CN111876103A - 一种可应用于液氧环境的双组分ab胶 - Google Patents

一种可应用于液氧环境的双组分ab胶 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种胶结剂的改进，具体为一种可应用于液氧环境的双组分AB胶，具有耐低温、阻燃且满足液氧相容性要求；以质量份数计，A胶原料组成包括：60‑80份功能性胶液；10‑30份辅胶液；1‑10份填料；1‑10份增强剂一；1份‑10份增韧剂；2‑8份引发剂；B胶原料组成包括：0.1‑4份促进剂；10‑20份丙烯酸；20‑50份改性剂；10‑50份增强剂二；0.01‑0.1份稳定剂。

Description

一种可应用于液氧环境的双组分AB胶
技术领域
本发明涉及一种胶结剂的改进，具体为一种可应用于液氧环境的双组分AB胶。
背景技术
近年来，随着航空航天、新能源、医疗等领域的发展，液氧在上述领域的应用也越来越广泛。液氧作为一种特殊的低温介质，兼具低温性和强氧化性两种性质，应用在液氧环境中的材料必须满足液氧相容性的要求，材料液氧相容性的测试标准主要有国外的ASTMD2512和国内的QJ3177-2003。由于液氧环境的特殊性，目前尚没有满足液氧环境使用需求的胶结剂。
双组分AB胶是一种双组分硬化剂，分本胶和固化剂两组分，具有使用方便、固化温度低、粘接强度高的优点，在各领域得到了广泛的应用。但是目前市场上商用的AB胶均为易燃有机物、易氧化、不耐低温，难以满足液氧相容环境的适用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种可应用于液氧环境的双组分AB胶，具有耐低温、阻燃且满足液氧相容性要求。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种可应用于液氧环境的双组分AB胶，以质量份数计，A胶原料组成包括：60-80份功能性胶液；10-30份辅胶液；1-10份填料；1-10份增强剂一；1份-10份增韧剂；2-8份引发剂；
所述功能性胶液包括全氟丙烯酸酯、2氟丙烯酸、2氟丙烯酸甲酯和2氟丙烯酸乙酯中的一种或几种；
所述辅胶液包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种；
所述填料为三苯基磷、苯氧基环三磷腈、五氧化二磷、红磷和聚磷酸铵中的一种或几种组合；
所述增强剂一为纳米二氧化硅、纳米氮化硼、氢氧化铝和氧化镁中的一种或几种组合；
所述增韧剂为丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯和聚醚砜树脂一种或几种组合；
所述引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化羟基异丙苯和过氧化甲乙酮中的一种或几种组合；
B胶原料组成包括：0.1-4份促进剂；10-20份丙烯酸；20-50份改性剂；10-50份增强剂二；0.01-0.1份稳定剂；
所述促进剂为二甲基对甲苯胺、二乙基苯胺、环烷酸钴和苯胺中的一种或几种组合；
所述改性剂为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型和乙烯基酯型不饱和聚酯中的一种或几种组合；
所述增强剂二为纳米二氧化硅、纳米氮化硼、氢氧化铝和氧化镁中的一种或几种组合；
所述稳定剂为苯醌、对苯二酚甲醚、苯酚中的一种或几种组合。
作为优选，所述辅胶液具体为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯组合，组合中各组分的质量份数均为10％-20％。
作为优选，所述功能性胶液具体为全氟丙烯酸酯、2氟丙烯酸乙酯组合，组合中各组分的质量份数分别为10％-30％和20％-30％。
作为优选，所述填料具体为三苯基磷、苯氧基环三磷腈组合，组合中各组分的质量份数均为1％-10％。
作为优选，所述增强剂一和增强剂二具体为纳米二氧化硅。
作为优选，所述增韧剂具体为丁腈橡胶。
作为优选，所述引发剂具体为异丙苯过氧化氢。
作为优选，所述改性剂具体为双酚A型不饱和聚酯。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种可应用于液氧环境的双组分AB胶的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将A胶的各组分加入到反应釜中，在惰性气体氛围的保护下，加热搅拌，加热温度为30-40℃，搅拌速度为50-100r/min；
步骤二：将制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用，灌装备用；
步骤三：将B胶的各组分加入到反应釜中，加热搅拌，加热温度为30-50℃，搅拌速度为50-100r/min；
步骤四：搅拌好的B胶液，利用三辊机混合搅拌处理，其中三辊机中辊和后辊的间距为0.3mm，研磨后的胶液，罐装备用。
本发明有益效果：本发明的可应用于液氧环境的双组分AB胶，上述制备的AB胶，可使用按质量比1：1使用；在本配方中功能性胶液以及填料中含有的氟、磷等特种元素可以阻断氧化反应中高能自由基，阻断氧化过程中链式自由基反应，起到提高材料体系的液氧相容性的目的；增强剂等可进一步提高双组分AB胶的耐低温和阻燃性能；改性剂选用双酚A类不饱和聚酯含有的醚键、酯基、羟基等可以进一步提高材料体系的粘接能力，因此本配方除具有良好粘接强度外，同时还具有耐低温、阻燃、液氧相容性好的的优点，满足液氧环境的使用需求。
具体实施方式
以下结合对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
制备A组份：按重量记，取30份全氟丙烯酸酯、30份2氟丙烯酸乙酯、20份甲基丙烯酸乙酯、5份苯氧基环三磷腈、8份氢氧化铝微粉、5份丁腈橡胶、3份过氧化苯甲酰，加入40℃反应釜中，在氮气等惰性气体氛围的保护下，搅拌，搅拌速度为75r/min。制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用。
制作B组分：按重量计，取0.5份二甲基对甲苯胺、1.5份的环烷酸钴、25份丙烯酸、40份双酚A型不饱和聚酯、38份纳米二氧化硅、0.01-0.1苯酚。加入35℃反应釜中，在氮气等惰性气体氛围的保护下，搅拌，搅拌速度为75r/min。制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用。
上述双组分AB胶按照质量比为1：1，搅拌30min，搅拌均匀后，倒入模具固化，固化时间为24小时，按照ASTMD2512标准测试其液氧相容性，液氧相容性结果显示通过。
按照GB/T33334-2016胶粘剂单搭接拉伸剪切性能试验方法(复合材料对复合材料)，胶结剂固化时间为24小时，在-183℃下，碳纤维增强的环氧复合材料与碳纤维增强的环氧复合材料的拉伸剪切强度为12MPa。
实施例2：
制备A组份：按重量记，取10份全氟丙烯酸酯、10份2氟丙烯酸甲酯、30份2氟丙烯酸乙酯、10份甲基丙烯酸乙酯、5份甲基丙烯酸甲酯、5份苯氧基环三磷腈、5份五氧化磷、7份二氧化硅微粉、5份丁腈橡胶、1份过氧化苯甲酰、2份过氧化羟基异丙苯，加入30℃反应釜中，在氮气等惰性气体氛围的保护下，搅拌，搅拌速度为75r/min。制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用。
制作B组分：按重量计，取0.5份二甲基对甲苯胺、0.5份的环烷酸钴、0.5份二乙基苯胺、20份丙烯酸、45份间苯型不饱和聚酯、38份纳米二氧化硅、0.01-0.1苯酚。加入35℃反应釜中，在氮气等惰性气体氛围的保护下，搅拌，搅拌速度为75r/min。制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用。
上述双组分AB胶按照质量比为1：1，搅拌30min，搅拌均匀后，倒入模具固化，固化时间为24小时，按照ASTMD2512标准测试其液氧相容性，液氧相容性结果显示通过。
按照GB7124-20086胶粘剂单搭接拉伸剪切性能试验方法(刚性材料对刚性材料)，胶结剂固化时间为24小时，在-183℃下，碳纤维增强的环氧复合材料与铝合金的拉伸剪切强度为8MPa。
实施例3：
制备A组份：按重量记，取10份氟丙烯酸、10份2氟丙烯酸甲酯、30份2氟丙烯酸乙酯、10份丙烯酸、10份甲基丙烯酸乙酯、10份甲基丙烯酸甲酯、5份三苯基磷、5份苯氧基环三磷腈、5份二氧化硅微粉、2份氮化硼、5份丁腈橡胶、1份异丙苯过氧化氢、1份过氧化甲乙酮、1份过氧化羟基异丙苯，加入35℃反应釜中，在氮气等惰性气体氛围的保护下，搅拌，搅拌速度为65r/min。制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用。
制作B组分：按重量计，取0.8份二甲基对甲苯胺、0.2份的环烷酸钴、0.5份二乙基苯胺、15份丙烯酸、45份间苯型不饱和聚酯、10份、双酚A型不饱和聚酯、30份纳米二氧化硅、0.01-0.1苯酚。加入35℃反应釜中，在氮气等惰性气体氛围的保护下，搅拌，搅拌速度为75r/min。制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用。
上述双组分AB胶按照质量比为1：1，搅拌30min，搅拌均匀后，倒入模具固化，固化时间为24小时，按照ASTMD2512标准测试其液氧相容性，液氧相容性结果显示通过。
按照GB7124-20086胶粘剂单搭接拉伸剪切性能试验方法(刚性材料对刚性材料)，胶结剂固化时间为24小时，在-183℃下，铝合金与铝合金的拉伸剪切强度为10MPa。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：以质量份数计，A胶原料组成包括：60-80份功能性胶液；10-30份辅胶液；1-10份填料；1-10份增强剂一；1份-10份增韧剂；2-8份引发剂；
所述功能性胶液包括全氟丙烯酸酯、2氟丙烯酸、2氟丙烯酸甲酯和2氟丙烯酸乙酯中的一种或几种；
所述辅胶液包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种；
所述填料为三苯基磷、苯氧基环三磷腈、五氧化二磷、红磷和聚磷酸铵中的一种或几种组合；
所述增强剂一为纳米二氧化硅、纳米氮化硼、氢氧化铝和氧化镁中的一种或几种组合；
所述增韧剂为丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯和聚醚砜树脂一种或几种组合；
所述引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化羟基异丙苯和过氧化甲乙酮中的一种或几种组合；
B胶原料组成包括：0.1-4份促进剂；10-20份丙烯酸；20-50份改性剂；10-50份增强剂二；0.01-0.1份稳定剂；
所述促进剂为二甲基对甲苯胺、二乙基苯胺、环烷酸钴和苯胺中的一种或几种组合；
所述改性剂为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型和乙烯基酯型不饱和聚酯中的一种或几种组合；
所述增强剂二为纳米二氧化硅、纳米氮化硼、氢氧化铝和氧化镁中的一种或几种组合；
所述稳定剂为苯醌、对苯二酚甲醚、苯酚中的一种或几种组合。
2.根据权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：所述辅胶液具体为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯组合，组合中各组分的质量份数均为10％-20％。
3.根据权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：所述功能性胶液具体为全氟丙烯酸酯、2氟丙烯酸乙酯组合，组合中各组分的质量份数分别为10％-30％和20％-30％。
4.根据权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：所述填料具体为三苯基磷、苯氧基环三磷腈组合，组合中各组分的质量份数均为1％-10％。
5.根据权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：所述增强剂一和增强剂二具体为纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：所述增韧剂具体为丁腈橡胶。
7.根据权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：所述引发剂具体为异丙苯过氧化氢。
8.根据权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶，其特征在于：所述改性剂具体为双酚A型不饱和聚酯。
9.一种如权利要求1所述的可应用于液氧环境的双组分AB胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将A胶的各组分加入到反应釜中，在惰性气体氛围的保护下，加热搅拌，加热温度为30-40℃，搅拌速度为50-100r/min；
步骤二：将制作好的A胶液，再经三辊机研磨处理，研磨间隙为0.3mm，然后灌装备用，灌装备用；
步骤三：将B胶的各组分加入到反应釜中，加热搅拌，加热温度为30-50℃，搅拌速度为50-100r/min；
步骤四：搅拌好的B胶液，利用三辊机混合搅拌处理，其中三辊机中辊和后辊的间距为0.3mm，研磨后的胶液，罐装备用。
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