本發(fā)明涉及一種復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的制備方法，屬于膠水制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑對(duì)金屬、塑料、玻璃、陶瓷等材料都有很好的粘接性能，在粘接固化后具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電氣絕緣性能、耐熱性和耐化學(xué)品性能，因而在機(jī)械加工制造、電子電氣、航空航天、造船、汽車、建造等方面都有廣泛的應(yīng)用；如在汽車、飛機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域中為了減輕質(zhì)量，減少應(yīng)力集中，常使用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠來(lái)取代焊接粘結(jié)鋁合金、不銹鋼和非金屬?gòu)?fù)合材料，近年來(lái)中國(guó)環(huán)氧膠粘劑產(chǎn)量一直以10％以上的速度增長(zhǎng)，產(chǎn)值增長(zhǎng)速度達(dá)到25％左右，令全世界側(cè)目，說(shuō)明膠粘劑行業(yè)提高高端產(chǎn)品的比例結(jié)構(gòu)調(diào)整已經(jīng)見(jiàn)效，2010年國(guó)家相繼出臺(tái)了汽車、電子等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃，這些產(chǎn)業(yè)政策的傾斜使得對(duì)高端環(huán)氧膠粘劑的需求量大大增加。
普通環(huán)氧樹(shù)脂固化后由于存在交聯(lián)密度高，這樣環(huán)氧材料具有很大的脆性，耐沖擊性較差、易開(kāi)裂；同時(shí)由于材料間的膨脹系數(shù)存在較大的相異，在環(huán)境溫度變化較大時(shí)，容易出現(xiàn)界面脫開(kāi)、鼓包、邊緣起翹等現(xiàn)象，限制了它在某些技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前普通環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠固化后由于存在交聯(lián)密度高，導(dǎo)致其脆性大，耐沖擊性較差、易開(kāi)裂的問(wèn)題，提供了一種復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的制備方法，該方法將竹筍發(fā)酵均質(zhì)得到富含親水基團(tuán)的氨基酸提取液，對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行浸泡改性，再用聚氨酯對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂先進(jìn)行互穿網(wǎng)絡(luò)預(yù)增韌，最后添加改性納米二氧化硅，高速分散后即得復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，本發(fā)明通過(guò)對(duì)納米二氧化硅表面進(jìn)行擴(kuò)增基團(tuán)來(lái)提高其分散性，再和聚氨酯復(fù)合改性環(huán)氧樹(shù)脂，結(jié)合了填充增韌和互穿網(wǎng)絡(luò)增韌，有效解決了普通環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠脆性大，耐沖擊性較差、易開(kāi)裂的問(wèn)題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）稱取800～900g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1～2mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒(méi)，最后添加20～30g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2～3周；
（2）待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)入高壓均質(zhì)機(jī)中，在3～5MPa的壓力下均質(zhì)處理10～15min，將得到的均質(zhì)物過(guò)濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以300～400W功率振蕩浸漬過(guò)夜，將浸漬過(guò)夜后的混合物放入臥式離心機(jī)以6000～7000r/min轉(zhuǎn)速離心15～20min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；
（3）按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對(duì)其抽真空脫水至含水率低于0.5%，再向燒瓶中通入氮?dú)庵脫Q出瓶中所有空氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；
（4）滴加完畢后，將燒瓶移入60～70℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)50～70min得聚氨酯預(yù)聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預(yù)聚體加入到80～90℃的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂中，保溫?cái)嚢杌旌?～2h后，再加入聚氨酯預(yù)聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在80～90℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)2～3h，得到增韌預(yù)膠液；
（5）按固液比為1:100將步驟（2）備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預(yù)膠液中并一起移入高剪切分散乳化機(jī)中，以2.0～2.2kW功率和2300～2500r/min轉(zhuǎn)速剪切分散3～5h后出料，即得復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠。
本發(fā)明的應(yīng)用方法：首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無(wú)銹、無(wú)油、無(wú)塵，再將上述制備的復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.2～0.4mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結(jié)層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結(jié)構(gòu)膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測(cè)，該復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性能高，韌性好，不易開(kāi)裂。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性能高，25℃時(shí)粘度為2500～4000mPa·s；
（2）本發(fā)明制備的復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠韌性高，其耐沖擊強(qiáng)度達(dá)到35～40kg·cm/cm2；
（3）本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，所需的成本低，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
具體實(shí)施方式
首先稱取800～900g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1～2mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒(méi)，最后添加20～30g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2～3周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)入高壓均質(zhì)機(jī)中，在3～5MPa的壓力下均質(zhì)處理10～15min，將得到的均質(zhì)物過(guò)濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以300～400W功率振蕩浸漬過(guò)夜，將浸漬過(guò)夜后的混合物放入臥式離心機(jī)以6000～7000r/min轉(zhuǎn)速離心15～20min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對(duì)其抽真空脫水至含水率低于0.5%，再向燒瓶中通入氮?dú)庵脫Q出瓶中所有空氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入60～70℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)50～70min得聚氨酯預(yù)聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預(yù)聚體加入到80～90℃的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂中，保溫?cái)嚢杌旌?～2h后，再加入聚氨酯預(yù)聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在80～90℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)2～3h，得到增韌預(yù)膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預(yù)膠液中并一起移入高剪切分散乳化機(jī)中，以2.0～2.2kW功率和2300～2500r/min轉(zhuǎn)速剪切分散3～5h后出料，即得復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠。
實(shí)例1
首先稱取900g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為2mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒(méi)，最后添加30g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵3周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)入高壓均質(zhì)機(jī)中，在5MPa的壓力下均質(zhì)處理15min，將得到的均質(zhì)物過(guò)濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以400W功率振蕩浸漬過(guò)夜，將浸漬過(guò)夜后的混合物放入臥式離心機(jī)以7000r/min轉(zhuǎn)速離心20min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對(duì)其抽真空脫水至含水率為0.45%，再向燒瓶中通入氮?dú)庵脫Q出瓶中所有空氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入70℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)70min得聚氨酯預(yù)聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預(yù)聚體加入到90℃的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂中，保溫?cái)嚢杌旌?h后，再加入聚氨酯預(yù)聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在90℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h，得到增韌預(yù)膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預(yù)膠液中并一起移入高剪切分散乳化機(jī)中，以2.2kW功率和2500r/min轉(zhuǎn)速剪切分散3h后出料，即得復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠。
首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無(wú)銹、無(wú)油、無(wú)塵，再將上述制備的復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.4mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結(jié)層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結(jié)構(gòu)膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測(cè)，該復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性能高，韌性好，不易開(kāi)裂。
實(shí)例2
首先稱取800g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒(méi)，最后添加20g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)入高壓均質(zhì)機(jī)中，在3MPa的壓力下均質(zhì)處理10min，將得到的均質(zhì)物過(guò)濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以300W功率振蕩浸漬過(guò)夜，將浸漬過(guò)夜后的混合物放入臥式離心機(jī)以6000r/min轉(zhuǎn)速離心15min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對(duì)其抽真空脫水至含水率為0.49%，再向燒瓶中通入氮?dú)庵脫Q出瓶中所有空氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入60℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)50min得聚氨酯預(yù)聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預(yù)聚體加入到80℃的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂中，保溫?cái)嚢杌旌?h后，再加入聚氨酯預(yù)聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在80℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，得到增韌預(yù)膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預(yù)膠液中并一起移入高剪切分散乳化機(jī)中，以2.0kW功率和2300r/min轉(zhuǎn)速剪切分散3h后出料，即得復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠。
首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無(wú)銹、無(wú)油、無(wú)塵，再將上述制備的復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.2mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結(jié)層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結(jié)構(gòu)膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測(cè)，該復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性能高，韌性好，不易開(kāi)裂。
實(shí)例3
首先稱取850g新鮮竹筍剝除外皮，人工切成厚度為1mm的筍片，將筍片均勻的平鋪在玻璃發(fā)酵罐中，再向罐中加入適量井水直至將筍片完全浸沒(méi)，最后添加25g酒糟，密封罐口常溫下自然發(fā)酵2周；待發(fā)酵完成后，將發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)入高壓均質(zhì)機(jī)中，在4MPa的壓力下均質(zhì)處理12min，將得到的均質(zhì)物過(guò)濾分離去除濾渣，得到濾液，再按固液比為1:10稱取適量納米二氧化硅粉體倒入濾液中，移入超聲振蕩儀以350W功率振蕩浸漬過(guò)夜，將浸漬過(guò)夜后的混合物放入臥式離心機(jī)以6500r/min轉(zhuǎn)速離心17min，分離得到下層沉淀，干燥后即得改性納米二氧化硅粉末，備用；按摩爾比為2:1分別量取二苯基甲烷二異氰酸酯和聚氧化丙烯二醇，先將聚氧化丙烯二醇倒入帶有攪拌器和滴液漏斗的四口燒瓶中，對(duì)其抽真空脫水至含水率為0.47%，再向燒瓶中通入氮?dú)庵脫Q出瓶中所有空氣，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)滴液漏斗滴入二苯基甲烷二異氰酸酯；滴加完畢后，將燒瓶移入65℃水浴鍋中，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯等摩爾的乙二胺，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)60min得聚氨酯預(yù)聚體，按質(zhì)量比為1:8將得到的聚氨酯預(yù)聚體加入到85℃的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂中，保溫?cái)嚢杌旌?h后，再加入聚氨酯預(yù)聚體等質(zhì)量的二正丁胺，在85℃下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h，得到增韌預(yù)膠液；按固液比為1:100將備用的改性納米二氧化硅粉末加入到上述增韌預(yù)膠液中并一起移入高剪切分散乳化機(jī)中，以2.1kW功率和2350r/min轉(zhuǎn)速剪切分散4h后出料，即得復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠。
首先利用噴砂處理法處理待鋪橋面，使得橋面無(wú)銹、無(wú)油、無(wú)塵，再將上述制備的復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠涂布于處理后的剛橋面板上，控制涂布厚度為0.3mm，然后在上面撒入耐磨碎石料，待環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠固化后，掃除多余碎石，最后再粘結(jié)層上面鋪入瀝青混合料，嵌于結(jié)構(gòu)膠中的碎石，即可完成鋼橋面鋪裝，經(jīng)檢測(cè)，該復(fù)合增韌改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)性能高，韌性好，不易開(kāi)裂。