CN108034404A - 一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于胶黏剂领域，具体涉及一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，所述胶黏剂包括如下重量份的组分：含有羟基的甲基苯基硅树脂100份、热固性酚醛树脂10～20份、无机增韧剂25～60份、石墨粉10～20份、交联剂10～20份、碱洗石棉80～120份，其中所述无机增韧剂包括如下重量份的组分：碳化硅纤维5～20份、碳纤维10～20份、玻璃纤维或石英纤维10～20份。本发明通过有机组分和无机组分的交联杂化制得的耐高温胶黏剂在500℃以下，表现出有机物的优异粘接性能；在500℃以上高温条件下，表现出无机物的耐热性能，并且在高温下仍具有良好的韧性，可以满足对于胶黏剂在高温下韧性好、粘接强度高的要求。

Description

一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂
技术领域
本发明属于胶黏剂领域，具体涉及一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
背景技术
有机/无机耐高温胶黏剂通常是在有机化合物中加入能与之烧结的无机填料制备成胶黏剂，高温下有机物与无机填料烧结成硅酸盐达到耐高温的目的。目前常见的有机/无机耐高温胶黏剂多采用真空高温处理后，使之常温和高温具有良好的粘接性能。而在空气环境下，由于高温氧化大多数有机物和无机物不能烧结在一起，无法起到粘接作用。某些酚醛树脂或者有机硅与无机物也可以在空气环境下烧结成有机/无机杂化耐高温胶黏剂，但是这些胶黏剂常温韧性差，断裂伸长率低于2％，无法满足某些高韧性和高温的特殊要求。
某些领域要求耐高温胶黏剂具有固化温度低、韧性好、粘接强度高的特性。通常无机胶黏剂虽然耐高温，但是脆性大、粘接强度低、无法满足要求；而有机胶黏剂虽然粘接强度高、韧性好，但是耐热性能差，无法满足耐热1000℃以上的技术要求，通常有机物的耐热只有500℃。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
本发明技术方案：
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
进一步的，所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成。
进一步的，所述无机增韧剂包括如下重量份的组分：
碳化硅纤维 5～20份
碳纤维 10～20份
玻璃纤维或石英纤维 10～20份。
进一步的，所述碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维和石英纤维的长度均为4～5mm。
进一步的，所述石墨粉的粒径为200目。
进一步的，所述交联剂为正硅酸乙酯。
进一步的，所述胶黏剂的制作方法如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和玻璃纤维或石英纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
进一步的，所述胶黏剂的固化温度为80℃。
本发明有益效果：
一、本发明有机/无机杂化耐高温胶黏剂通过交联剂的作用使含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂与无机增韧剂在固化温度下相交联，无机增韧剂使胶黏剂在常温下具有较高的韧性，在400℃高温环境下仍能保持良好的韧性。
二、本发明向含有羟基的甲基苯基硅树脂和热固性酚醛树脂中添加无机增韧剂和高温碳化材料-石墨粉，利用交联剂和碱洗石棉的作用在固化温度下使有机组分与无机组分相交联，提高了胶黏剂在常温和高温环境下的粘接强度。
三、本发明胶黏剂制备过程中通过研磨使无机物组分充分接触，有利于其高温烧结在一起，提高胶黏剂的耐热性能，其中碱洗石棉含有羟基，高温可以和其他无机物交联，提高胶黏剂的粘接强度和耐热性能。
四、本发明有机/无机杂化耐高温胶黏剂在500℃以下，表现出有机物的优异粘接性能；在500℃以上高温条件下，表现出无机物的耐热性能，并且在高温下仍具有良好的韧性，可以满足对于胶黏剂在高温下韧性好、粘接强度高的要求。
五、本发明有机/无机杂化耐高温胶黏剂所用原料成本低，工艺简单，易于操作，无环境污染问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
实施例2
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成，由氧化锌或氧化镁催化制备的热固性酚醛树脂作为本发明胶黏剂组分可以提供更快的固化速度和更强的粘接强度；所述碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维的长度均为4～5mm，所述石墨粉的粒径为200目；
所述胶黏剂的制作过程如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和玻璃纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；通过研磨可以使上述物质充分接触，有利于高温烧结在一起，提高胶黏剂的耐热性能，其中碱洗石棉含有羟基，高温可以和其他无机物交联，提高粘接强度和耐热性能，将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
所述胶黏剂的固化温度为80℃。
实施例3
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成，所述碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维的长度均为4～5mm，所述石墨粉的粒径为200目；
所述胶黏剂的制作过程如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和玻璃纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
所述胶黏剂的固化温度为80℃。
实施例4
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成，所述碳化硅纤维、碳纤维、石英纤维的长度均为4～5mm，所述石墨粉的粒径为200目；
所述胶黏剂的制作过程如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和石英纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
所述胶黏剂的固化温度为80℃。
实施例5
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成，所述碳化硅纤维、碳纤维、石英纤维的长度均为4～5mm，所述石墨粉的粒径为200目；
所述胶黏剂的制作过程如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和石英纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
所述胶黏剂的固化温度为80℃。
对比例1
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成，所述碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维的长度均为4～5mm，所述石墨粉的粒径为200目；
所述胶黏剂的制作过程如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和玻璃纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
对比例2
一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂包括如下重量份的组分：
所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成，所述碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维的长度均为4～5mm，所述石墨粉的粒径为200目；
所述胶黏剂的制作过程如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和玻璃纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
所述胶黏剂的固化温度为80℃。
以实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、对比例1和对比例2制得的胶黏剂分别粘接碳化硅，80℃固化4h后在不同温度下测试各胶黏剂的剪切前强度和断裂伸长率，测试结果如表1所示：
表1
由表1中数据可以看出，本发明实施例2、3、4和5利用胶黏剂中交联剂正硅酸乙酯和碱洗石棉的作用，在固化温度下使无机增韧剂和石墨粉组成的无机组分和含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂组成的有机组分相交联，使胶黏剂在常温下具有较高的韧性，在400℃高温环境下仍能保持良好的韧性，并提高了胶黏剂在常温和高温环境下的粘接强度和耐热性能。
从表1中对比例1和对比例2的数据可以看出，减少无机增韧剂或者交联剂、碱洗石棉的量都会影响无机组份和有机组分的交联，使制得的胶黏剂无法达到本发明胶黏剂的粘接强度和韧性。

Claims (8)

1.一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述胶黏剂包括如下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述热固性酚醛树脂由氧化锌或氧化镁催化制备而成。
3.根据权利要求1或2所述一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述无机增韧剂包括如下重量份的组分：
碳化硅纤维 5～20份
碳纤维 10～20份
玻璃纤维或石英纤维 10～20份。
4.根据权利要求3所述一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维和石英纤维的长度均为4～5mm。
5.根据权利要求4所述一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述石墨粉的粒径为200目。
6.根据权利要求5所述一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述交联剂为正硅酸乙酯。
7.根据权利要求6所述一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述胶黏剂的制作方法如下：按重量份将碳化硅纤维、碳纤维和石墨粉放入星形研磨机中研磨30min，再将碱性石棉和玻璃纤维或石英纤维放入星形研磨机中继续研磨30min；将研磨物取出并加入含有羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂和正硅酸乙酯，混合均匀后制得所述高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂。
8.根据权利要求7所述一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂，其特征在于所述胶黏剂的固化温度为80℃。
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