耐高溫膠粘劑如何定義及分類?
文案編輯:miya
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發布(bù)時間:2019-08-08 23:32:51
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關於耐高溫膠(jiāo)粘(zhān)劑的定義,國內外至(zhì)今尚無(wú)統一看法(fǎ),一(yī)般認為凡屬下列情況者(zhě)可視為耐高溫膠粘劑
(1) 在121-175℃下長期使用(累計(jì)1-5年),或者(zhě)在(zài)204-232℃下累計使用(yòng)20000~
40000h。
(2)在260~371℃下累計使(shǐ)用200~1 000 h。
(3)在371-427℃下累計使用24~200 h。
(4)在538-816℃下使用2-10 min。
耐高溫膠粘(zhān)劑種類較多。目前研究(jiū)較多、應用較廣的主要有環氧樹脂類、酚醛樹(shù)脂類、聚酰亞胺類(lèi),還有磷酸鹽(yán)類和(hé)有機矽類膠粘劑等。
1.1 環氧樹脂(EP)類膠粘劑
環氧樹脂是一種含有2個或2個以上環(huán)氧基的熱固性樹脂。環氧樹脂是一種很 好的膠粘劑,可用來粘接金屬、陶瓷、玻璃、木材、混凝土及大(dà)部分塑料(liào),已廣 泛應用(yòng)於飛機、衛(wèi)星、火箭、船舶、汽車、電子儀器、輕工(gōng)和建築等行業.
環氧樹脂具有較好的粘接強度,綜合性能良(liáng)好,低(dī)收(shōu)縮(suō)性,蠕(rú)變小,唯其耐熱性不夠高(gāo),性脆,通過多種途徑(jìng)改性後,效果極佳,目前可以說環(huán)氧樹脂是一類(lèi)最為理想的基體樹脂,應(yīng)用麵頗為廣泛,為(wéi)耐熱結構膠的首選材料.
概括的講,耐高溫環氧膠粘劑應由下列組分組成:耐高溫環氧樹脂、耐高(gāo)溫 固化劑、增韌劑、填料、抗熱氧劑(jì)。
1) 環氧(yǎng)樹(shù)脂的選擇。高性能(néng)、耐熱型的環氧樹脂品種主要是那些具有耐熱性骨架(jià)或可(kě)提高交聯密 度(dù)的多官能度環氧樹脂。EP在高溫下的性能主(zhǔ)要(yào)取決於膠料的熱變形溫(wēn)度和熱氧化穩定性(xìng)。EP本身官能團越多,固化後交聯密度越大,熱變形溫度越高,耐熱性越好,因而選(xuǎn)擇多官能團EP是配製耐熱(rè)環氧樹(shù)脂(zhī)膠粘劑的途徑之一。例如,蔡型環氧、苯三酚型環氧、酚醛型環氧、間苯二酚型環氧、二苯胺(àn)型環氧、二苯甲酮(tóng)型環氧等(děng)均屬於多官能團環氧樹脂。
2) 固化劑的選擇 。除了環(huán)氧(yǎng)樹脂自身結構(gòu)的影響,固化劑種類是影響其耐熱性的另一個重要因 素。一般來說,它們或具有穩定的化學結構或具有多官(guān)能度,與環(huán)氧樹(shù)脂發生交 聯反應之後,使樹脂的分子結構形態、各種性能(néng)都(dōu)發生了顯著的變化。因此,正確選擇(zé)固化劑,合理設計膠(jiāo)黏劑配方無疑是重(chóng)要的(de)。
1.2 酚醛樹(shù)脂(PF)類膠粘劑 。酚醛樹脂(zhī)是(shì)開發最早的一類耐高溫樹脂。由於其(qí)原(yuán)料易得、價格低廉、生產 工藝和設備簡單,而且產品具有(yǒu)優異的力學性能、耐熱性、耐(nài)寒性、電絕緣性、尺寸穩定性、成型(xíng)加工性、阻(zǔ)燃性及低(dī)的發煙率,已成為工業部門不可(kě)缺少的材 料,具有非常廣泛的用途。
1.3 聚酰亞胺(àn)(PI)類膠粘劑(jì)。聚酰亞胺(PI)大(dà)分(fèn)子主鏈中含(hán)有(yǒu)酰亞胺環狀結構,是較(jiào)早應用於耐高溫膠粘劑的雜環高分子基體,它(tā)的耐熱性與(yǔ)有機(jī)矽(guī)相當,但(dàn)它的機械性(xìng)能、電(diàn)氣性能和耐濕性能都比較好,可以單獨(dú)使用,可以(yǐ)說略勝有機矽一疇。
聚酰亞胺膠粘劑(jì)根(gēn)據合成方法的不同可以(yǐ)分為縮聚型和加成型(xíng)兩大(dà)類。縮聚型聚酰(xiān)亞胺用作膠黏劑(jì)時,一般是由芳香四酸二酐和芳香二胺縮聚(jù)生成(chéng)可溶的聚 酰胺酸,然後用物理或化學方法脫水環化生(shēng)成(chéng)聚酰亞胺。
隨著耐高溫PI結構膠應用的日(rì)益廣泛,對其性能提出了越來越高的要求(qiú)。為滿足其在更多領域中應用的需求,研究和開發新型耐高溫(wēn)PI結構膠成為當務之急。主要可以從以下幾個方麵入手:
(1)研究(jiū)並開發耐更高溫度等級的PI結構膠,以滿足航天飛行器對速度(dù)和結構 質量(liàng)的要求。
(2)進一步對共聚及共混方法(fǎ)進行研究,在保證聚酰亞胺耐(nài)高(gāo)溫性能(néng)的前(qián)提下 提(tí)高(gāo)其韌性,擴大(dà)其應用領(lǐng)域。
(3)利用納米材料等具(jù)有特(tè)殊性能材料的雜化複合,製備出具有高性(xìng)能和(hé)新功 能的聚酰亞胺結構膠,以滿(mǎn)足航空、航天、電子和汽車等高新技術領域發展的需要。
1.4 磷酸鹽類膠黏劑:磷酸鹽係無機膠粘劑通常由基料(常為磷(lín)酸或濃(nóng)縮磷酸)、填料和固化劑等組(zǔ)成,但為了某(mǒu)些特殊需要還可加入一些特殊物質,如(rú)促凝劑(jì)、酸性抑製劑、發泡 劑以及氣泡穩定劑等。
1.5 有機矽類膠黏劑:有機矽類膠粘劑是高分子量的線型聚矽氧烷,在催化劑(jì)作用下(xià),通過加成或 縮合等反應,並加(jiā)入增黏劑、填料等(děng)製得。這種膠粘劑最突出(chū)的性能是具有優良 的耐熱性,可(kě)以(yǐ)長期在250℃或更(gèng)高溫度下使用。
耐高溫膠粘劑研究的發展趨勢將體現在以下幾個方(fāng)麵:
(1) 開發新(xīn)型的有機耐高溫膠粘劑,製備出(chū)耐高溫、力學性能好、耐久性佳的膠粘劑;
(2) 利(lì)用和開發新型的改性(xìng)技(jì)術對現有的(de)耐高溫樹脂進行改性,提高其綜合性(xìng)能,擴大應用範圍;
(3) 利用納米(mǐ)材料和(hé)晶須材料等新型材料的特殊性能製備出高性(xìng)能和新(xīn)功能的複合膠粘劑;
(4) 利(lì)用無機膠粘劑和有機膠粘劑二者的優點,研(yán)究和開發有機和(hé)無機雜化型膠(jiāo)粘劑;
(5)開展不同類(lèi)型膠粘劑在高溫下失效機理的研究,為現有(yǒu)膠粘劑性能的改進、新膠(jiāo)粘劑研發提供理論(lùn)依據(jù)。