一种单组分环氧树脂阻燃密封胶及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子，具体涉及一种单组分环氧树脂阻燃密封胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、环氧树脂(ep)由于机械强度高、粘结性能好被广泛用在国防、军事、民用工业等领域，因此是热固性树脂中用量最大的树脂之一。但是，它属于易燃材料，还具有高脆性、抵抗外界冲击力弱等缺陷，使其在某些领域的应用受到了限制，因此关于环氧树脂的阻燃改性一直是当下的热门研究课题。

2、单组分环氧树脂组合物中使用的许多潜伏性固化剂为若干微米的粒子，通过分散在液体环氧树脂中而使用。常温下，它们以与环氧树脂相分离的形式存在，因此不与环氧树脂反应。通过加热，它们溶解在环氧树脂中，从而引发与环氧树脂的固化反应。因此，它们被称作固体分散型潜伏性固化剂。作为这样的潜伏性固化剂，已经知道的有各种化合物如双氰胺、二酰肼化合物和胺加成化合物、或微胶囊化的胺或咪唑(“general epoxy resins”，环氧树脂技术协会编辑，2003年11月19日出版)。

3、通常单组分环氧树脂组合物通过添加阻燃剂以提高阻燃性能，或者加入微米粒子固化剂从而实现加热固化性能，但是，阻燃剂和微米粒子固化剂的添加往往不是效果不佳就是会影响树脂密封胶的力学性能等其他性能，不能满足苛刻环境的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种单组分环氧树脂阻燃密封胶及其制备方法和应用，具有很好的固化性能，阻燃性佳，在低温下也能确保优异的粘接力，在保持高水密性的同时，能灵活应对接缝的任何位移发挥高水密性能，且不需要底漆，施工性出色，可以用于装配式建筑中，且固化后力学性能佳。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供一种单组分环氧树脂阻燃密封胶，由环氧树脂、阻燃潜固化微胶囊、双氰胺、稀释剂、增韧剂按照质量比为100-120:10-15:7-10:2-4:0.2-0.5；所述阻燃潜固化微胶囊的制备方法如下：

4、s1.将亲油乳化剂加入液体石蜡中，搅拌混合均匀，滴加酚醛胺，乳化，得到乳液a；

5、s2.将异氰酸酯加入液体石蜡中，搅拌混合均匀，得到混合液b；

6、s3.将植酸和亲水乳化剂加入水中，搅拌混合均匀，得到混合液c；

7、s4.将混合液b和混合液c混合均匀，乳化，得到乳液d；

8、s5.将乳液d滴加到乳液a中，常温反应，然后升温反应，离心，洗涤，干燥，制得微胶囊；

9、s6.将步骤s5制得的微胶囊加入乙醇中，加入复合硅烷偶联剂，加热搅拌反应，离心，洗涤，干燥，制得阻燃潜固化微胶囊。

10、作为本发明的进一步改进，步骤s1中所述亲油乳化剂选自司盘-20、司盘-40、司盘-60、司盘-80、司盘-85中的至少一种，所述亲油乳化剂、液体石蜡、酚醛胺的质量比为1-2:100-120:12-15。

11、作为本发明的进一步改进，步骤s2中所述异氰酸酯、液体石蜡的质量比为1:2-4，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种；步骤s3中所述植酸、亲水乳化剂、水的质量比为5-7:0.5-1:100，所述亲水乳化剂选自吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80、吐温-85中的至少一种，步骤s4中所述混合液b和混合液c的质量比为2-4:10。

12、作为本发明的进一步改进，步骤s5中所述乳液d、乳液a的质量比为10：12-15，所述常温反应的时间为0.5-1.5h，所述升温至温度为50-60℃，反应4-6h；步骤s6中所述微胶囊、复合硅烷偶联剂的质量比为100:3-5，所述复合硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh580、kh590、kh602、kh792中的至少一种，所述加热搅拌反应的温度为40-50℃，时间为1-3h。

13、作为本发明的进一步改进，所述复合硅烷偶联剂为kh560和kh550的混合物，质量比为4-7:10。

14、作为本发明的进一步改进，所述阻燃潜固化微胶囊的制备方法如下：

15、s1.将1-2重量份亲油乳化剂加入100-120重量份液体石蜡中，搅拌混合均匀，滴加12-15重量份酚醛胺，乳化，得到乳液a；

16、s2.将10重量份异氰酸酯加入20-40重量份液体石蜡中，搅拌混合均匀，得到混合液b；

17、s3.将5-7重量份植酸和0.5-1重量份亲水乳化剂加入100重量份水中，搅拌混合均匀，得到混合液c；

18、s4.将20-40重量份混合液b和100重量份混合液c混合均匀，乳化，得到乳液d；

19、s5.将100重量份乳液d滴加到120-150重量份乳液a中，常温反应0.5-1.5h，然后升温至50-60℃，搅拌反应4-6h，离心，洗涤，干燥，制得微胶囊；

20、s6.将100重量份步骤s5制得的微胶囊加入200重量份乙醇中，加入3-5重量份复合硅烷偶联剂，加热至40-50℃，搅拌反应1-3h，离心，洗涤，干燥，制得阻燃潜固化微胶囊；

21、所述复合硅烷偶联剂为kh560和kh550的混合物，质量比为4-7:10。

22、作为本发明的进一步改进，所述稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，所述增韧剂选自聚癸二酸酐、丁基缩水甘油醚、羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶中的至少一种，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂和氢化双酚a型环氧树脂，所述环氧树脂的环氧值在0.05-0.5之间。

23、本发明进一步保护一种上述的单组分环氧树脂阻燃密封胶的制备方法，包括以下步骤：

24、(1)将阻燃潜固化微胶囊和双氰胺混合均匀，加热搅拌反应，冷却至室温，得到混合物；

25、(2)向步骤(1)中的混合物中加入环氧树脂，混合均匀，加入稀释剂、增韧剂，搅拌混合均匀，制得单组分环氧树脂阻燃密封胶。

26、作为本发明的进一步改进，步骤(1)中所述加热搅拌反应的温度为40-45℃，时间为20-40min。

27、本发明进一步保护一种上述的单组分环氧树脂阻燃密封胶在装配式建筑中的应用。

28、本发明具有如下有益效果：

29、潜伏性固化剂可以很好地克服传统型固化剂的缺点，其在常温常压下具有反应惰性，只有在加热等外界条件刺激下触发固化交联反应，与环氧树脂按比例直接混合成单组分体系，能够节约成本、固化简便、适用期长。本发明制备了一种阻燃潜固化微胶囊，通过以酚醛胺固化剂为芯材，聚脲和植酸为复合壳层，制备得到微胶囊结构，该微胶囊受外力作用时，可解封释放出固化剂，并在室温下实现快速固化，也可在加热解封下发生固化。同时，植酸能够与酚醛胺反应形成p-n阻燃剂，使得该密封胶的阻燃性得到明显提高，同时，壳层的植酸还可以与外部的双氰胺反应或者通过静电吸附，将不溶于环氧树脂的双氰胺固定于微胶囊周围，从而促进固化性能。

30、本发明制得的微胶囊在复合硅烷偶联剂的作用下，复合硅烷偶联剂为kh560和kh550的混合物，具有协同增效的作用，一方面带有环氧基团的硅烷偶联剂kh560能提高微胶囊在环氧树脂中的相容性，另一方面，带有氨基的硅烷偶联剂kh550也能够部分与环氧树脂发生开环反应，提高微胶囊在环氧树脂中的分散性，同时，氨基也能够与双氰胺形成氢键，从而进一步促进双氰胺固定于微胶囊周围，从而使得双氰胺在环氧树脂中也能够得到很均匀的分散，在加热条件下，一方面微胶囊释放酚醛胺固化剂，一方面双氰胺也发挥出协同固化的作用，从而能够使得环氧树脂能够快速、均匀固化，得到的固化后密封胶力学性能有一定的增强。

31、本发明制得的单组分环氧树脂阻燃密封胶有很好的固化性能，阻燃性佳，在低温下也能确保优异的粘接力，在保持高水密性的同时，能灵活应对接缝的任何位移发挥高水密性能，且不需要底漆，施工性出色，可以用于装配式建筑中，且固化后力学性能佳。