[发明专利]一种耐湿热贮存稳定的中温固化环氧结构胶膜及制备方法

说明书

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种耐湿热贮存稳定的中温固化环氧结构胶膜及制备方法。该环氧结构胶膜是通过包含环氧树脂、增韧剂、固化剂、促进剂@石墨烯复合物的胶料与载体热熔复合制备而成。在不影响其它性能的前提下，利用石墨烯的片层结构，阻止水分子侵入环氧树脂，使得环氧结构胶膜的耐湿热性能显著提高；利用石墨烯的位阻效应和离子键络合作用，降低取代脲促进剂在贮存条件下的反应活性，使得环氧结构胶膜的贮存期更长，解决了环氧树脂体系耐湿热性能差、双氰胺‑取代脲固化体系贮存期短的问题，满足大型航空飞行器对中温环氧结构胶膜的需求，适用于复合材料或金属等承力结构的胶接。

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种耐湿热贮存稳定的中温固化环氧结构胶膜及制备方法。

背景技术

中温固化环氧结构胶膜主要用作承力结构的金属材料和复合材料的板-板、板-芯的粘接，在航空航天领域得到广泛的应用，是当前航空结构胶粘剂中最主要的品种。中温固化环氧结构胶膜固化温度在120℃-130℃，相对于高温固化(170℃-180℃)胶膜，固化温度大幅度降低，可以减少高温固化造成的复合材料二次成型翘曲变形，满足复合材料的成型工艺对结构件的外形精度与疲劳性能的要求。

国内外现有的中温固化环氧结构胶膜大多数是以“双氰胺—取代脲”为固化体系，以橡胶为增韧剂的。国外代表性的产品有Hexcel公司的“Redux312胶膜”、Cytec公司的“FM73胶膜”、3M公司的“AF163胶膜”和Henkel-Loctite公司的“EA9628胶膜”等；国内代表性的产品有黑龙江省科学院石油化学研究院的“J-95胶膜”和中国航发北京航空材料研究院的“SY-24系列胶膜”等。上述这些中温固化环氧结构胶膜的主要优点是胶接性能优异、技术成熟度高、应用广泛。但是，以取代脲作为促进剂的中温固化结构胶膜在常温下的贮存期一般只有30天左右，在进行大面积胶接时，可能会发生胶膜放置过期而导致粘度显著升高甚至是凝胶化的问题，影响胶膜的粘接强度和对应制件的质量。与此同时，胶粘剂用环氧树脂体系因粘接性能的需要，内部的极性强、含有大量的羟基，使其容易吸附水分子和被水分子浸入，造成耐湿热性能差的问题。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术存在的问题而设计提供了一种耐湿热、贮存稳定的中温固化环氧结构胶膜及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种耐湿热贮存稳定的中温固化环氧结构胶膜，所述环氧结构胶膜是由环氧树脂、增韧剂、固化剂、促进剂@石墨烯复合物组成的胶料与载体经热熔复合制备而成的，可在120℃～130℃固化；所述环氧结构胶膜中胶料按如下重量份制备而成：环氧树脂60～80份；增韧剂10～20份；固化剂10～25份；促进剂@石墨烯复合物4～12份。

所述的环氧树脂牌号为E-54、E-51、E-44、0194、0191、850S双酚A型环氧树脂中的两种及以上混合而成。

所述的增韧剂为环氧基丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、环氧基聚丁二烯橡胶、羧基聚丁二烯橡胶、核壳橡胶粒子中的一种或几种组成。

所述的固化剂为超细双氰胺，其粒径≤10μm。

所述促进剂@石墨烯复合物为取代脲促进剂和氧化石墨烯表面的羧基相互作用络合成盐，使得取代脲促进剂以离子键的形式附着在石墨烯片层表面，所形成的复合物。

所述取代脲促进剂为2,4-二(N,N-二甲基)脲甲苯、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲脲、N-(3,4-二氯苯基)-N,N’-二苯基脲、4,4-二(N,N-二甲基)脲二苯甲烷或其它脲类衍生物。

所述氧化石墨烯的片层直径为100nm-10μm。

所述取代脲促进剂和氧化石墨烯的重量比为(1～2)：(3～5)。

所述的载体为尼龙纱网、聚酯纱网、无纺布中的一种。