隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,對(duì)膠黏劑的耐熱性要求越來越高(長時(shí)間耐熱需達(dá)250℃,瞬間耐熱500℃)。尤其是航空、航天、軍工、電子、電力、汽車、機(jī)械等領(lǐng)域,耐高溫環(huán)氧膠黏劑顯得更為重要。例如航天飛機(jī)經(jīng)過大氣層約20min以上,氣動(dòng)加熱溫度可達(dá)400~2000℃;宇宙飛船和運(yùn)載火箭氣動(dòng)加熱溫度高達(dá)2000℃;導(dǎo)彈鼻錐在飛行過程中氣動(dòng)加熱超過600℃;戰(zhàn)略導(dǎo)彈再人大氣層時(shí),溫度高達(dá)幾千攝氏度;火箭的頭部在發(fā)射時(shí)溫度高達(dá)450℃以上;車輛剎車片、制動(dòng)帶的粘接間歇使用要求250~300℃,極限情況需要耐溫300~600℃;大型發(fā)電機(jī)組和核電站的重要部位需要耐熱200~250℃;點(diǎn)焊膠要求能耐溫200左右;先進(jìn)復(fù)合材料要求耐熱溫度500℃以上。
耐高溫膠黏劑的溫度范圍、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)目前國內(nèi)外尚未確切界定,各行各業(yè)要求不盡相同。國外有人按使用溫度范圍和時(shí)間,將高溫膠黏劑劃分為3類。Ⅰ在538~760℃使用幾秒至幾分鐘;Ⅱ在288~371℃使用幾百小時(shí);Ⅲ在177~232℃使用幾千小時(shí)。一般來說,耐熱溫度超過200℃(含200℃)可稱為耐高溫膠黏劑,低于200℃只能為耐熱膠黏劑。
采用耐高溫環(huán)氧樹脂,如多官能縮水甘油型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、雙酚S環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅環(huán)氧樹脂等;配合耐高溫固化劑,如芳香胺、芳環(huán)或脂環(huán)酸酐、酚醛樹脂、硼酚醛樹脂(如FB)、雙氰胺等;使用耐高溫增韌劑,如聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氰酸酯等;加入耐熱填充劑,如鋁粉、氧化鋁粉、溫石棉粉、超細(xì)硅酸鋁、玻璃粉、氣相白炭黑、硅微粉、無機(jī)晶須、碳納米管等;添加抗熱氧劑和金屬離子鈍化劑,如8-羥基喹啉、沒食子酸丙酯、乙酰丙酮金屬鹽、五氧化二砷等;加入適當(dāng)適量硅烷偶聯(lián)劑,如KH-550、KH-560、南大-42、南大-73等,可以制備耐高溫環(huán)氧膠黏劑。日本荒川化學(xué)工業(yè)公司已開發(fā)出耐熱溫度高達(dá)380℃的環(huán)氧樹脂。碳納米管改性環(huán)氧樹脂可制成耐高溫結(jié)構(gòu)膠黏劑。聚酰亞胺改性酚醛環(huán)氧膠黏劑耐溫高達(dá)300℃以上,可用于粘接剎車片。
耐高溫環(huán)氧膠黏劑有高溫固化型、中溫固化型和室溫固化型,其耐高溫性是加熱固化型優(yōu)于室溫固化型。
耐高溫環(huán)氧膠黏劑的典型配方(質(zhì)量份)如下所示。
①F-44酚醛環(huán)氧樹脂 100
647酸 80
氧化鋅晶須 10
鈦白粉(300 151) 50
玻璃粉(200目) 50
150℃/3h或150℃/1h+200℃/2h固化。
粘接鋁的剪切強(qiáng)度室溫13.0MPa,200℃時(shí)11.0MPa,250℃時(shí)5.7MPa。長期耐熱溫度200~250℃,短時(shí)耐高溫1000℃。
②F-51酚醛環(huán)氧樹脂 100
雙酚A-有機(jī)硅縮合物 33
鋁粉 126
五氧化二砷(As2O5) 32
As2O5既是固化劑又是抗氧劑,能與硅樹脂生成As-O-Si鍵。
80℃/1h+150℃/3h+180℃/6h固化。
粘接不銹鋼的剪切強(qiáng)度316℃時(shí)8.3MPa,316℃/200h老化后強(qiáng)度仍有5.2MPa。
③AG-80環(huán)氧樹脂 100
咪唑 10
酸洗石棉粉 40
氫氧化鎂晶須 10
60℃/8h或80℃/4h或100℃/6h固化。
粘接鋁合金的拉伸強(qiáng)度室溫≥12.7MPa,180c時(shí)11.8MPa,220℃時(shí)9.8MPa。使用溫度-55~220℃。
④E-20環(huán)氧樹脂 50
含硼有機(jī)硅樹脂 50
聚乙烯醇縮丁醛乙醇溶液 12.5
雙氰胺 4.5
二甲苯 50
0.05MPa壓力,160℃/1~2h固化。粘接鋁合金的剪切強(qiáng)度室溫22.4MPa,300℃時(shí)8.8MPa。最高使用溫度300℃。
國產(chǎn)耐高溫環(huán)氧膠黏劑的牌號(hào)有E-4、9111、J-27、J-44-1、J-168、J-183、J-223等。 環(huán)氧樹脂 - mcguy.net -(責(zé)任編輯:admin) |