[发明专利]室温固化耐高温胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域：

    本发明涉及一种室温固化耐高温胶粘剂，还涉及该室温固化耐高温胶粘剂的制备方法，应用于高温环境下不同材料部段之间的连接密封。

背景技术：

    耐高温胶粘剂在航天、航空、电子、汽车、机械制造等诸多技术领域中有着非常重要的地位，也是导弹、高速飞行器等装备中不可或缺的一类重要材料。随着现代科学技术的快速发展，高速高温部段中耐热部件得到了广泛应用，这些耐热部件多采用陶瓷和C／C等耐高温复合材料，传统部件连接工艺已无法满足要求，这就必然导致耐高温胶粘剂和胶接工艺的大量采用。

    无机类胶粘剂虽有着较高的耐高温性能(900℃～2500℃)及粘接强度，但存在脆性大，耐环境腐蚀(耐酸碱、耐水、耐介质)性差，在冲击和振动环境中，工作温度急剧变化条件下其连接密封失效的风险也较大，很少用于结构粘接。一般的聚合物胶粘剂虽然有着较好的柔韧性，可以克服无机类胶粘剂脆性大，不耐冲击和振动的缺点，但在高温下容易分解，最高使用温度一般在350℃左右，普遍耐温等级较低。

本发明主要基于提高陶瓷和C／C等耐高温复合材料高温连接密封可靠性，并在国内外进行了充分的调研。通过调研得知，目前国外对这类耐高温复合材料的连接密封胶粘剂材料进行了技术封锁，极少有相关资料信息报道；而国内对该类胶粘剂的研究开发尚处于起步阶段，目前尚未有能满足应用需求的高性能胶粘剂材料面向市场。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种室温固化耐高温胶粘剂及其制备方法，该室温固化耐高温胶粘剂具有粘接强度高、优异的耐水性、耐高温及高可靠性等优点，主要用于耐高温及高可靠性要求航天应用的陶瓷和C／C等耐高温复合材料连接密封材料中。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种室温固化耐高温胶粘剂，由改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂组成，所述改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂的质量分数比为100：(65～85)：(5～10)；所述无机复合填料由主填料和辅助填料组成，所述主填料为高补强炭黑、气相法白碳黑或硼粉中至少一种；所述辅助填料为硼粉、碳化硅、硅粉、氧化硅或硼化锆中的至少两种。

所述改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂的质量分数比为100：75：5。

所述改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂的质量分数比为100：80：8。

    所述主填料和辅助填料的质量配比范围 1：1.5。

所述主填料的粒径为5～30 um。

所述辅助填料的粒径为10～100 um。

所述固化剂为甲醛溶液。

     上面所述的室温固化耐高温胶粘剂的制备方法，其步骤如下：在室温条件下，将改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂按照比例进行混合，搅拌均匀后，在室温条件下放置7天完成固化，即得到所述的室温固化耐高温胶粘剂。

    在本发明中，改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂的质量分数比为 100：(65～85)：(5～10)；在此配比范围内，配制的胶粘剂在室温下固化前具有合适的粘度，施工操作性强，同时保证具有较强的粘接强度。

    所述主填料为高补强炭黑、气相法白碳黑或硼粉中至少一种，这些主填料具有熔点高、在高温下有较高反应活性、可与基体树脂及其它填料发生化学反应的特性。

    所述辅助填料为硼粉、碳化硅、硅粉、氧化硅或硼化锆中至少两种，这些辅助填料具有耐高温特性，常温及高温下强度高，耐热震性好，化学性能稳定，耐酸碱腐蚀，高温下抗氧化性好，提高高温固化物残留率。

    当所述改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂的质量分数比为100：75：5时，在该组分配比下，可保证在较好施工操作性的同时、具有较高的高温粘接强度。

     当所述改性COPNA树脂、无机复合填料和固化剂的质量分数比为100：85：8时，具有较高的室温粘接强度。

    所述主填料的粒径为5～30um，主填料在此粒径范围具有较大比表面积，反应接触面较大，反应活性较高，粘接强度较高。

    所述辅助填料的粒径为10～100um，辅助填料在此粒径范围时与主填料粒径范围接近，同时主、辅填料粒径匹配度较好，可减小不同粒径间得空隙率，提高反应活性。