，每一条线段的拐(折)点处代表有一个碳原子，末端有一个环氧基，或者末端有两个环氧基，或者末端有四个环氧基，或者末端有八个环氧基，或者末端有十六个环氧基。

更进一步地，所述A组分、B组分和亲水白炭黑的质量比例为100:45-50:5-7。

进一步地，所述A组分包括82-90质量份数的线性有机硅改性环氧树脂CRE-2501、10-18质量份数的超支化环氧树脂CRE-2502制得反应原液，所述反应原液内加入其0.5-2质量份数的硅烷偶联剂反应制得A组分。

更进一步地，所述用于橡胶材料粘接的环氧树脂胶粘剂的适用期≥3h，固化时间≤72h，本体强度≥4MPa，断裂伸长率≥70％，粘接剥离强度≥4N/mm。