[发明专利]中温固化型耐高温酚醛胶粘剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂。

背景技术

近年来，随着科学技术的进步，耐高温胶粘剂的性能不断提高，目前已广泛应用于各种高技术领域，特别是在航空、航天和电子等领域，耐高温胶粘剂发挥着不可替代的作用；同时，这些领域对胶粘剂的耐高温性的要求也愈来愈高。例如，超音速飞机在空中飞行时温度高达260～270℃，这些飞机的某些结构部位需采用高强度钛合金代替铝合金，相应地就需要使用耐高温胶粘剂大面积地粘接钛合金；在导弹上，要求耐高温胶粘剂于540℃的高温中维持1s；在微电子技术中，粘接基材在加工环节中的环境温度高达400℃。因此，胶粘剂要有足够的耐温性能，以保证在高温下保持良好的粘接性能；另一方面，在某些场合要求改善胶粘剂的工艺性能，使之可以在较低温度下固化，满足被粘材料加工过程中的需要。

酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热性能，尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，在以上领域应用广泛，但是现有的酚醛胶粘剂固化温度高、耐温性差。

发明内容

本发明解决了现有酚醛胶粘剂固化温度高、耐温性差的技术问题，提供了一种中温固化型耐高温酚醛胶粘剂。

中温固化型耐高温酚醛胶粘剂按质量份数比由100份的改性酚醛树脂溶液、5～40份的增韧剂、10～55份的固化剂、20～100份的耐热增强树脂和50～400份的填料制成。

所述的增韧剂为丁腈橡胶、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩糠醛、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇缩糠丁醛中的一种或其中几种的混合物。所述的固化剂为六亚甲基四胺或多聚甲醛。所述的耐热增强树脂为热固性聚酰亚胺树脂。所述的填料为铜粉、金粉、银粉、氧化锌、氧化铁、铁粉、云母粉、滑石粉、碳酸钙、锡粉、氧化镁、锌粉、氧化钙、铝粉、氧化锆、化石粉、氧化铝、高岭土、氧化铬、氧化铜、氧化钛、氧化锑、二氧化硅、硅灰石、石墨、石英砂、方解石、氧化锰、炭黑、玻璃纤维、玻璃微球、陶瓷粉、氮化硼、石棉和碳化硼中的一种或其中几种的混合物。

所述的改性酚醛树脂溶液的制备方法如下：

一、将20～130g的酚类化合物、20～150g醛类化合物和催化剂在50～100℃下反应1～6小时，脱水至1～2万厘泊，即得酚醛预聚物；

二、将70～200g混合有机硅单体、6～24g硼类化合物和30～60g水混合，然后在60～120℃下反应5～10h，减压蒸馏，并在110～140℃下保持3～6h，然后加入溶剂，配制成质量浓度为50％的有机硅硼树脂溶液；

三、将100份酚醛预聚物和20～60份的有机硅硼树脂溶液混合，在60～120℃下反应3～5h，反应过程中所生成的水由分水器分出，反应结束后，即得改性酚醛树脂溶液。

步骤一中所述的酚类化合物是苯酚、甲基苯酚、偏氨基苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、烷基间苯二酚、间苯三酚、对苯二酚、双酚-A、双酚-F及联苯酚中的一种或其中几种的混合物；步骤一中所述的醛类化合物是甲醛、多聚甲醛、糠醛、水杨醛及乙醛中的一种或其中几种的混合物。步骤一中所述的催化剂是盐酸、草酸、醋酸、对甲苯磺酸、苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、对氯苯磺酸、醋酸锌、氧化锌、醋酸铬、醋酸锰及醋酸铜中的一种或其中几种的混合物。步骤二中所述的混合有机硅单体是六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基苯基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、四甲基二乙烯基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷及十二烷基三乙氧基硅烷中几种的混合物。步骤二中所述硼类化合物是硼酸、苯基硼酸、3-甲氧基苯基硼酸及对溴基苯基硼酸中的一种或其中几种的混合物；步骤二中所述的溶剂是乙酸乙酯、丙酮、甲苯、乙醇、四氢呋喃、二甲苯及N，N-二甲基乙酰胺中的一种或其中几种的混合物。

本发明的胶粘剂固化温度较低，可在100℃下固化，即可获得良好的粘接强度，在100℃固化6小时后的室温剪切强度可达13.5MPa，1000℃下仍有2.3MPa的剪切强度，在高温使用环境下，进一步发生复杂的反应，造成结构转化，生成耐温性更高的产物，从而实现梯次固化、梯次耐温，这是其它类型的耐高温胶所难以实现的。

附图说明