[发明专利]一种常温固化耐高温酚醛胶粘剂的制备方法

说明书

本发明属于酚醛胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种常温固化耐高温酚醛胶粘剂的制备方法。本发明首先合成含有活性端基的酚醛树脂预聚物，再利用酚醛树脂预聚物和硼类化合物制备出含有活性端基的硼酚醛树脂；最后将含有活性端基的硼酚醛树脂、由醛类化合物和粉状聚乙烯醇混合制得的固化膏、液体增韧剂和填料混合制得常温固化耐高温酚醛胶粘剂。本发明利用固化膏中含有的大量游离甲醛对含有活性端基的耐高温硼酚醛树脂进行常温固化，所制得胶粘剂在常温条件下即可固化并获得良好的粘接强度，且本发明制备的胶粘剂具有耐高温性、胶粘剂体系呈中性，可用于金属‑金属以及金属‑非金属粘接、对固化环境适应性强等优点。

技术领域

本发明属于酚醛胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种常温固化耐高温酚醛胶粘剂的制备方法。

背景技术

酚醛胶粘剂作为一种耐高温胶粘剂在航空、航天等领域发挥着不可替代的作用。随着这些领域对胶粘剂的耐高温性和工艺性要求的提高，制备低温固化耐高温酚醛胶粘剂用于金属-金属以及金属-非金属粘接具有越来越重要的意义。刘晓辉以有机酸作为固化剂制备了常温固化酚醛树脂，并将其用于木材表面处理。由于体系呈酸性，不能用于金属材料的粘接。庞金兴报道了常温固化耐高温酚醛树脂胶粘剂的研制，但其主体系仍为环氧树脂和胺类固化剂，固化过程是环氧树脂与固化剂的反应，而不是酚醛树脂的常温固化。

硼酚醛比普通酚醛树脂具有更为优异的耐热性、耐瞬时高温和机械性能，是空间技术领域内一种优良的耐烧蚀材料。但硼酚醛树脂的固化温度一般高于160℃，限制了其在低温固化领域的应用。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种常温固化耐高温酚醛胶粘剂的制备方法。

本发明一种常温固化耐高温酚醛胶粘剂的制备方法步骤如下：

一、将100g活性酚类化合物、20-180g醛类化合物和0.2-2g催化剂在40-80℃条件下反应6-12小时，在温度不超过100℃的情况下使反应体系脱水至0.1-1万厘泊，向反应体系中再加入10-30g相同的活性酚类化合物，在40-70℃条件下反应3-10小时，制得含有活性端基的酚醛预聚物；

二、按质量份数比将100份含有活性端基的酚醛预聚物和10-30份的硼类化合物混合，在80-100℃条件下反应4-6h，反应结束后在65-70mmHg的压力下使反应体系脱水至2-5万厘泊，制得含有活性端基的硼酚醛树脂；

三、按质量份数比将100份的含有活性端基的硼酚醛树脂，10-55份的固化膏，5-20份的液态增韧剂，20-200份的填料混合均匀，制得常温固化耐高温酚醛胶粘剂。

进一步的，步骤一中所述活性酚类化合物为间苯二酚与苯酚、甲基苯酚、邻苯二酚、烷基间苯二酚、间苯三酚、对苯二酚、双酚-A及双酚-F中的一种或其中几种的混合物。

进一步的，步骤一中所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛、糠醛、水杨醛、乙醛中的一种或其中几种的混合物。

进一步的，步骤一中所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化镁、氢氧化钡、氢氧化钙、氯化铵中的一种或其中几种的混合物。

进一步的，步骤二中所述硼类化合物为硼酸、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。

进一步的，步骤三中所述固化膏中聚乙烯醇浓度为0.5-10％。

进一步的，所述固化膏的制备方法是将粉状聚乙烯醇分批加入到15-25℃的甲醛溶液中，控制搅拌速度为100-300rmp，搅拌5-24h即可。

进一步的，所述粉状聚乙烯醇的聚合度为500-2600，醇溶度为88-99％。

进一步的，步骤三中所述液态增韧剂为液体丁腈橡胶、液体聚异戊二烯橡胶、CTBN、ATBN和HTBN中的一种或其中几种的混合物。