《金属板材专用粘合胶及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属板材专用粘合胶及其制备方法.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)授权公告号 CN 101343514 B (45)授权公告日 2012.04.25 CN 101343514 B *CN101343514B* (21)申请号 200810048835.9 (22)申请日 2008.08.13 C09J 109/02(2006.01) C09J 11/00(2006.01) B32B 15/01(2006.01) B32B 37/12(2006.01) C09J 163/02(2006.01) (73)专利权人 瑞阳汽车零部件(仙桃)有限公司 地址 433000 湖北省仙桃市瑞阳大道 1 号 (72)发明人 张泽伟 (54) 发明名称 金属板材专用粘合。
2、胶及其制备方法 (57) 摘要 一种金属板材专用粘合胶及其制备方法， 其 配方主要由下列组分按所述重量份制成 ： 端氨 基液体丁腈橡胶 86-100 份， 双酚 A 型环氧树脂 40-50 份， 纳米二氧化硅 5-7 份， 纳米氧化铝 5-7 份， 硅烷偶联剂1-2份， 过氧化二异丙苯2.5-4份， 氰尿酸三烯丙酯 1-2 份， 甲基六氢邻苯二甲酸酐 30-40 份， 苄基三乙基氯化铵 0.5-1 份， 醋酸乙酯 50-60 份。本发明用于两层金属板的复合， 与传统 的胶剂相比， 其剪切强度及剥离强度都有很大的 提高。 并且采用本胶剂粘合的金属复合板， 阻尼系 数高， 因此特别适于制造减震消音。
3、片。另外， 本发 明所采用的原材料均是环保产品， 大规模工业应 用时， 不存在环境污染问题。 (51)Int.Cl. 审查员 叶楠 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 5 页 CN 101343514 B1/1 页 2 1. 一种金属板材专用粘合胶， 其特征是它主要由下列重量份的组分制成 ： 端氨基液体丁腈橡胶 86-100 份， 双酚 A 型环氧树脂 40-50 份， 纳米二氧化硅 5-7 份， 纳米氧化铝 5-7 份， 硅烷偶联剂 1-2 份， 过氧化二异丙苯 2.5-4 份， 氰尿酸三烯丙酯 1-2 份， 甲基六氢邻苯二甲酸酐 30-40 。
4、份， 苄基三乙基氯化铵 0.5-1 份， 醋酸乙酯 50-60 份 ； 制备上 述金属板材专用粘合胶的方法包括以下步骤 ： a. 将硅烷偶联剂按 1 5 的比例溶于醋酸乙 酯中， 在搅拌状态下， 将纳米二氧化硅粉体和纳米氧化铝粉体加到硅烷偶联剂溶液中， 用超 声波处理 30 分钟， 然后减压蒸馏除去醋酸乙酯， 烘干， 得到活性填料粉体 ； b. 将温度控制 在 90， 按配比将活性填料粉体、 环氧树脂分别倒入真空分散机的反应釜中， 以 1350rpm 的 转速， 高速搅拌 20 分钟， 得到环氧树脂 - 活性填料的混合物 ； c. 按配比将丁腈橡胶、 醋酸 乙酯倒入真空分散机的反应釜中， 以 。
5、350rpm 的转速， 低速搅拌 35 分钟， 然后将温度控制在 25-30， 依次加入过氧化二异丙苯、 氰尿酸三烯丙酯、 甲基六氢邻苯二甲酸酐、 苄基三乙基 氯化铵， 继续低速搅拌 15 分钟， 即得到本金属板材专用粘合胶。 2.根据权利要求1所述的金属板材专用粘合胶， 其特征是所述硅烷偶联剂为3-氨丙基 三乙氧基硅烷。 权 利 要 求 书 CN 101343514 B1/5 页 3 金属板材专用粘合胶及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种粘合胶， 尤其是涉及一种金属板材专用粘合胶及其制备方法。 背景技术 0002 减震消音片是刹车片中的一种重要部件， 在刹车片制动时， 减震消音片。
6、可以对刹 车片中摩擦块带来的震动和噪音起阻尼作用。目前有一种复合结构的减震消音片， 由两层 金属薄板粘合而成。与普通的采用单层金属板的减震消音片相比， 复合结构的减震片具有 较好的强度、 优良的减震及消音性能。在此减震片中， 粘合两层金属板的胶剂是关键因素。 由于胶剂与金属是两种不同的材料， 它们的化学结构和机械性能有着很大的差别， 金属板 表面平整光滑， 特别是减震消音片所在环境的特殊性， 因而对胶体相关性能的要求很高。 既 要与金属板表面结合牢固、 又要在凝固后具有一定弹性和韧性， 吸收刹车带来的冲击和振 动， 降低噪音， 同时还要具有具有良好的工艺性能， 便于生产加工。然而纵观现有的众多。
7、粘 合胶， 却难以发现满足上述要求的专用于金属板之间互粘的高性能粘合胶。 发明内容 0003 本发明主要是解决传统粘合剂用于金属板互粘时， 胶体抗剪切、 抗剥离力较弱、 胶 体与金属板结合不够牢固， 不环保等技术问题。 0004 上述技术问题主要是通过本发明的下述技术方案得以解决 ： 该金属板材专用粘合 胶的配方主要由下列组分按所述重量份制成 ： 0005 端氨基液体丁腈橡胶 86-100 份， 双酚 A 型环氧树脂 40-50 份， 纳米二氧化硅 5-7 份， 纳米氧化铝 5-7 份， 硅烷偶联剂 1-2 份， 过氧化二异丙苯 2.5-4 份， 氰尿酸三烯丙酯 1-2 份， 甲基六氢邻苯二甲。
8、酸酐 30-40 份， 苄基三乙基氯化铵 0.5-1 份， 醋酸乙酯 50-60 份。 0006 作为优选， 所述硅烷偶联剂为 - 氨丙基三乙氧基硅烷。 0007 作为优选， 所述端氨基液体丁腈橡胶选用丙烯腈含量为 18-26 的低丙烯腈含量端 氨基液体丁腈橡胶。 0008 制备上述金属板材专用粘合胶的方法包括以下步骤 ： 0009 a.将硅烷偶联剂按15的比例溶于醋酸乙酯中， 在搅拌状态下， 将纳米二氧化硅 粉体和纳米氧化铝粉体加到硅烷偶联剂溶液中， 用超声波处理 30 分钟， 然后减压蒸馏除去 醋酸乙酯， 烘干， 得到活性填料粉体 ； 0010 b. 将温度控制在 90， 按配比将活性填料。
9、粉体、 环氧树脂分别倒入真空分散机的 反应釜中， 以 1350rpm 的转速， 高速搅拌 20 分钟， 以便表面有机包覆偶联剂的纳米二氧化 硅粉体和纳米氧化铝粉体均匀的分散到环氧树脂中， 于是得到环氧树脂 - 活性填料的混合 物 ； 0011 c. 按配比将丁腈橡胶、 醋酸乙酯倒入真空分散机的反应釜中， 以 350rpm 的转速， 低速搅拌 35 分钟， 然后将温度控制在 25-30， 依次加入过氧化二异丙苯、 氰尿酸三烯丙 酯、 甲基六氢邻苯二甲酸酐、 苄基三乙基氯化铵， 继续低速搅拌 15 分钟， 即得到本金属板材 说 明 书 CN 101343514 B2/5 页 4 专用粘合胶。 00。
10、12 金属板采用本发明胶剂粘合后， 该金属板需在温度为 180280， 压力为 0.81.2Mpa 状态下放置 930 分钟， 以促使金属板之间的胶剂热固化。 0013 本发明配方中， 端氨基液体丁腈橡胶 (ATBN) 具有很好的耐油性、 初粘性及良好的 流动性。由于 ATBN 含有活性端基， 其活性基团能和环氧树脂发生作用， 因而与双酚 A 型环 氧树脂相容性很好。过氧化二异丙苯是一种有机过氧化物硫化剂， 在一定温度及压力下对 上述丁腈橡胶具有交联作用， 而氰尿酸三烯丙酯是氧化二异丙苯的交联助剂， 可以提高硫 化胶的交联程度。 0014 本发明采用过氧化二异丙苯体系进行硫化， 可提高硫化胶的。
11、耐热、 耐老化性能， 并 能降低永久形变， 从而让粘合胶中的丁腈橡胶获得较好的弹性和强度， 促使其减震和吸声 效果更加突出。 0015 甲基六氢邻苯二甲酸酐是环氧树脂的固化剂， 苄基三乙基氯化铵是其固化促进 剂， 该促进剂高温时反应活性较大， 可迅速促进环氧树脂 - 甲基六氢邻苯二甲酸酐体系固 化， 而室温时反应活性较低， 可以让体系在室温下 (25 ) 的适用期在 40 天以上， 其贮存期 大约是一般叔胺促进体系的 7 倍。 0016 使用本发明粘合金属板时， 其丁腈橡胶的交联固化与环氧树脂的交联固化同步进 行， 相互促进， 形成分子链相互交联的固化网络。在此网络中， 硫化后的橡胶与环氧树脂。
12、胶 形成了一种非常稳定的胶粘体系， 同时该胶体与金属粘合的性能大大提高。 实践证明 ： 上述 胶粘体系在剪切过程中能充分起到均分应力的作用， 从而降低了因应力集中而导致的胶接 破坏。 0017 纳米二氧化硅和氧化铝因其颗粒尺寸小、 微孔多、 比表面积大， 因此具有优良的物 理和化学特性。 纳米二氧化硅分散胶体中后， 具有优良的补强、 增韧， 抗老化等优点 ； 而纳米 氧化铝分散胶体中后， 可以增加胶体粘接力， 机械强度及耐候性。 然而纳米材料与有机材料 混配时， 也存在不少弱点， 如表面活性过高， 易于团聚、 在有机材料中不容易均匀分散等。 针 对上述不足， 本发明对纳米材料采用超声分散和偶联。
13、剂处理方法， 使其均匀的分散在环氧 树脂基体中， 这样随着环氧树脂与其它组分的混合， 进一步分散在整个胶体中。 当胶体固化 后， 可有效的增加了胶体的强度、 粘接力和韧性， 同时提高了胶体的耐热性。 0018 另外， 当氨基硅烷的用量处于本发明配比范围内时， 除了能改善填料的分散性外， 还可提高胶体与钢铁的粘接力。这是因为氨基硅烷通常带有两种基团。一种基团 ( 含硅部 分 ) 可以和无机的金属材料结合， 而另一种基团 ( 胺官能团 ) 则可以与有机的树脂材料结 合， 从而在粘合界面形成强力较高的化学键。 0019 本发明用于两层金属板的复合， 与传统的胶剂相比， 其剪切强度及剥离强度都 有很大。
14、的提高。并且采用本胶剂粘合的金属复合板， 阻尼系数高， 复 合损耗因子 0.17(-10-60 )， 当发生振动时， 金属复合板之间的粘弹性胶体被迫伸缩， 层内产生较大 的剪切应力和应变， 于是耗损更多的能量， 产生抗震减噪效果， 因此特别适于制造减震消音 片。 另外， 本发明所采用的原材料均是环保产品， 大规模工业应用时， 不存在环境污染问题。 具体实施方式 0020 下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的具体说明。 说 明 书 CN 101343514 B3/5 页 5 0021 实施例 1 ： 将 2 份 ( 每份重量为 50g， 下同 )- 氨丙基三乙氧基硅烷按 1 5 的比 例溶。
15、于醋酸乙酯中， 在搅拌状态下， 将5份纳米二氧化硅粉体和5份纳米氧化铝粉体加到上 述硅烷偶联剂溶液中， 用超声波处理 30 分钟， 然后减压蒸馏除去醋酸乙酯， 烘干， 得到活性 填料粉体 ； 将温度控制在 90， 将活性填料粉体、 50 份环氧树脂分别倒入真空分散机的反 应釜中， 以 1350rpm 的转速， 高速搅拌 20 分钟， 得到环氧树脂 - 活性填料的混合物 ； 接着按 配比将 100 份端氨基液体丁腈橡胶 ( 丙烯腈含量为 18)、 50 份醋酸乙酯倒入真空分散机的 反应釜中， 以350rpm的转速， 低速搅拌35分钟， 然后将温度控制在30， 依次加入3份过氧 化二异丙苯、 1 。
16、份氰尿酸三烯丙酯、 35 份甲基六氢邻苯二甲酸酐、 0.5 份苄基三乙基氯化铵， 继续低速搅拌 15 分钟， 即得到本金属板材专用粘合胶。 0022 实施例 2 ： 将 1 份 ( 每份重量为 50g， 下同 )- 氨丙基三乙氧基硅烷按 1 5 的比 例溶于醋酸乙酯中， 在搅拌状态下， 将7份纳米二氧化硅粉体和6份纳米氧化铝粉体加到上 述硅烷偶联剂溶液中， 用超声波处理 30 分钟， 然后减压蒸馏除去醋酸乙酯， 烘干， 得到活性 填料粉体 ； 将温度控制在 90， 将活性填料粉体、 40 份环氧树脂分别倒入真空分散机的反 应釜中， 以 1350rpm 的转速， 高速搅拌 20 分钟， 环氧树脂。
17、 - 活性填料的混合物 ； 接着按配比 将 90 份端氨基液体丁腈橡胶 ( 丙烯腈含量为 26)、 55 份醋酸乙酯倒入真空分散机的反应釜 中， 以350rpm的转速， 低速搅拌35分钟， 然后将温度控制在25， 依次加入2.5份过氧化二 异丙苯、 2 份氰尿酸三烯丙酯、 30 份甲基六氢邻苯二甲酸酐， 1 份苄基三乙基氯化铵， 继续低 速搅拌 15 分钟即得到本金属板材 专用粘合胶。 0023 实施例 3 ： 将 2 份 ( 每份重量为 50g， 下同 )- 氨丙基三乙氧基硅烷按 1 5 的比 例溶于醋酸乙酯中， 在搅拌状态下， 将6份纳米二氧化硅粉体和7份纳米氧化铝粉体加到上 述硅烷偶联剂。
18、溶液中， 用超声波处理 30 分钟， 然后减压蒸馏除去醋酸乙酯， 烘干， 得到活性 填料粉体 ； 将温度控制在 90， 将活性填料粉体、 45 份环氧树脂分别倒入真空分散机的反 应釜中， 以 1350rpm 的转速， 高速搅拌 20 分钟， 得到环氧树脂 - 活性填料的混合物 ； 接着按 配比将 95 份端氨基液体丁腈橡胶 ( 丙烯腈含量为 18)、 60 份醋酸乙酯倒入真空分散机的反 应釜中， 以350rpm的转速， 低速搅拌35分钟， 然后将温度控制在30， 加入4份过氧化二异 丙苯、 2 份氰尿酸三烯丙酯、 40 份甲基六氢邻苯二甲酸酐， 0.8 份苄基三乙基氯化铵， 继续低 速搅拌 1。
19、5 分钟即得到本金属板材专用粘合胶。 0024 实施例 4 ： 将 1.5 份 ( 每份重量为 50g， 下同 )- 氨丙基三乙氧基硅烷按 1 5 的 比例溶于醋酸乙酯中， 在搅拌状态下， 将6份纳米二氧化硅粉体和6份纳米氧化铝粉体加到 上述硅烷偶联剂溶液中， 用超声波处理 30 分钟， 然后减压蒸馏除去醋酸乙酯， 烘干， 得到活 性填料粉体 ； 将温度控制在 90， 将活性填料粉体、 47 份环氧树脂分别倒入真空分散机的 反应釜中， 以 1350rpm 的转速， 高速搅拌 20 分钟， 得到环氧树脂 - 活性填料的混合物 ； 接着 按配比将 86 份端氨基液体丁腈橡胶 ( 丙烯腈含量为 22。
20、)、 50 份醋酸乙酯倒入真空分散机的 反应釜中， 以350rpm的转速， 低速搅拌35分钟， 然后将温度控制在27， 加入3.5份过氧化 二异丙苯、 1.5 份氰尿酸三烯丙酯、 35 份甲基六氢邻苯二甲酸酐， 0.7 份苄基三乙基氯化铵， 继续低速搅拌 15 分钟即得到本金属板材专用粘合胶。 0025 对比例 ： 普通改性环氧树脂粘合胶， 包括甲组分和乙组分。甲组分配制 ： 在反应釜 中按一定配比加入 100 份 ( 每份重量为 50g， 下同 ) 双酚 A 型环氧树脂和 10 份丁腈 -40 液 体橡胶， 油浴加热并不断搅拌， 将温度升至150， 加入石英粉10份， 继续搅拌10分钟， 然。
21、后 说 明 书 CN 101343514 B4/5 页 6 加人 0.2 份 - 氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂， 恒温搅拌 90 分钟制得树脂胶。 0026 乙组分配制 ： 称取 50 份低分子质量聚酰胺树脂， 加入促进剂 5 份 2， 4， 6- 三 ( 二甲 胺基甲基 ) 苯酚 (DMP-30)， 并加入 30 份丙酮， 升温至 130， 搅拌 120 分钟制得固化剂。 0027 使用时， 将甲组分和乙组分按 2 1 的比例混合。 0028 为了验证本发明的效果， 现将实施例制备的金属板材粘接专用胶与对比例制备的 环氧树脂胶剂进行主要性能对比试验， 其结果如下 ： 0029 一 . 力学性能的。
22、对比试验 ： 0030 A. 试验材料 ： 0031 1. 实施例 1-4 所制得的金属板材专用粘合胶。 0032 2. 由对比例所制得的改性环氧树脂粘合胶。 0033 3. 剪切试片 ： 采用 8 组 LY/12-Cz 铝合金片， 编号为 J1 号、 J2 号J8 号， 每组两 块， 规格均为 2mm25mm80mm ； 剥离试片 ： 采用 8 组 LY/12-Cz 铝合金片， 编号为 B1 号、 B2 号B8号， 每组包括面板和底板各一片， 其中底板规格为3mm25mm220mm， 面板规格为 0.6mm25mm220mm。 0034 B. 试验过程 ： 0035 1. 每一试片用砂纸打磨。
23、后， 再用乙酸乙酯润湿的纱布擦拭， 然后立即用干纱布擦 干， 如此清洗 2-3 次。 0036 2. 采用实施例 1-4 所制得的金属板材专用粘合胶， 分别对 J1 一 J4 号组中的两块 试片进行单面搭接， 同时分别对 B1-B4 号组中的面板和底板进行单面搭接 ； 然后放入平板 硫化机内硫化， 于200， 压力为0.9Mpa状态下硫化15分钟后取出， 硫化后除去试样周边多 余的胶体， 自然冷却至室温。 0037 3. 采用对比例所制得的改性环氧树脂粘合胶， 将甲组分和乙组分混合均匀后， 分 别对 J5-J8 号组中的两块试片进行单面搭接， 同时分别对 B5-B8 号组中的面板和底板进行 单。
24、面搭接， 室温固化 24h。 0038 分别将各剪切试片和各剥离试片于 50-5000N 电子万能试验机上 ( 江都市天源试 验机械有限公司生产 ) 测试， 其实验结果如表 1 所示 ： 0039 表 1 ： 两种体系的粘合胶对比实验。 0040 说 明 书 CN 101343514 B5/5 页 7 0041 二 . 隔音降噪性能对比 ： 0042 试验材料 ： 试样有两组， 均采用尺寸为 0.8mm17mm280mm 钢片， 以钢板 + 胶层 + 钢板方式复合， 胶层厚0.8mm。 其中胶层所使用的胶剂分别为实施例3所制得的金属板材粘 接专用胶和对比例所制得的改性环氧树脂粘合胶， 0043 试验内容 ： 测试不同频率、 不同温度下有粘合胶层钢板的复合损耗因子。 材料的隔 音降噪性能用复合损耗因子 的大小来表示， 越大说明隔音降噪性能越好。试验设备 利用振动阻尼分析仪 ( 湘潭华丰仪器制造有限公司生产 ) 进行测试。其结果如下表所示。 0044 0045 通过上述试验可以得到以下结论 ： 作为金属板材之间粘合的胶剂， 本发明相对于 现有普通粘合胶， 无论是在力学性能， 还是隔音降噪性能上， 本发明均有显著的进步。 说 明 书 。