有機硅改性環氧樹脂耐熱膠粘劑的研制
華金盛保溫材料廠家
環氧樹脂對多種材料具有良好的粘接性,粘接強度高,粘接面廣,固化主要依靠開環加成聚合,不產生小分子物質,收縮率低,貯存穩定性好,配方靈活,用胺類固化劑可室溫固化,操作簡便,是目前使用最廣泛的一種膠粘劑。但它固化后交聯密度高,內應力大,脆性大,耐沖擊性差,使用溫度一般不超過150℃,故其應用受到一定限制[Ell。有機硅具有低溫柔順性和高溫耐熱氧化穩定性及低表面能、電絕緣性等,用它改性環氧樹脂是降低環氧樹脂內應力,提高環氧樹脂韌性和耐高溫性能的有效技術途徑[2,3]。本文用有機硅活性中間體改性普通雙酚A型環氧樹脂,添加丁睛-40和納米TiO2活性填料增韌增強樹脂基體,以自制復合固化劑,在促進劑的作用下,開發出一種能在室溫下固化,250℃長期使用,短期可耐300℃的膠粘劑。該膠粘劑可廣泛用于航空、航天耐熱結構材料的粘接和表面涂料。1實驗部分1.1原材料E-44:蘭州藍星樹脂廠;有機硅中間體Z6018:DowCoring公司;丁睛-40:蘭州化工研究院;納米Tiq(銳欽礦型):攀鋼研究院;聚酞胺650:湘潭市沼潭化工廠;復合芳香胺固化劑:自制;KH-550:蓋縣化工廠;欽酸丁醋:成都科龍試劑公司;月桂酸二丁基錫:上海試劑廠;DMP-30:成都科龍試劑公司。1.2測試方法環氧值:鹽酸一丙酮法;紅外光譜:KBr涂片法,NICOLETMX-1E型紅外光譜儀測試;熱失重曲線TGA:用Perkin-ElmerTGA7熱分析儀測試;玻璃化溫度由Perkin-ElmerDSC7熱分析儀測試。1.3膠粘劑的制備1.3.1改性環氧樹脂的制備將環氧樹脂(E44)與催化劑放入裝有攪拌器、回流冷凝管和滴液漏斗的三口燒瓶中,加熱升溫至一定溫度后開始攪拌,按一定摩爾比緩慢滴加有機硅的二甲苯溶液,保溫一定時間,回流冷凝不斷分離出反應產生的醇和水等小分子化合物,拉絲法測定粘度合格后即可出料,得棕紅色半透明粘稠狀有機硅改性環氧樹脂。1.3.2固化劑的制備取100份聚酞胺650與60份自制的芳香胺固化劑混合,加人環氧樹脂質量2%的促進劑(DMP30和月桂酸二丁基錫),混合均勻,即得復合耐熱固化劑。1.4粘接試樣的制備取一定質量的膠粘劑,按比例加人納米TiO2和KH550,少量丙酮稀釋,超聲40min,高速攪拌(7000r/min)20min,使納米Tiq充分分散,然后置于130℃烘箱中1h,使偶聯劑充分與環氧樹脂和納米TiO2反應。冷卻后,加人丁睛-40和固化劑,攪拌均勻,粘接試片。試片為LY12CZ鋁合金,100mmX25mmX2mm,砂紙打磨,甲苯擦拭,搭接面積為25mmX12.5mm,30℃,7天固化。2.1結果與討論反應條件的選擇2.1.1催化劑對環氧值的影響有機硅中間體Z6018含有活性端輕基,自聚傾向較強,需采用適當的催化劑予以控制,這種催化劑應優先促進硅經基與環氧基的反應,從而抑制其自聚反應,并且合適的催化劑能降低反應活化能,從而降低反應溫度和縮短反應時間。分別用節基三乙基氯化按(AIBN)、三苯基磷(P13P),欽酸丁醋以及PhiP/欽酸丁醋復合催化劑催化Z6018與E44的接枝共聚反應,結果如表1所示??梢妼⑷交着c欽酸丁醋復配時催化效果最好,在相同的原料配比和反應條件下所得改性樹脂的環氧值最低。并且當AIBN與Ph3P單獨使用時,所制得的改性樹脂久置后有分層現象,說明此時有部分硅中間體的活性經基自聚合,沒有與環氧基反應,有機硅與環氧樹脂溶解差數相差較大,從環氧樹脂相中析出。而復合催化劑所得到的改性樹脂,色澤均勻,穩定性、相容性好,靜置半年后未發現分層。
2.1.2反應溫度和時間的影響改變反應溫度和時間,所得改性樹脂的環氧值如表2所示。溫度較低時,有機硅與環氧樹脂未能充分反應,而溫度過高時,改性效果也不好,可能是因為溫度過高,催化劑失活,同時有機硅的活性端經基自身聚合。因此溫度選200℃較好,此溫度下反應5h后,環氧值基本不變,說明反應接近終點,再延長反應時間意義不大。
2.1.3改性樹脂的紅外光譜分析圖1中曲線A,B,C分別是Z6018,E44和改性樹脂的紅外光譜。曲線C上1708cm-1處出現了新的
標簽: 環氧樹脂
文章來源:
版權聲明:除非特別標注,否則均為本站原創文章,轉載時請以鏈接形式注明文章出處。