耐高溫膠粘劑如何定義及分類(lèi)?
文案編輯:miya
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發布時間:2019-08-08 23:32:51
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關於耐高溫膠粘劑的定義,國內外至今尚無統一看法(fǎ),一(yī)般認為凡屬下列情況者可視為耐高溫膠粘劑
(1) 在121-175℃下長期(qī)使(shǐ)用(累計(jì)1-5年),或者在204-232℃下累計使用20000~
40000h。
(2)在260~371℃下累計使用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(gāo)溫膠粘劑種(zhǒng)類較多。目前研究較多、應(yīng)用較廣的主要有(yǒu)環(huán)氧樹脂類、酚醛樹(shù)脂類、聚酰亞胺類(lèi),還有磷酸鹽類和有機矽類(lèi)膠粘劑等。
1.1 環氧樹脂(EP)類膠粘劑
環氧樹脂(zhī)是一種含有2個(gè)或2個以(yǐ)上環氧基的熱固性樹脂。環(huán)氧樹脂是一種很 好的膠粘劑,可用來粘接金屬、陶瓷、玻璃(lí)、木(mù)材(cái)、混凝土及大部分塑料,已廣 泛應用(yòng)於(yú)飛機(jī)、衛星、火箭、船舶、汽車、電子儀器、輕工和建築等行業.
環氧樹脂具有較好的粘接(jiē)強度,綜合性能良好,低收縮性,蠕變小,唯其耐熱性不(bú)夠高,性脆(cuì),通過多種途徑改(gǎi)性後,效果極佳,目前可以(yǐ)說環氧樹脂是一類最為理想的基體樹(shù)脂,應用麵頗為廣泛,為耐熱(rè)結(jié)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(zǔ)成:耐高溫環氧樹脂、耐高溫 固化劑、增(zēng)韌(rèn)劑、填料、抗熱氧劑。
1) 環氧(yǎng)樹脂的選擇。高性能、耐熱型的環氧樹脂品(pǐn)種主要(yào)是那些具有耐熱性骨架或可提高交聯密 度的多官能度(dù)環氧樹脂。EP在(zài)高溫下的性能主要取決於膠(jiāo)料的熱(rè)變形溫度和熱氧(yǎng)化穩定(dìng)性。EP本身官(guān)能團越多,固化後交聯密度越大,熱變形溫(wēn)度越高,耐熱性越好,因而選擇多官能團EP是配製(zhì)耐熱環(huán)氧(yǎng)樹脂(zhī)膠(jiāo)粘劑的途徑之(zhī)一。例如,蔡型環氧、苯三酚型環氧、酚(fēn)醛型環氧、間苯二酚型環氧(yǎng)、二苯胺型環氧、二苯甲酮型(xíng)環氧等均屬於多官能團環氧樹脂。
2) 固化劑的(de)選擇 。除了環氧(yǎng)樹脂自身結構的影響(xiǎng),固化劑種類是影響其耐(nài)熱性的另一個重要因 素。一般來(lái)說,它(tā)們或具有(yǒu)穩定(dìng)的化學(xué)結構或具有多官能度,與環(huán)氧樹脂發生交 聯反應之後,使樹脂的分子結構形態、各種(zhǒng)性能都發生了顯著的變化(huà)。因此,正確選擇固化劑,合理設計膠黏劑配方無疑是重要的。
1.2 酚醛(quán)樹脂(zhī)(PF)類膠粘劑 。酚醛樹脂是開發最早的一(yī)類耐高溫樹脂。由於其原料易得、價(jià)格(gé)低廉(lián)、生產 工藝和設備簡單,而且產品具有優異的力學性能、耐熱性、耐寒性(xìng)、電絕緣性、尺寸(cùn)穩定性、成型(xíng)加工性、阻燃性及低的發(fā)煙率,已成為工(gōng)業部門不可缺(quē)少的材 料,具有非常廣泛的用途。
1.3 聚酰亞胺(PI)類(lèi)膠(jiāo)粘劑。聚酰亞胺(PI)大分子主鏈中含有酰亞胺環狀結(jié)構,是(shì)較早(zǎo)應用於耐高溫膠粘劑的雜環高分子基(jī)體,它的耐熱性與有機矽相當,但它的機械性能、電氣性能(néng)和耐濕性能都比較好,可以單獨使用,可以說(shuō)略勝有(yǒu)機矽一疇。
聚酰亞胺膠粘劑根(gēn)據合成(chéng)方法的(de)不同可以分(fèn)為縮(suō)聚型和加成型兩大類。縮聚型聚酰亞胺用作膠黏劑時,一般是由芳香四酸二酐和芳香二胺(àn)縮聚生成可溶的(de)聚 酰胺酸,然後(hòu)用物理或化學方(fāng)法脫水環化生成(chéng)聚酰亞胺。
隨(suí)著耐高溫PI結構膠應用的日益廣泛,對其性能(néng)提出了越來越高的要求。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)研究並開發耐更高溫度等級的PI結構膠(jiāo),以滿足航天飛行器對速度(dù)和(hé)結(jié)構 質量的要求。
(2)進一步對共聚及(jí)共混方法進行研究,在保證聚酰亞胺耐高溫性能的前提下(xià) 提高其韌(rèn)性,擴(kuò)大其應用領域。
(3)利(lì)用納米材料等具有特殊(shū)性(xìng)能材料的雜化複合,製備出具有高性(xìng)能和新功 能的聚酰亞胺結構膠,以滿足航空、航(háng)天、電子和(hé)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(jì)通常由(yóu)基料(常為磷(lín)酸或(huò)濃縮磷酸)、填料(liào)和固化劑等組成,但(dàn)為了某些特殊需要還可加入一些特殊物質,如促凝劑、酸性(xìng)抑製劑、發泡 劑以及氣泡穩(wěn)定劑等。
1.5 有(yǒu)機矽類膠黏劑:有機矽類膠(jiāo)粘劑是高分(fèn)子量的線型聚矽氧烷,在催化劑作用(yòng)下,通過加成或 縮合等反應,並加入增黏劑、填料等製(zhì)得。這種(zhǒng)膠粘劑最突出的性能(néng)是具有優良 的耐熱性,可以長期在250℃或更高溫度下使用。
耐高溫膠粘劑研究的發展趨(qū)勢將體現在以下幾個方麵:
(1) 開發新型的(de)有機耐高溫膠粘劑,製備出耐高溫、力學性能好、耐久性佳的膠粘劑(jì);
(2) 利用和開發(fā)新型的改性技術對現有(yǒu)的耐高溫樹(shù)脂進行改(gǎi)性,提高其綜合性能,擴大(dà)應用(yòng)範圍;
(3) 利用納米材料(liào)和晶須材料等新型材料的特殊性能製(zhì)備出高性能和新功能的複合膠(jiāo)粘劑;
(4) 利用無機膠粘(zhān)劑和有機膠粘劑二者的優點,研究和開發有機和無機雜化型膠粘劑;
(5)開展不同類型膠粘劑在高溫下失(shī)效機(jī)理的研(yán)究,為現有膠粘劑性能(néng)的改進、新膠粘(zhān)劑研發提供理論依據。