一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法及其应用与流程

本发明属于高分子材料，具体涉及一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法及其应用。

背景技术：

1、形状记忆材料是一种具有形状记忆功能的智能材料，可以在经历外界刺激后恢复到其预先设定的形状。目前，该材料已经广泛应用于医疗、航空航天、纺织品等领域。然而，在某些情况下，需要将不同材料或部件进行粘接，以实现更复杂的功能和结构。传统的胶黏剂在粘接过程中需要使用高温或化学固化剂，而且无法实现可逆的解胶黏，对于某些特殊材料或部件来说存在一定的局限性。

2、目前，形状记忆材料与胶黏剂的结合还不够紧密，无法实现在同一个材料中同时具备形状记忆和胶黏功能，基本是通过微观结构实现的解胶黏。例如，发明专利cn116376084a，cn112778940a。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法及其应用。

2、为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一、将环氧基团单体和羟基化合物混合并加热至40℃融化直至溶液澄清，然后加入酸性催化剂，搅拌均匀，升温至100℃-130℃下恒温，冷凝管回流反应3～4h，直至溶液澄清，得到产物a；

5、步骤二、利用无水乙醇溶剂洗涤3-4次以除去产物a中的副产物和催化剂，减压蒸馏得到产物b；每次洗涤使用的无水乙醇溶剂与环氧基团单体的重量比例为1:1；

6、步骤三、将产物b与胺基化合物混合，升温至60℃-80℃恒温，充分搅拌冷凝管回流1～2h进行开环反应得到预聚物；

7、步骤四、将预聚物固化形成热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂；

8、其中，按质量份计，所述环氧基团单体40-60份，羟基化合物5-25份，酸性催化剂1-5份、胺基化合物为10-30份。

9、进一步的，所述环氧基团单体包括环氧氯丙烷、乙二醇环氧丙烷、丙二醇环氧丙烷中的至少一种。

10、进一步的，所述羟基化合物包括甘油、乙二醇、丙三醇、氨基甲酸中的至少一种。

11、进一步的，所述酸性催化剂包括路易斯酸、氯化苯甲酸、邻苯二酚中的至少一种。

12、进一步的，所述胺基化合物包括乙二胺、乙二醇胺、三乙醇胺、聚醚胺中的至少一种。

13、进一步的，步骤四中，固化的程序为：60℃～70℃下固化10h，然后80℃～100℃下固化5h，然后120℃～150℃下固化3h。

14、优选的，将预聚物倒入表面具有微结构的模具中固化并转印得到热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂；所制备的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂包括底层和阵列排布在底层表面的凸起结构，所述底层和凸起结构为一体结构，所述凸起结构为圆柱体、方柱体、圆锥体或三角锥体。

15、进一步的，所述模具表面的微结构为阵列排布的凹槽结构，所述凹槽结构与所述凸起结构一一对应。

16、进一步的，所述阵列排布的凸起结构中，相邻的凸起结构之间的间距为300～2000μm；单个凸起结构的高度为500～1000μm。

17、进一步的，所述模具的制备方法包括以下步骤：

18、s1、对硅胶基底进行清洗，然后使用清洗剂超声清洗5-30min；

19、s2、对清洗后的硅胶基底进行激光加工，在硅胶基底上加工出预设定的凹槽结构阵列，得到表面具有微结构的模具。

20、一种所述的制备方法制备的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的应用，将热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂涂覆在需要胶黏的物体表面，实现胶黏；对热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂进行加热处理，材料表面的氢键失活，粘附性下降，从而实现解胶黏。

21、一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的应用，将热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂在加热的情况下施加压力，待冷却到室温，去除压力，即在变形温度下，形状记忆环氧树脂材料的模量下降，对阵列排布的凸起结构进行赋形，使其保持倒塌的状态，此时的表面粘附力大，处于胶黏状态；然后再对倒塌的凸起结构进行加热处理，恢复到直立状态，此时产生界面缝隙，进一步增加解胶黏的能力。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、本发明制备的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂不仅具备形状记忆功能又兼具胶黏性能，能够在低温下进行胶黏，并在高温下实现解胶黏，具有良好的适应性和实用性。该热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂在低温下涂布于需要胶黏的物体表面，实现胶黏，对热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂进行加热处理，使其形状记忆性能得以激活，材料表面的氢键失活，粘附性下降，从而实现高温下的解胶黏。

24、本发明向环氧树脂交联网络中引入大量氢键，从而使其具有性能较好的可逆胶黏特性，热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂表面的微结构加快了解胶黏的动作效率。

25、本发明适用于各种需要在低温下胶黏、高温下解胶黏的场合，如汽车制造、电子组装等领域。在实际应用中，能够有效地提高产品质量和生产效率，具有广阔的市场前景。

技术特征：

1.一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述环氧基团单体包括环氧氯丙烷、乙二醇环氧丙烷、丙二醇环氧丙烷中的至少一种；所述羟基化合物包括甘油、乙二醇、丙三醇、氨基甲酸中的至少一种；所述胺基化合物包括乙二胺、乙二醇胺、三乙醇胺、聚醚胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述酸性催化剂包括路易斯酸、氯化苯甲酸、邻苯二酚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤四中，固化的程序为：60℃～70℃下固化10h，然后80℃～100℃下固化5h，然后120℃～150℃下固化3h。

5.根据权利要求1所述的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤四中，将预聚物倒入表面具有微结构的模具中固化并转印得到热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂；所制备的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂包括底层和阵列排布在底层表面的凸起结构，所述底层和凸起结构为一体结构。

6.根据权利要求5所述的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述凸起结构为圆柱体、方柱体、圆锥体或三角锥体。

7.根据权利要求5所述的一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述模具表面的微结构为阵列排布的凹槽结构，所述凹槽结构与所述凸起结构一一对应。

8.根据权利要求5所述的一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：所述阵列排布的凸起结构中，相邻的凸起结构之间的间距为300～2000μm；单个凸起结构的高度为500～1000μm。

9.一种权利要求1-8任一权利要求所述的制备方法制备的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的应用，其特征在于：将热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂涂覆在需要胶黏的物体表面，实现胶黏；对热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂进行加热处理，实现解胶黏。

10.一种权利要求5-8任一权利要求所述的制备方法制备的热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的应用，其特征在于：将热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂在加热的情况下施加压力，待冷却到室温，去除压力，阵列排布的凸起结构保持倒塌的状态，此时的表面粘附力大，处于胶黏状态；然后再对倒塌的凸起结构进行加热处理，恢复到直立状态，此时产生界面缝隙，进一步增加解胶黏的能力。

技术总结本发明提供一种热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂的制备方法及其应用，属于高分子材料技术领域，具体方案包括以下步骤：步骤一、将环氧基团单体和羟基化合物混合并加热融化至溶液澄清，加入酸性催化剂，恒温回流反应直至溶液澄清，得到产物A；步骤二、使用无水乙醇洗涤除去产物A中的副产物和催化剂，减压蒸馏得到产物B；步骤三、将产物B与胺基化合物混合，恒温搅拌回流进行开环反应得到预聚物；步骤四、将预聚物固化得到热可逆形状记忆环氧树脂胶黏剂。本发明适用于各种需要在低温下胶黏、高温下解胶黏的场合，具有广阔的市场前景。技术研发人员：刘彦菊,张风华,刘政贤,刘立武,李丰丰,冷劲松受保护的技术使用者：苏州智新复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2