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给一篇文章,虽说是胶粘剂方面的,但可以参考。
有机硅改性环氧树脂耐热胶粘剂的研制
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前言
环氧树脂对多种材料具有良好的粘接性,粘接强度高,粘接面广,固化主要依靠开环加成聚合,不产生小分子物质,收缩率低,贮存稳定性好,配方灵活,用胺类固化剂可室温固化,操作简便,是目前使用最广泛的一种胶粘剂。但它固化后交联密度高,内应力大,脆性大,耐冲击性差,使用温度一般不超过150℃ ,故其应用受到一定限制[Ell。有机硅具有低温柔顺性和高温耐热氧化稳定性及低表面能、电绝缘性等,用它改性环氧树脂是降低环氧树脂内应力,提高环氧树脂韧性和耐高温性能的有效技术途径[2,3]。
本文用有机硅活性中间体改性普通双酚A型环氧树脂,添加丁睛-40和纳米TiO2活性填料增韧增强树脂基体,以自制复合固化剂,在促进剂的作用下,开发出一种能在室温下固化,250℃长期使用,短期可耐300℃的胶粘剂。该胶粘剂可广泛用于航空、航天耐热结构材料的粘接和表面涂料。
1 实验部分
1.1 原材料
E-4 4: 兰 州蓝星树脂厂;有机硅中间体Z6018:D ow Coring公司;丁睛-40:兰州化工研究院;纳米Tiq(锐钦矿型):攀钢研究院;聚酞胺650:湘潭市沼潭化工厂;复合芳香胺固化剂:自制;KH-550:盖县化工厂;钦酸丁醋:成都科龙试剂公司;月桂酸二丁基锡:上海试剂厂;DMP-30:成都科龙试剂公司。
1.2 测试方法
环氧 值 : 盐酸一丙酮法;红外光谱:KBr涂片法,NICOLETMX-1E 型红外光谱仪测试;热失重曲线TGA:用Perkin-ElmerTGA7热分析仪测试;玻璃化温度由Perkin-Elmer DSC7热分析仪测试。
1.3 胶粘剂的制备
1.3.1 改性环氧树脂的制备
将环 氧 树 脂(E44)与催化剂放入装有搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口烧瓶中,加热升温至一定温度后开始搅拌,按一定摩尔比缓慢滴加有机硅的二甲苯溶液,保温一定时间,回流冷凝不断分离出反应产生的醇和水等小分子化合物,拉丝法测定粘度合格后即可出料,得棕红色半透明粘稠状有机硅改性环氧树脂。
1.3.2 固化剂的制备
取100份聚酞胺650与60份自制的芳香胺固化剂混合,加人环氧树脂质量2%的促进剂(DMP 30和月桂酸二丁基锡),混合均匀,即得复合耐热固化剂。
1.4 粘接试样的制备
取一定质量的胶粘剂,按比例加人纳米TiO2和KH550,少量丙酮稀释,超声40min,高速搅拌(7000r/min)20 min,使纳米Tiq充分分散,然后置于130℃烘箱中1h,使偶联剂充分与环氧树脂和纳米TiO2反应。冷却后,加人丁睛-40和固化剂,搅拌均匀,粘接试片。试片为LY12CZ铝合金,100mmX 25mmX2mm,砂纸打磨,甲苯擦拭,搭接面积为25mmX1 2.5m m,30 ℃,7天固化。
2. 1结果与讨论
反应条件的选择
2.1.1 催化剂对环氧值的影响
有机硅中间体Z6018含有活性端轻基,自聚倾向较强,需采用适当的催化剂予以控制,这种催化剂应优先促进硅经基与环氧基的反应,从而抑制其自聚反应,并且合适的催化剂能降低反应活化能,从而降低反应温度和缩短反应时间。分别用节基三乙基氯化按(AIBN)、三苯基磷(P13P ),钦 酸丁醋以及PhiP /钦酸丁醋复合催化剂催化Z6018与E44的接枝共聚反应,结果如表1所示。可见将三苯基磷与钦酸丁醋复配时催化效果最好,在相同的原料配比和反应条件下所得改性树脂的环氧值最低。并且当AIBN与Ph3P 单独使用时,所制得的改性树脂久置后有分层现象,说明此时有部分硅中间体的活性经基自聚合,没有与环氧基反应,有机硅与环氧树脂溶解差数相差较大,从环氧树脂相中析出。而复合催化剂所得到的改性树脂,色泽均匀,稳定性、相容性好,静置半年后未发现分层。 |
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