随着高新技术的迅猛发展,对胶黏剂的耐热性要求越来越高(长时间耐热需达250℃,瞬间耐热500℃)。尤其是航空、航天、军工、电子、电力、汽车、机械等领域,耐高温环氧胶黏剂显得更为重要。例如航天飞机经过大气层约20min以上,气动加热温度可达400~2000℃;宇宙飞船和运载火箭气动加热温度高达2000℃;导弹鼻锥在飞行过程中气动加热超过600℃;战略导弹再人大气层时,温度高达几千摄氏度;火箭的头部在发射时温度高达450℃以上;车辆刹车片、制动带的粘接间歇使用要求250~300℃,极限情况需要耐温300~600℃;大型发电机组和核电站的重要部位需要耐热200~250℃;点焊胶要求能耐温200左右;先进复合材料要求耐热温度500℃以上。
耐高温胶黏剂的温度范围、评价标准目前国内外尚未确切界定,各行各业要求不尽相同。国外有人按使用温度范围和时间,将高温胶黏剂划分为3类。Ⅰ在538~760℃使用几秒至几分钟;Ⅱ在288~371℃使用几百小时;Ⅲ在177~232℃使用几千小时。一般来说,耐热温度超过200℃(含200℃)可称为耐高温胶黏剂,低于200℃只能为耐热胶黏剂。
采用耐高温环氧树脂,如多官能缩水甘油型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、双酚S环氧树脂、有机硅环氧树脂等;配合耐高温固化剂,如芳香胺、芳环或脂环酸酐、酚醛树脂、硼酚醛树脂(如FB)、双氰胺等;使用耐高温增韧剂,如聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氰酸酯等;加入耐热填充剂,如铝粉、氧化铝粉、温石棉粉、超细硅酸铝、玻璃粉、气相白炭黑、硅微粉、无机晶须、碳纳米管等;添加抗热氧剂和金属离子钝化剂,如8-羟基喹啉、没食子酸丙酯、乙酰丙酮金属盐、五氧化二砷等;加入适当适量硅烷偶联剂,如KH-550、KH-560、南大-42、南大-73等,可以制备耐高温环氧胶黏剂。日本荒川化学工业公司已开发出耐热温度高达380℃的环氧树脂。碳纳米管改性环氧树脂可制成耐高温结构胶黏剂。聚酰亚胺改性酚醛环氧胶黏剂耐温高达300℃以上,可用于粘接刹车片。
耐高温环氧胶黏剂有高温固化型、中温固化型和室温固化型,其耐高温性是加热固化型优于室温固化型。
耐高温环氧胶黏剂的典型配方(质量份)如下所示。
①F-44酚醛环氧树脂 100
647酸 80
氧化锌晶须 10
钛白粉(300 151) 50
玻璃粉(200目) 50
150℃/3h或150℃/1h+200℃/2h固化。
粘接铝的剪切强度室温13.0MPa,200℃时11.0MPa,250℃时5.7MPa。长期耐热温度200~250℃,短时耐高温1000℃。
②F-51酚醛环氧树脂 100
双酚A-有机硅缩合物 33
铝粉 126
五氧化二砷(As2O5) 32
As2O5既是固化剂又是抗氧剂,能与硅树脂生成As-O-Si键。
80℃/1h+150℃/3h+180℃/6h固化。
粘接不锈钢的剪切强度316℃时8.3MPa,316℃/200h老化后强度仍有5.2MPa。
③AG-80环氧树脂 100
咪唑 10
酸洗石棉粉 40
氢氧化镁晶须 10
60℃/8h或80℃/4h或100℃/6h固化。
粘接铝合金的拉伸强度室温≥12.7MPa,180c时11.8MPa,220℃时9.8MPa。使用温度-55~220℃。
④E-20环氧树脂 50
含硼有机硅树脂 50
聚乙烯醇缩丁醛乙醇溶液 12.5
双氰胺 4.5
二甲苯 50
0.05MPa压力,160℃/1~2h固化。粘接铝合金的剪切强度室温22.4MPa,300℃时8.8MPa。最高使用温度300℃。
国产耐高温环氧胶黏剂的牌号有E-4、9111、J-27、J-44-1、J-168、J-183、J-223等。 环氧树脂 - www.epoxy8.com -(责任编辑:admin) |