[发明专利]一种有机/无机复合胶黏剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机/无机复合胶黏剂，具体涉及一种应用于航空航天领域的耐高温胶黏剂。

背景技术

耐高温胶黏剂的研究开始于20世纪50年代后期，目的是满足航空和电子工业的需要，其中有刹车系统的粘接、高速飞机的油箱密封、高速飞机和航天飞机的结构粘接等。耐高温胶黏剂包括有机胶黏剂和无机胶黏剂两类，有机耐高温胶黏剂主要有硅树脂、硅橡胶、聚酰亚胺、酚醛、环氧树脂等，而无机耐高温胶黏剂主要有硅酸盐类、碱金属磷酸盐类和硅溶胶等。有机胶黏剂种类众多，对于材料的粘结强度一般较高，但是由于有机物在高温下易分解，普遍耐温等级不高。如环氧胶黏剂称为万能胶黏剂，品种众多，用途广泛，其家族中耐高温性能最强的四官能环氧树脂，其耐温等级一般只在180～200℃。而目前耐高温等级最高的有机胶黏剂为聚酰亚胺胶黏剂，固化温度达到200～400℃，一般耐温也不超过350℃。酚醛树脂是最早工业化的合成树脂，作为胶黏剂具有结合强度大、残炭高的优点，其抗氧化性不足，不超过400℃容易被氧化，因此也无法作为单一组分应用于耐高温胶黏剂领域。而无机胶粘剂虽然耐高温性能极为优异(一般耐900～1000℃，可以-183～2900℃范围内使用)、收缩率小，抗老化性好，原材料低廉，缺点是耐酸碱性和耐水性差，脆性大，不耐冲击，而且低温时的粘结强度一般不高。

近些年来，耐高温胶粘剂应用日益扩大，对其技术要求也愈加苛刻。如航天航空行业的迅速发展对胶黏剂的耐热性提出了更高的要求，导弹发射台坐垫部件、导弹和火箭高温系统材料、火箭和超音速飞机头部均要求耐高温胶黏剂的工作温度超过500℃，而且在更高的温度下仍具有较高的粘结强度，并在规定的时间内保持这种性能。尽管耐高温胶粘剂新产品、新用途不断被报道，但迄今为止，限于无机和有机胶粘剂本身的固有缺陷，其性能很难有根本上的突破，难以满足科技发展对胶黏剂的使用需求。利用无机胶粘剂和有机胶粘剂二者的优点，研究和开发有机和无机复合型胶粘剂，是耐高温胶黏剂的一大发展趋势。采用有机物和无机填料共混，这样不仅在低温下具有较高的粘结强度，而且在高温下有机物与无机填料反应烧结成无机陶瓷结构，达到耐高温的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机/无机复合胶黏剂，为一种室温粘结性强、具有耐高温性能的胶黏剂。

本发明提供的一种有机/无机复合胶黏剂，由酚醛树脂、无机填料和溶剂组成；所述酚醛树脂、无机填料和溶剂的质量份数比为100∶(80～150)∶(40～80)。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述酚醛树脂、无机填料和溶剂的质量份数比具体可为100∶80∶40、100∶120∶60或100∶150∶80。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述酚醛树脂可为热固性酚醛树脂。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述酚醛树脂可为高邻位热固性酚醛树脂。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述高邻位热固性酚醛树脂可按照包括如下步骤的方法制备：苯酚和甲醛在氧化锌的催化下进行反应；反应结束后进行真空脱水，当体系的凝胶时间为100s～150s时即得产品。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述苯酚、甲醛和氧化锌的摩尔份数比可为1∶(1.2～1.8)∶(0.03～0.06)，具体可为1∶1.2∶0.03、1∶1.8∶0.06或1∶1.5∶0.05.

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述反应的温度可为80℃～100℃，具体可为80℃、90℃或100℃，反应的时间可为7h～10h，具体可为7h、8h或10h。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述无机填料可为锆粉、铁粉、碳粉、硼粉、硅粉、碳化硼和碳化硅中至少一种。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述无机填料的粒径可为25um～50um。

上述的有机/无机复合胶黏剂中，所述溶剂可为乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、异丙醇和四氢呋喃中至少一种。

在室温条件下，将所述酚醛树脂、无机填料和溶剂进行混合后经搅拌均匀即可得到所述有机/无机复合胶黏剂。

本发明提供的有机/无机复合胶黏剂，不仅在室温下由于酚醛树脂的极性作用具有较强的粘结强度，而且在高温环境中，由于酚醛树脂与无机填料之间、无机填料相互之间可以发生反应形成无机陶瓷结构从而在高温下保持一定的粘结强度，达到耐高温的目的。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。