CN112322244A - 一种耐高温胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于胶粘剂领域,公开了一种耐高温胶粘剂及其制备方法,按重量份计,包括:16.4~25.8份聚氨酯树脂、10~14份丙烯酸酯水性复膜胶、5~10份耐化学品改性剂、3.6~11.4份介孔二氧化硅、2.4~9.8份氮化硼、2.7~10.3份α‑磷酸氨钛、6.7~12.9份助剂和30份溶剂;其中,助剂包括分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂。包括以下步骤:将聚氨酯树脂溶解在溶剂中,得到溶液A;然后将介孔二氧化硅超声分散于溶液A中,得到悬浮液;在悬浮液中依次加入耐化学品改性剂、氮化硼、α‑磷酸氨钛和助剂,搅拌均匀得到耐高温胶粘剂。该耐高温胶粘剂具有优异的粘接性能、力学性能和突出的耐高温性能,可在350~450℃的高温环境下稳定使用。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂领域,涉及一种耐高温胶粘剂及其制备方法。
背景技术
有机硅胶粘剂是以硅-氧(Si-O)键为主链结构,辅以功能填料、助剂、促进剂、增粘剂和催化剂的一类胶粘剂。由于Si-O键键能比传统材料C-C键键能大得多,使得有机硅胶粘剂在耐高低温,耐辐射等领域显示出比其他大部分胶粘剂更为优异的性能。正因为如此,有机硅胶粘剂已成为建筑、交通运输装备、电子、机械、仪表制造等领域不可或缺的重要材料。
目前,有机硅胶粘剂固化之后可以在-50~150℃长期使用,在200~250℃短期使用(如若干天),上述温度范围已经可以覆盖大多数应用的实际范围。但是,在某些特殊领域,如航空航天,要求胶粘剂必须具备长期在350~450℃稳定工作的能力,而现有有机硅胶粘剂不能在该工作环境中稳定工作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中胶粘剂不能在350~450℃的工作环境中稳定工作的缺点,提供一种耐高温胶粘剂及其制备方法。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
本发明一方面,一种耐高温胶粘剂,按重量份计,包括:
16.4~25.8份聚氨酯树脂、10~14份丙烯酸酯水性复膜胶、5~10份耐化学品改性剂、3.6~11.4份介孔二氧化硅、2.4~9.8份氮化硼、2.7~10.3份α-磷酸氨钛、6.7~12.9份助剂和30份溶剂;
其中,助剂包括分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂。
本发明耐高温胶粘剂进一步的改进在于:
所述耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
所述α-磷酸氨钛通过将α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合得到。
所述助剂中分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂的质量比为:分散剂:防沉淀剂:增韧剂:抗氧剂:热稳定剂:相容剂=1:1:1:1:1:1。
所述溶剂为六甲基二硅氧烷、甲苯或八甲基三硅氧烷。
按重量份计,包括:21.1份聚氨酯树脂、12份丙烯酸酯水性复膜胶、7.5份耐化学品改性剂、7.5份介孔二氧化硅、6.1份氮化硼、6.5份α-磷酸氨钛、9.8份助剂和30份溶剂。
本发明二方面,一种耐高温胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:将聚氨酯树脂溶解在溶剂中,得到溶液A;然后将介孔二氧化硅超声分散于溶液A中,得到悬浮液;
S2:在悬浮液中依次加入耐化学品改性剂、氮化硼、α-磷酸氨钛和助剂,搅拌均匀得到耐高温胶粘剂。
本发明耐高温胶粘剂的制备方法进一步的改进在于:
所述耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂,所述α-磷酸氨钛通过将α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合得到。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
综上所述,本发明耐高温胶粘剂,通过采用聚氨酯树脂、耐化学品改性剂、丙烯酸酯水性复膜胶、介孔二氧化硅、份氮化硼以及α-磷酸氨钛为主要原料,采用合理的配比关系生成,所得到的耐高温胶粘剂通过用不锈钢片将制成样片,在150℃固化1小时后冷却,进行常温下粘结剥离强度测试和拉伸强度测试,表明其在常温下具有优良的粘结性能和拉绳强度。同时,在450℃下粘结剥离强度测试和老化测试,结果表明该耐高温胶粘剂在450℃条件下,仍然具有优良的粘结性能,并且在老化14天后仍然未见明显变化,可见,该耐高温胶粘剂具有优异的耐高温性能。
附图说明
图1为本发明的耐高温胶粘剂制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
本发明一实施例中,提供一种耐高温胶粘剂,按重量份计,包括:16.4~25.8份聚氨酯树脂、10~14份丙烯酸酯水性复膜胶、5~10份耐化学品改性剂、3.6~11.4份介孔二氧化硅、2.4~9.8份氮化硼、2.7~10.3份α-磷酸氨钛、6.7~12.9份助剂和30份溶剂;其中,助剂包括分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂。
优选的,所述耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。所述α-磷酸氨钛通过α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合得到。其中,助剂中分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂的质量比为:分散剂:防沉淀剂:增韧剂:抗氧剂:热稳定剂:相容剂=1:1:1:1:1:1。
参见图1,本发明再一实施例中,提供一种上述实施例中耐高温胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:将聚氨酯树脂溶解在溶剂中,得到溶液A;然后将介孔二氧化硅超声分散于溶液A中,得到悬浮液。
S2:在悬浮液中依次加入耐化学品改性剂、氮化硼、α-磷酸氨钛和助剂,搅拌均匀得到耐高温胶粘剂。
本发明提供如下几个具体的实施例。
实施例1
一种耐高温胶粘剂,通过以下步骤制备得到:
第一步:按重量份称取:聚氨酯树脂16.4份、丙烯酸酯水性复膜胶10份、耐化学品改性剂5份、介孔二氧化硅3.6份、氮化硼2.4份、α-磷酸氨钛2.7份、助剂6.7份和溶剂30份;其中,溶剂选择六甲基二硅氧烷。
第二步:将聚氨酯树脂溶解在溶剂中,得到中间过程产物溶液A;将介孔二氧化硅超声分散于溶液A中,得到悬浮液。
第三步:将悬浮液转移至高速搅拌机内,依次加入耐化学品改性剂、氮化硼、α-磷酸氨钛和助剂,搅拌均匀,得到耐高温胶粘剂。
本实施例中,所述的含硅聚碳酸酯的硅含量在4-6%,所述含硅聚碳酸酯的重均分子量为25000-30000;耐化学品改性剂选择为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂;助剂包括分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂,其质量比为分散剂:防沉淀剂:增韧剂:抗氧剂:热稳定剂:相容剂=1:1:1:1:1:1。其中,α-磷酸氨钛由α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合,并采用常规合成方式所得,α-磷酸氢钛层板-OH基团上的H+被NH4+取代。
实施例2
一种耐高温胶粘剂,通过以下步骤制备得到:
第一步:按重量份称取:聚氨酯树脂25.8份、丙烯酸酯水性复膜胶14份、耐化学品改性剂10份、介孔二氧化硅11.4份、氮化硼9.8份、α-磷酸氨钛10.3份、助剂12.9份和溶剂30份;其中,溶剂选择为甲苯。
第二步:将聚氨酯树脂溶解在溶剂中,得到中间过程产物溶液A;将介孔二氧化硅超声分散于溶液A中,得到悬浮液。
第三步:将悬浮液转移至高速搅拌机内,依次加入耐化学品改性剂、氮化硼、α-磷酸氨钛和助剂,搅拌均匀,得到耐高温胶粘剂。
本实施例中,所述的含硅聚碳酸酯的硅含量在4-6%,所述含硅聚碳酸酯的重均分子量为25000-30000;耐化学品改性剂选择为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂;助剂包括分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂,其质量比为分散剂:防沉淀剂:增韧剂:抗氧剂:热稳定剂:相容剂=1:1:1:1:1:1。其中,α-磷酸氨钛由α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合,并采用常规合成方式所得,α-磷酸氢钛层板-OH基团上的H+被NH4+取代。
实施例3
一种耐高温胶粘剂,通过以下步骤制备得到:
第一步:按重量份称取:聚氨酯树脂21.1份、丙烯酸酯水性复膜胶12份、耐化学品改性剂7.5份、介孔二氧化硅7.5份、氮化硼6.1份、α-磷酸氨钛6.5份、助剂9.8份和溶剂30份;其中,溶剂选择八甲基三硅氧烷。
第二步:将聚氨酯树脂溶解在溶剂中,得到中间过程产物溶液A;将介孔二氧化硅超声分散于溶液A中,得到悬浮液。
第三步:将悬浮液转移至高速搅拌机内,依次加入耐化学品改性剂、氮化硼、α-磷酸氨钛和助剂,搅拌均匀,得到耐高温胶粘剂。
本实施例中,所述的含硅聚碳酸酯的硅含量在4-6%,所述含硅聚碳酸酯的重均分子量为25000-30000;耐化学品改性剂选择为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂;助剂包括分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂,其质量比为分散剂:防沉淀剂:增韧剂:抗氧剂:热稳定剂:相容剂=1:1:1:1:1:1。其中,α-磷酸氨钛由α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合,并采用常规合成方式所得,α-磷酸氢钛层板-OH基团上的H+被NH4+取代。
将实施例1、实施例2及实施例3所得的耐高温胶粘剂用不锈钢片将制成样片,耐高温胶粘剂在150℃固化1小时后冷却,进行常温下粘结剥离强度测试和拉伸强度测试,以及450℃下粘结剥离强度测试和老化测试。
测试结果:实施例1、实施例2及实施例3所得的耐高温胶粘剂在常温下具有优良的粘结性能和拉绳强度;实施例1、实施例2及实施例3所得的耐高温胶粘剂在450℃条件下,仍然具有优良的粘结性能,并且在老化14天后仍然未见明显变化,可见,该耐高温胶粘剂具有优异的耐高温性能。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种耐高温胶粘剂,其特征在于,按重量份计,包括:
16.4~25.8份聚氨酯树脂、10~14份丙烯酸酯水性复膜胶、5~10份耐化学品改性剂、3.6~11.4份介孔二氧化硅、2.4~9.8份氮化硼、2.7~10.3份α-磷酸氨钛、6.7~12.9份助剂和30份溶剂;
其中,助剂包括分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂。
2.根据权利要求1所述的耐高温胶粘剂,其特征在于,所述耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
3.根据权利要求1所述的耐高温胶粘剂,其特征在于,所述α-磷酸氨钛通过将α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合得到。
4.根据权利要求1所述的耐高温胶粘剂,其特征在于,所述助剂中分散剂、防沉淀剂、增韧剂、抗氧剂、热稳定剂以及相容剂的质量比为:分散剂:防沉淀剂:增韧剂:抗氧剂:热稳定剂:相容剂=1:1:1:1:1:1。
5.根据权利要求1所述的耐高温胶粘剂,其特征在于,所述溶剂为六甲基二硅氧烷、甲苯或八甲基三硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的耐高温胶粘剂,其特征在于,按重量份计,包括:
21.1份聚氨酯树脂、12份丙烯酸酯水性复膜胶、7.5份耐化学品改性剂、7.5份介孔二氧化硅、6.1份氮化硼、6.5份α-磷酸氨钛、9.8份助剂和30份溶剂。
7.一种权利要求1所述耐高温胶粘剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将聚氨酯树脂溶解在溶剂中,得到溶液A;然后将介孔二氧化硅超声分散于溶液A中,得到悬浮液;
S2:在悬浮液中依次加入耐化学品改性剂、氮化硼、α-磷酸氨钛和助剂,搅拌均匀得到耐高温胶粘剂。
8.根据权利要求7所述的耐高温胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂,所述α-磷酸氨钛通过将α-磷酸氢钛与氨水按照摩尔比(1~4)∶5混合得到。
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