CN100410342C - 一种低热膨胀的高温胶粘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种低热膨胀的高温胶粘剂，该种低热膨胀的高温胶粘剂，其组成及配比是：磷酸∶水∶氢氧化铝∶二氧化硅或硅酸镁∶炭纤维粉末＝5～10ml∶1～10ml∶0.2～1g∶2～10g∶0.5～3g。使用该胶粘剂粘合的炭/炭复合材料工件的结合强度高，可经受900℃至室温的温度剧变，而且炭/炭复合材料粘结处耐氧化性能较好。
Description
技术领域
本发明是一种低热膨胀的高温胶粘剂，涉及低热膨胀材料的粘结技术。
背景技术
有机胶粘剂虽然粘结强度高，但不耐高温。所以，高温材料的粘结一般采用无机胶粘剂，磷酸盐和水玻璃胶粘剂是两类经常使用的无机胶粘剂。但它们很难用于粘结炭/炭复合材料这类热膨胀系数很低的材料。
炭/炭复合材料用量最大的领域是飞机炭/炭复合材料刹车盘，与粉末冶金/钢刹车片相比，炭/炭复合材料刹车盘的密度低，使用寿命长。当炭/炭复合材料刹车盘磨损至一定厚度时应更换新的刹车盘，为充分利用达到磨损极限厚度的炭/炭刹车盘，可以将厚度较薄的刹车盘粘结在一起重新使用，这样大大降低了生产成本，而且又可以满足飞机刹车的要求。粘结后的炭/炭刹车盘应有足够的结合强度以便于后续加工，尤其是在防氧化热处理过程中(防氧化热处理温度有时高达900℃)不开裂。有机胶粘剂使用温度低，很难超过700℃；通常的无机胶粘剂膨胀系数与炭/炭复合材料的膨胀系数差别大，很难承受热冲击。
中国专利CN162344A，发明名称：碳/碳复合材料刹车盘粘结工艺方法，提出了一种由酚醛树脂、碳化硼、二氧化硅、硅粉、三氧化二硼配制成的粘结剂，可以经得起高低温的热冲击。但对酚醛树脂胶粘剂的处理不仅需要加热至较高的温度，而且在处理过程中需要加压。酚醛树脂在涂刷过程中对环境、施工人员有不利的影响，而且在高温下仍释放出有害的气体。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题而设计提供了一种低热膨胀的高温胶粘剂，其目的是确保被粘结工件在高低温循环时，室温至900℃，仍有很好的粘结能力。而且不会产生刺激性气体，保证好的操作环境，而且该胶粘剂固化处理温度低(200～300℃)，不需要特殊的加压设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种低热膨胀的高温胶粘剂，其组成及配比是：磷酸∶水∶氢氧化铝∶二氧化硅或硅酸镁∶炭纤维粉末＝5～10ml∶1～10ml∶0.2～1g∶2～10g∶0.5～3g。
本发明技术方案所述的高温胶粘剂是一种改性的磷酸盐胶粘剂，其特点是在通常的磷酸盐胶粘剂中加入了炭纤维粉末和二氧化硅或硅酸镁粉末，其作用是可以确保被粘结的低热膨胀工件从室温至900℃仍有很好的粘结能力。
该种胶粘剂加入炭纤维粉末是为了降低高温胶的热膨胀系数，使之接近被粘结工件如炭/炭复合材料的热膨胀系数。二氧化硅(或硅酸镁)粉末的加入是为了提高工件的粘结强度。
该种胶粘剂可在室温条件下粘结后再固化，固化温度为200-300℃，处理时间1～5小时，温度高时固化时间短，温度低时固化时间长。
具体实施方式
该高温胶粘剂的组成及配比是：磷酸∶水∶氢氧化铝∶二氧化硅或硅酸镁∶炭纤维粉末＝10ml∶2ml∶0.5g∶4g∶1g。
在配制上述高温胶粘剂时，先将氢氧化铝完全溶于磷酸中，磷酸采用85％的磷酸，在此过程中需要加热至140℃左右，氢氧化铝完全溶入磷酸后为透明状液体。然后将粉末状的二氧化硅或硅酸镁和炭纤维粉末加入磷酸与氢氧化铝的溶液中，搅拌均匀后即可使用。
炭纤维粉末可以使用炭/炭复合材料机械加工时产生的粉末，经过筛分滤出较细的粉末即可；也可由炭/炭复合材料粉碎、球磨得到；也可由炭毡磨碎使用。
通常配制出的胶粘剂粘度太大不利于胶粘剂的存放与施工，可以加入适量的水调整粘度，便于施工与胶粘剂的长期保存。
将上述配制好的胶粘剂粘结炭/炭复合材料制品，其尺寸为18mm×18mm×18mm，之后进行固化处理，固化处理温度为250℃，保温时间2小时。
经上述处理后的炭/炭复合材料粘结制品，在空气中900℃加热后1小时，迅速冷却至室温仍结合在一起，仍有相当高的结合强度。
Claims (2)
1. 一种低热膨胀的高温胶粘剂，其特征在于：该胶粘剂的组成及配比是：
磷酸∶水∶氢氧化铝∶二氧化硅或硅酸镁∶炭纤维粉末＝5～10ml∶1～10ml∶0.2～1g∶2～10g∶0.5～3g，磷酸的浓度是85％，炭纤维粉末是炭/炭复合材料机械加工时产生的粉末。
2. 根据权利要求1所述的低热膨胀的高温胶粘剂，其特征在于：该胶粘剂的组成及配比是：
磷酸∶水∶氢氧化铝∶二氧化硅或硅酸镁∶炭纤维粉末＝10ml∶2ml∶0.5g∶4g∶1g。
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