專利名稱：一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠粘劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于結構膠黏劑領域，具體涉及一種能夠室溫完全固化，并且可在高溫條件下長期使用的納米粉末橡膠改性環(huán)氧樹脂膠粘劑。。
背景技術：
現(xiàn)有耐高溫膠粘劑主要由固體粉末固化劑和高粘度樹脂配制而成，但是多為中溫或高溫固化劑，需要加熱裝置，應用工藝復雜，而且配比用量大，不易簡單混合均勻。中國專利03116358.0報道一種組成包括5_50 % (重量份)聚酰亞胺前驅體， 95-50% (重量份)4，4’_二氨基二苯基甲烷型四官能環(huán)氧化合物和以前二種物料的混合物 100重量為基礎之2-30重量份聚甲基(3，3，3_三氟丙基)硅氧烷橡膠的膠粘劑組成物于 20-40°C在四氫呋喃溶劑中攪拌均勻混合獲膠粘劑溶液。此種膠粘劑溶液對鋁合金的粘接其強度為剪切強度200°C 12-14MPa;250°C 4. 87MPa;270°C 3. 93Mpa;不均勻剝離強度室溫 40KN/m;對鈦合金粘接其強度為剪切強度室溫24. 5MPa;250°C 4. 9MPa;270°C 4. 15MPa。中國專利85100135報道本改性環(huán)氧膠粘劑主要包括有(1)可加熱固化的每個分子中至少有兩個端環(huán)氧基的二種或二種以上混合環(huán)氧樹脂100份< 重量 >，最好其中至少有一種是固體環(huán)氧樹脂，至少有另一種是25°c下為液體的環(huán)氧樹脂，( 數均分子量在3000-4000，丙烯腈含量在20%-3296，平均官能度在1. 7以上的端羧基液體丁腈橡膠 5-35份，(3)少量在25°C下穩(wěn)定，加熱到120°C能固化的潛伏性固化劑和促進劑以及適量觸變劑.該種膠粘劑為單組分膠，可制成膠膜，膠液或膠棒，是一類中溫固化高強度改性環(huán)氧結構膠粘劑.
中國專利200610151171. X報道本發(fā)明公開了一種新型耐高溫環(huán)氧樹脂膠粘劑及其制備方法，它是由甲、乙雙組分組成，甲組分包括芴基環(huán)氧樹脂、E-51環(huán)氧樹脂和E-44環(huán)氧樹脂，乙組分包括酸酐固化劑，各組分的質量比為芴基環(huán)氧樹脂100份、E-51環(huán)氧樹脂 0 50份、E-44環(huán)氧樹脂0 50份、酸酐固化劑30 80份。本發(fā)明由雙酚芴與環(huán)氧氯丙烷經縮聚反應制成芴基環(huán)氧樹脂，將樹脂與固化劑加熱共混，制成環(huán)氧樹脂膠粘劑，該膠粘劑在150 200°C下固化后，其高溫)剪切強度達到SMPa以上，可用于對高溫剪切強度要求較高的場合。前述技術的主要問題在于材料需要在加熱條件下固化，若大量地應用到大型基礎設施上將會出現(xiàn)難以克服的困難，需要昂貴的加熱裝置和復雜的控制技術，在大多數場合是不經濟的。

發(fā)明內容
為了解決膠粘劑于常溫固化后在高溫條件下使用時仍然保持較高強度的難題，本發(fā)明提供了一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，達到常溫固化就能滿足高溫使用性能，方便工程應用。本發(fā)明的一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，由以下重量份組分直接混合組成
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(XH) 9(Γ120份， 多官能度環(huán)氧樹脂(DH)15^40份，
耐高溫改性芳香胺固化劑35 55份，
耐高溫填料(FZX)70 110份，
促進劑廣10份，
偶聯(lián)劑廣10份；
所述納米橡膠改性環(huán)氧樹脂是每100份Ε-51/Ε44環(huán)氧樹脂加入5 50份的活性納米級橡膠中，在15 75°C均勻混合得到改性的增韌環(huán)氧樹脂；所述耐高溫改性芳香胺固化劑是將80 100份的間苯二胺加熱至45 50度，加入廣7份咪唑，加完后升溫至65°C，加入30 45 份的脂環(huán)胺甲基環(huán)戊二胺與2，3_ (二甲基)二亞丁基三胺按質量比2 :Γ3 1混合后的混合物，反應3、小時，出料制得粘度為200(T3000mpa. s的改性芳香胺固化劑。所述活性納米級橡膠可采用專利申請?zhí)?0816450. 9中記載的納米級全硫化可控粒徑粉末橡膠。其中優(yōu)選配方配比由以下重量份組分組成 納米橡膠改性環(huán)氧樹脂 100-110份， 多官能度環(huán)氧樹脂25-35份， 耐高溫改性芳香胺固化劑 40-50份，
耐高溫填料80-100份，
促進劑5-7份，
偶聯(lián)劑3-7份。上述多官能度環(huán)氧樹脂為酚醛型多官能環(huán)氧、4，5_環(huán)氧環(huán)已基-1，2-二甲酸二縮水甘油酯(TDE85)或二氨基二苯甲烷四縮水甘油醚(AG80)
上述耐高溫填料是將硅微粉或氧化鋁粉或石棉粉或硫酸鋇粉的一種或者幾種在 80% 85%濃硫酸中于高溫12(T135°C下酸洗2 3小時，再用純水洗至PH為7，經高溫除去水分后制得。 上述促進劑為苯酚、間苯二酚、鄰甲酚、壬基酚或二本酚基丙烷。上述偶聯(lián)劑為^一氨丙基三乙氧基硅烷(1(!1-550)、3—(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、Y —甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)或苯胺甲基三乙氧基硅烷(南大-42)。本技術主要特點在于應用高分子納米級橡膠材料特有的耐溫增韌劑，確保膠體在高溫和應力下有足夠的韌性不致于破裂，改性脂環(huán)/芳香胺固化劑有穩(wěn)定的內部結構而不易受熱破壞，高交聯(lián)的立體網絡空間結構確保膠體在高溫下不致發(fā)生過大的形跡而導致膠層自身破壞，填料中的顆粒起到了降低固化收縮率和高溫膨脹率的作用，填料中的纖維起到了增大斷裂強度的作用，偶聯(lián)劑在有機-無機相之間起到了關鍵的橋聯(lián)作用，對粘接強度和耐熱沖擊，耐腐蝕有強的抵抗作用。本發(fā)明納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，室溫固化Mh，室溫拉剪強度 14Mpa。三天后完全固化，室溫拉剪強度達到18 Mpa以上。150°C拉剪強度在6 Mpa以上， 180°C時大于 2. 5 Mpa0
本發(fā)明的有益效果是普通膠黏劑需要在加熱條件下固化，若大量地應用到大型基礎設施上將會出現(xiàn)難以克服的困難，需要昂貴的加熱裝置和復雜的控制技術，在大多數場合是不經濟的；而本發(fā)明可以在常溫下固化且在高溫條件下使用時仍然保持較高強度， 施工方便，節(jié)約成本。
具體實施例方式
下述份數均為重量份；
1、納米橡膠改性環(huán)氧樹脂的制備
每100份E44環(huán)氧樹脂加入15份的活性納米級橡膠中，在55°C均勻混合得到改性的增韌環(huán)氧樹脂，備用；
2、耐高溫改性芳香胺固化劑的制備
將90份的間苯二胺加入反應器中，加熱至45度，加入4份咪唑，加完后升溫至65°C，加入40份的脂環(huán)胺甲基環(huán)戊二胺TAC/TAB反應3. 85小時，出料制得到粘度為2500mpa. s的改性芳香胺固化劑，備用；
3、耐高溫填料的制備
將硅微粉、氧化鋁粉、石棉粉、硫酸鋇粉分別在85%濃硫酸中于高溫130°C下酸洗2. 5小時，再用純水洗至PH為7，經高溫除去水分后備用；
實例一
原料配方如下
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂95份，
多官能度環(huán)氧樹脂20份，
耐高溫改性芳香胺固化劑 40份， 間苯二酚3份
KH-5503 份
石棉粉25份
氧化鋁粉50份
混合均勻后于室溫固化三天，測試拉伸前切強度為室溫18. 5Mpa, 150度時 6. 2Mpa, 180 度時 2. 6MPa
實例二
原料配方如下
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂100份，
多官能度環(huán)氧樹脂30份，
耐高溫改性芳香胺固化劑 50份， 南大-425份
鄰甲酚5份
石棉粉30份
氧化鋁粉60份
混合均勻后于室溫固化三天，測試拉伸前切強度為室溫18. 7Mpa, 150度時6.3Mpa, 180 度時 2. 7MPa
實例三
原料配方如下
納米橡膠改性環(huán)氧樹脂 115份多官能度環(huán)氧樹脂40份
耐高溫改性芳香胺固化劑陽份 KH-5608 份
鄰甲酚7份
石棉粉觀份
氧化鋁粉65份
硫酸鋇15份
混合均勻后于室溫固化三天，測試拉伸前切強度為室溫18. 7Mpa, 150度時
7.6Mpa, 180 度時 3. 2Mpa。
權利要求
1.一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，由以下重量份組分簡單混合組成 納米橡膠改性環(huán)氧樹脂 9(Γ120份，多官能度環(huán)氧樹脂15 40份，耐高溫改性芳香胺固化劑 35 55份， 耐高溫填料70 110份，促進劑廣10份，偶聯(lián)劑廣10份；所述納米橡膠改性環(huán)氧樹脂是每100份Ε-51/Ε44環(huán)氧樹脂加入5 50份的活性納米級橡膠中，在15 75°C均勻混合得到改性的增韌環(huán)氧樹脂；所述耐高溫改性芳香胺固化劑是將80 100份的間苯二胺加熱至45 50度，加入廣7份咪唑，加完后升溫至65°C，加入30 45 份的脂環(huán)胺甲基環(huán)戊二胺與2，3- (二甲基)二亞丁基三胺按質量比2 :Γ3 1混合后的混合物，反應3、小時，出料制得粘度為200(T3000mpa. s的改性芳香胺固化劑。
2.根據權利要求1所述的一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，其特征在于，由以下重量份組分直接混合組成納米橡膠改性環(huán)氧樹脂 100-110份， 多官能度環(huán)氧樹脂25-35份，耐高溫改性芳香胺固化劑 40-50份， 耐高溫填料80-100份，促進劑5-7份，偶聯(lián)劑3-7份。
3.根據權利要求1或2所述的一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，其特征在于，所述多官能度環(huán)氧樹脂為酚醛型多官能環(huán)氧、4，5_環(huán)氧環(huán)已基-1，2-二甲酸二縮水甘油酯或二氨基二苯甲烷四縮水甘油醚。
4.根據權利要求1或2所述的一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，其特征在于，所述耐高溫填料是將硅微粉或氧化鋁粉或石棉粉或硫酸鋇粉的一種或者幾種在 80% 85%濃硫酸中于高溫12(T135°C下酸洗2 3小時，再用純水洗至PH為7，經高溫除去水分后制得。
5.根據權利要求1或2所述的一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，其特征在于，所述促進劑為苯酚、間苯二酚、鄰甲酚、壬基酚或二本酚基丙烷。
6.根據權利要求1或2所述的一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為Y—氨丙基三乙氧基硅烷、3 —(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、 Y —甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑，由90~120份的納米橡膠改性環(huán)氧樹脂(XH)、15~40份的多官能度環(huán)氧樹脂(DH)、35~55份的耐高溫改性芳香胺固化劑、70~110份的耐高溫填料(FZX)、1~10份的促進劑、1~10份的偶聯(lián)劑組成；本發(fā)明的一種納米橡膠改性室溫固化耐高溫結構膠黏劑常溫固化就能滿足高溫使用性能，方便工程應用。
文檔編號C09J121/00GK102453458SQ20101052194
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權日2010年10月28日
發(fā)明者李發(fā)凱, 李福志, 粟再祥 申請人:長沙把兄弟膠粘劑有限公司