[发明专利]用于炭材料连接的粘接剂

摘要

本发明涉及一种以改性酚醛树脂为基料,以超细碳黑粉为主要填料的耐高温特种粘接剂,其特征在于配方中硼改性苯酚/甲醛摩尔比为1/1.5—1/3.5之间,最好在1/2.4—1/2.8之间,制备方法为先加入全部的硼改性苯酚和甲醛总量的40—60%,本发明的优点在于能保证碳素材料的C/C复合材料的各种优越性能,克服了铆接和螺接等机械连接造成的摩擦、磨损以及传统有机胶不能持久耐高温、无机陶瓷胶与粘接基体相容性差等缺点。

主权项

1.用于炭材料连接的粘接剂，其特征在于：(1)改性酚醛树脂的制备酚醛树脂是由酚类(苯酚、甲酚、二甲酚等)和醛类(甲醛、乙醛、糠醛等)，在酸或碱催化剂作用下合成的聚合物。本发明中的改性酚醛树脂是由硼改性苯酚和甲醛(37％溶液)等在碱催化剂作用下合成的，其配方中硼改性苯酚/甲醛摩尔比为1/1.5-1/3.5之间，最好在1/2.4-1/2.8之间，制备方法为先加入全部的硼改性苯酚和甲醛总量的40-60％，水浴加热，水温保持95℃，搅拌反应45-55分钟，再加入余下的全部甲醛，同时加入40％NaOH溶液，将反应液PH值调至＞7，继续在上述条件下搅拌反应充分，大约40分钟左右，再自然冷却至室温即为改性酚醛树脂，在室温下，其为粘稠状溶胶，溶于无水乙醇等。采用蒸发法测得该废性酚醛树脂含固量为50-55％。(2)粘接剂的制备用无水乙醇(化学试剂)稀释改性酚醛树脂溶胶[它们体积比＝(1.5-2.5)/5]，再加入碳黑粉作填料，碳黑粉/改性酚醛树脂＝3-28％，作为碳素材料或C/C复合材料粘接表面的初始粘胶剂。初始粘胶剂固化和碳化后的产物作为最终粘结剂。(3)连接方法试样制备：碳素材料或C/C复合材料试样的接合表面要用细砂纸磨平，保证接合面之间完全接触，然后用无水乙醇清洗和脱脂处理，再在烘箱中110-130℃下烘干备用。试样涂刷初始粘胶剂：在烘干了的试样表面刷涂初始粘胶剂1-4次，其刷涂方法是：前一次刷涂的初始胶粘剂凉干后，再刷后一次；刷涂好的试样凉干后，把它们接合在一起，用夹具夹紧；接合：把上了夹具的试样放入电阻炉中，使初始粘胶剂在130-150℃空气中固化1-2小时，形成有一定接合强度的粘接样；然后再把粘接样放入有氩气保护的固化炉(或真空炉，真空度≥20Pa)中炭化；700-1100℃或更高温度保温1-2小时，通过接合面之间炭化产物的扩散使试样粘接起来。