026
收稿日期：2018-10-08
作者简介：刘钾培（1994-），女，工程师，主要从事聚氨酯、环氧、有机硅改性技术的研究。E-mail：liujiapei@jqxcl。
刘钾培，曹建强
（苏州金新材料股份有限公司，江苏苏州215100）
摘要：采用含有不同活性官能基团的硅烷偶联剂对双酚A环氧树脂E44进行物理或化学改性，并配以固化剂、促进剂及其他辅料制成有机硅改性单组分环氧胶粘剂。研究了不同种类、不同加 入量的硅烷偶联剂对胶粘剂操作性和固化物的拉伸剪切强度、耐温性及抗冲击性的影响。结果表
明，仲氨基化学改性环氧树脂所制得的单组分环氧在操作性、耐温性、韧性及拉伸剪切强度方面
的综合性能最佳，当硅烷偶联剂加入量为15%时，改性单组分环氧树脂的综合性能最佳。
关键词：环氧树脂；硅烷偶联剂；综合性能
+
中图分类号：T Q433.437文献标识码：A 文
章编号：1001-5922（2019）01-0026-04
单组分环氧胶粘剂粘接强度及内聚力创科技有限公司；及一般实验室仪器。
高，电绝缘性能好，收缩率低，广泛应用于1.3 有
机硅改性环氧树脂
金属及非金属（玻璃、陶瓷、硬塑料、木1.3.1 物
理改性环氧树脂
材）等方面的粘接。但液体环氧的脆性大、按不同配比（5%、10%、15%、20%）将硅韧性差、耐温性差，不能满足更广泛领域应烷偶联剂KH560与环氧树脂E44进行常温共混用。有机硅中-Si-O-Si-的存在使其耐温搅拌后，加入双氰胺、促进剂、增韧剂-性、韧性及耐候性好，若将有机硅引入到环40、氧化铝填料及气相二氧化硅并使其高度氧中对环氧树脂进行改性，有望大大地改善分散于环氧树脂中，制得有机硅物理改性的环氧树脂的脆性及耐温性。单组分环氧胶粘剂。
本文采用硅烷偶联剂与环氧树脂进行物1.3.2 化
学改性环氧树脂
理共混或化学共聚进行改性，既改善了2者相按照不同配比（5%、10%、15%）将硅烷容性差的问题，又将2种体系胶粘剂的特性集偶联剂KH560或者KH550或者Y-9669与环氧树于一体，制得一种韧性好、强度高、抗冲击脂E44加入到三口烧瓶内，于80～90 ℃的水性能好、耐温性和耐候性好的单组分有机硅浴中搅拌反应2～3 h，使硅烷偶联剂中氨基改性环氧树脂胶粘剂。（伯胺/仲胺）基团与环氧树脂中环氧基团充
分反应，冷却至室温，加入双氰胺、促进
1 实
验部分剂、增韧剂、氧化铝及气相二氧化硅，并高
度分散，即得米黄黏稠有机硅化学改性单
1.1 主
要原料组分环氧胶粘剂。
双酚A环氧树脂E44，江苏三木集团有限1.4 性
能测试
公司；硅烷偶联剂KH550、KH560，杭州硅宝（1）拉伸剪切强度：按GB/T 7124 测化工有限公司；硅烷偶联剂Y-9669，佛山市定；
道宁化工有限公司；双氰胺、促进剂（2）冲击强度：按GB/T 6328 测定；1202，广州固研电子技术有限公司；-（3）适用期、贮存期：按GB/T 7123 测40，兰州化工厂；氧化铝-3微米、气相二氧定；
化硅，上海迪祥化工有限公司。（4）黏度：按GB/T 2794 测试；
1.2
仪器与设备（5）耐温性能：单组分环氧140 ℃/1 自转公转搅拌机，ARE-310，新基株式h固化后，在250 ℃的烘箱中放置48 h后，通会社；万能拉力机，CMT4204，美特斯工业系过测试Al-Al拉伸剪切强度下降率判断相应的统（中国）有限公司；摆锤冲击试验机，耐温性。
ZBC1750，美特斯工业系统（中国）有限公
司；傅里叶红外光谱仪，
iS5，广州市东南科
2 结
果与讨论
027
同活性官能基的偶联剂对环氧树脂进行物理2.1 含有不同活性官能基的硅烷偶联剂对或者化学改性，偶联剂加入量以10%为标准，测试在相同含量情况下，不同官能基对单组改性后单组分环氧性能的影响
分环氧性能的影响，见表1。
利用具有环氧基、伯氨基、仲氨基3种不
表2 不同含量改性的单组分环氧胶粘剂的铝试块拉伸剪切强度的变化
T a b .2 E f f e c t o f s i l a n e c o u p l i n g a g e n t c o n t e n t o n t e n s i l e -s h e a r s t r e n g t h o f a l u mi n u m s p e c i me n s b o n d e d w i t h
o n e -c o mp o n e n t e p o x y a d h e s i v e
黏度Y -9669用量/%
2015105未改性
拉伸剪切强度（A l -A l）/MP a
17.021.519.118.618.0
从表1可以看出，3种不同种类硅烷偶联
3）KH550中含有-NH ，相当于有2个能与2剂改性的单组分环氧，以Y-9669改性的性能环氧树脂反应的活泼氢，使相同含量的为最佳。因为：
KH550与环氧树脂交联密度大，黏度大，韧性1）KH560为含有环氧基团的硅烷偶联稍差，在加入量为15%时，出现黏度大到不易剂，改性环氧树脂属于物理共混改性，是一操作。
种类似于环氧稀释剂的功能，虽然与环氧树2.2 硅烷偶联剂含量对单组分环氧胶粘剂脂具有较好的相容性，但KH560为小分子硅烷拉伸剪切强度的影响
偶联剂，活性相对较大，与单组分环氧中咪单组分环氧胶粘剂中，硅烷偶联剂的加唑型促进剂在常温贮存过程中容易产生交联入会对环氧基团的耐温性、韧性等性能有所反应，从而影响贮存期。
提高，但是由于Si-O-Si 基团的柔韧性，会对2）在单组分环氧体系中，KH560作为一单组分环氧的拉伸剪切强度有一定的影响，种稀释剂使用，其中的Si-O-Si 虽然对耐温性以Y-9669（仲氨基）为例，测试不同含量与韧性有一定的作用，但是未真正接入环氧（5%、10%、15%、20%）改性的单组分环氧胶树脂中，使最终贮存过程中产生一定的分层粘剂的铝试块的拉伸剪切强度变化，结果见现象，改性效果不理想。
表2。
种类K H 550Y -9669K H 560
未改性
表1 不同官能基对单组分环氧性能的影响
T a b .1 E f f e c t s o f d i f f e r e n t f u n c t i o n a l g r o u p s o n t h e p r o p e r t i e s o f o n e c o mp o n e n t e p o x y
黏度
拉伸剪切强度（A l -A l ）
/MP a 15.819.114.218.0
抗冲击强度（钢）
2
/（k J /m）
11.412.89.45.0
250 ℃/48 h 强度下降率
/%15.5213.4719.8128.8
8
由表2可知，随着Y-9669用量的增加，最
在的基础上，固化物的拉伸剪切强度开始呈终单组分环氧胶粘剂的黏度依次增加；同时上升趋势，当大分子中韧性基团增多时，硬拉伸剪切强度先升高再降低，以15%时拉伸剪度下降，固化物的拉伸剪切强度会开始降切强度最佳。由于Y-9669用量的增加，使环低，最终当Y-9669用量为15%时，固化物的拉氧树脂主体分子质量增加，故黏度会逐渐增伸剪切强度最高。
大，当加入量在20%时，仍有一定的操作性2.3 硅烷偶联剂含量对单组分环氧胶粘剂（黏度不大，可操作，易涂布），这是因为抗冲击强度的影响
Y-9669分子链上官能团为-NH-，与环氧树脂单组分环氧胶粘剂中，硅烷偶联剂的加反应的活泼氢只有1个，因此交联密度低，分入会对环氧胶粘剂的韧性有所提高，以Y-子链呈直链形式增长，韧性好。随Y-9669用9669（仲氨基）为例，测试不同用量（5%、量的增加，相同质量份中Si-O-Si 的基团含量10%、15%、20%）改性的单组分环氧胶粘剂的增加，韧性基团增多，在韧性与强度同时存
钢试块抗冲击强度，判断其对韧性的影响，
028
结果见表3。了环氧树脂的脆性，最终固化物的韧性随Si-
O-Si韧性基团的增加而逐渐增加，而硬度会
随Y-9669含量的增加而降低。随着Y-9669分
子含量的增加，环氧树脂大分子质量增长，
且是成直线增长，而分子链越长，分子韧性
越好。
2.4 硅烷偶联剂含量对单组分环氧胶粘剂
耐温性的影响
单组分环氧胶粘剂中，硅烷偶联剂的加
入对环氧胶粘剂耐温性有很大的改善，以Y-
9669（仲氨基）为例，测试不同用量（5%、由表3可知，随硅烷偶联剂Y-9669含量的10%、15%、20%）改性的单组分环氧胶粘剂的增加，固化物的抗冲击强度值逐渐上升，说耐温性：以140 ℃/1 h固化后的剪切试块放明该单组分胶粘剂韧性有所提高。加入Y-入250 ℃/48 h，测试铝试块拉伸剪切强度下9669，引入了Si-O-Si韧性基团，大大改善降率以判断其耐温性的变化，结果见表4。
由表4看出，有机硅烷偶联剂用量越多，（3）相同种类不同含量的硅烷偶联剂改改性后的环氧胶粘剂固化物在经过250℃/48 性单组分环氧树脂，单组分环氧树脂的拉伸h的耐温试验后，强度下降率越小，即耐温性剪切强度随硅烷偶联剂的用量的增加而先升越好。硅烷偶联剂Y-9669中，含有Si-O-高后降低，在Y-9669（仲氨基）用量在15%左Si基团，而Si-O键键能很高，破坏Si-O键所右时，环氧固化物综合性能最好。
需要的能量也很高，因此有机硅通常耐温综合各项性能，获得硅烷偶联剂为Y-高，韧性好，将有机硅接入环氧树脂分子9669（仲氨基），用量为15%的有机硅改性单中，相当于在环氧树脂中引入耐温基团Si-O-组分环氧胶具有综合性能好，且黏度适中，Si，因此，其用量越多，Si-O-Si的含量越便于操作，贮存稳定性好等优良性能。该单高，改性后的固化物耐温性会逐渐提高，当组分环氧胶固化后柔韧性好，硬度和强度适在持续高温下时，强度的下降率会逐渐降中，且具有良好的耐温性，可广泛应用于各低。个行业。
3 结
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偶联剂含量越高，
单组分环氧树脂韧性和耐温性越好。
表3 不同用量Y-9669改性的单组分环氧胶粘剂对钢试块的抗冲击强度
T a b.3 I
mp a c t s
t r e n g t h o
f s
t e e l s
p e c i me n s b
o n d e d w
i t h o
n e-
c o mp o n e n t e
p o x y a
d h
e s i v e c
o n t a i n i n g d
i f f e r e n t c
o n t e n t Y
-9669
Y-9669用量/%
20
15
10
5
未改性
2
抗冲击强度（钢）/（k J/m）
18.0
14.5
12.8
9.55
5.0
表4 Y
-9669用量对单组分环氧胶粘剂耐温性的影响
T a b.4 E
f f e c t o
f Y
-9669 c
o n t e n t o
n t
e mp e r a t u r e r
e s i s t a n c e o
f o
n e-c o mp o n e n t e
p o x y a
d h
e s i v e
强度下降率/%
4.12
9.90
13.47
19.20
28.88
140℃/
1h+250℃/
48
h强度/MP a
16.8
19.4
16.5
15.4
12.8
140
℃/1
h强度/MP a
17.0
21.5
19.1
18.6
18.0
Y-9669用量/%
20
15
10
5
未改性
（下转45页）
045
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1,2122
H U S h u , S U N L i -m i n , Z H A N G L i -l i , G U O H u i
(1.R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t D e p a r t m e n t , P o l y t r e n M a t e r i a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o ., L t d ., S h e n z h e n , G u a n g d o n g
518052, C h i n a ; 2.T e c h n o l o g y D e v e l o p m e n t C e n t e r , S h e n z h e n S e l e n S c i e n c e &T e c h n o l o g y C o ., L t d ., S h e n z h e n ,
G u a n g d o n g 518054, C h i n a )
A b s t r a c t ：T h e m a i n c h a r a c t e r i s t i c s a n d a d v a n t a g e s o f r e a c t i v e h o t m e l t p o l y u r e t h a n e a d h e s i v e s (P U R ) f o r e l e c t r o n i c i n d u s t r y w e r e i n t r o d u c e d . T h e d o m e s t i c a n d a b r o a d r e s e a r c h p r o g r e s s i n r e c e n t y e a r s , i n c l u d i n g t h e r a w m a t e r i a l s a n d p r e p a r a t i o n p r o c e s s o f P U R , P U R f o r e l e c t r o n i c i n d u s t r y , U V /m o i s t u r e d u a l -c u r a b l e P U R a n d s i l a n e m o d i f i e d P U R , w a s d i s c u s s e d . F i n a l l y , t h e d e v e l o p m e n t d i r e c t i o n o f P U R a d h e s i v e s f o r e l e c t r o n i c i n d u s t r y w a s p r o s p e c t e d .
K e y w o r d s ：d u a l c u r a b l e ; p o l y u r e t h a n e ; b o n d i n g s t r e n g t h ; r e a c t i v e h o t m e l t a d h e s i v e
（上接28页）
On e f f e c t s o f o r g a n o s i l i c o n m o d i f i c a t i o n o n p r o p e r t i e s o f c u r e d e p o x y r e s i n
L I U J i a -p e i , C A O J i a n -q i a n g
(S u z h o u J i n q i a n g N e w Ma t e r i a l C o ., L t d ., S u z h o u , J i a n g s u 215100, C h i n a )
A b s t r a c t ：T h e b i s p h e n o l A e p o x y r e s i n E 44 w a s p h y s i c a l l y o r c h e m i c a l l y m o d i f i e d w i t h t h e s i l a n e c o u p l i n g a g e n t s w i t h d i f f e r e n t a c t i v e f u n c t i o n a l g r o u p s , a n d t h e n a o n e -c o m p o n e n t e p o x y a d h e s i v e w a s p r e p a r e d b y c o m p o u n d i n g t h e c u r i n g a g e n t , a c c e l e r a t o r a n d o t h e r a u x i l i a r y m a t e r i a l s . T h e e f f e c t s o f t h e t y p e a n d a m o u n t o f s i l a n e c o u p l i n g a g e n t s o n t h e a d h e s i v e o p e r a b i l i t y a n d t h e s h e a r s t r e n g t h , t e m p e r a t u r e r e s i s t a n c e a n d i m p a c t r e s i s t a n c e o f c u r e d e p o x y a d h e s i v e w e r e s t u d i e d . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e c o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c e o f t h e o n e -c o m p o n e n t e p o x y a d h e s i v e p r e p a r e d b y c h e m i c a l m o d i f i c a t i o n w i t h t h e s i l a n e c o u p l i n g a g e n t c o n t a i n i n g s e c o n d a r y a m i n o g r o u p w a s o p t i m a l , i n c l u d i n g t h e o p e r a b i l i t y , t e m p e r a t u r e r e s i s t a n c e , t o u g h n e s s a n d t e n s i l e -s h e a r s t r e n g t h . Wh e n t h e a m o u n t o f s i l a n e c o u p l i n g a g e n t w a s 15%, t h e c o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c e o f t h e m o d i f i e d o n e -c o m p o n e n t e p o x y r e s i n a d h e s i v e w a s t h e b e s t .
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