室温固化耐热环氧树脂胶粘剂
| 王超,张斌,李奇力,张绪刚
| (黑龙江省石油化学研究院,黑龙江哈尔滨l50040)
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摘要:本文介绍了一种环氧——聚醉肢体系胶粘剂,配以活性无机填料和芳香胺类固化剂,室温固化24h,长期使用温度为125℃,25℃尚有一定强度,满足了航空、航天及电子工业的急需。 关键词:室温;固化;耐热;胶粘剂
前言
室温固化耐热环氧树脂胶粘剂有很多种,其中液体端数基或端胺基丁腈橡胶改性环氧树脂胶粘剂性能最为优异,使用温度可达150℃,甚至更高,此类胶粘剂主要有晨光院DG系列,黑龙江省石化院J-133、J-153等,但其室温粘度大,使用不便,另外由于使用液体端竣基腈橡胶,造成胶粘剂成本过高,不易推广应用。室温固化的环氧——聚酥肢体系胶粘剂,其使用温度多在80t以下,如黑龙江省石化院的J-119,室温固化24h,80℃剪切强度4.2MPa。l00℃仅2.8MPa。在引进国外先进技术中,大量使用环氧——聚酰胺体室温固化耐热胶,其特点是室温粘度低,易于操作、成本低,易于推广,长期使用温度为125℃,瞬间使用温度250℃,300℃有0.1MPa剪切强度,这是国内同类体系胶粘剂所不及的。仿研过程中,单纯按国外配方(俄罗斯BK-9),采用国产原材料难达到技术要求。因此我们依据国内原材料,国外配方,对其无机填料进行改进,从而达到国外胶粘剂的配比以及技术条件,满足了引进项目配套产品国产化的技术要求。
1 实验部分
1.l 原材料 E-51环氧:岳阳树脂厂 300#聚酚胺:天津延安化工厂
芳香胺类固化剂:自制 三乙烯四胺:常州化工二厂
KH550:辽宁盖县化工厂
高岭土:昆明石棉厂
石棉粉:十堰市化工厂 钛白粉:无锡钛白粉厂 试片:LY12CZ铝合金,溶剂除油后砂纸打毛 1.2 测试方法TOCTl4759-69(俄罗斯) 1.3 活性无机填料的制备 适当比例钛白粉、石棉粉、高岭土高温锻烧,过200目筛后,加入KH550于适当温度处理,得活性无机填料。 1.4 胶粘剂的制备 60份E51环氧中加入5份无机填料,为甲组份。 300#聚酚胺40份,加三乙烯四胺0.2份,芳胺固化剂0.4份,混均,为乙组份,甲:乙二=60:40(重量比) 其中国外配方即为以上比例配比固化
2 结果与讨论
2.1 不同用量劳按对胶粘剂强度的影响 按1.4配方,其中芳胺分别为0、0.4、0.8、1.2 份,记0#、4#、8#、12#,按甲:乙=60:40(重量比)混均,固化试片,室温24h后,测剪切强 度,见表1 表1不同用量芳胺对胶粘剂剪切强度的影响 剪切强度/MPa 0# 4# 8# 12# 20℃ 19.5 20.8 20.4 19.9 125℃ 2.2 4.9 4.8 4.9 250℃ 0.6 1.2 1.1 1.2 300℃ 0.06 0.12 0.12 0.11 由表1可见芳胺固化剂的加入可提高胶粘剂室温及高温剪切强度,0.4份至1.2份之间剪切强度在高温条件下基本相同,室温条件下逐渐下降。 2.2 无机填料对胶粘剂剪切强度的影响 接1.4配胶,其中一份不加无机填料,一份将无机填料室温均匀混合后加入,另一份加人活性填料,记A、B、C,A为55:40(甲:乙),BC均为60:40(甲:乙)室温固化试片,24h后测剪切强度,见表2 表2 无机填料对胶粘剂剪切强度的影响 剪切强度/MPa A B C 20℃ 20.1 19.5 20.8 125℃ 1.2 2.9 4.9 250℃ 0.1 0.8 1.2 300℃ 0.02 0.06 0.12 由表2可见,活性无机填料对胶粘剂剪切强度的提高贡献最大,不加无机填料高温强度明显下降。 2.3 不同活性填料用量对胶粘剂剪切强度的影响 按1.4配方,其中活性无机填料分别为风工0、5 、10 、15份,记 0#、 5#、 10#、15#按树粘与固化剂55:40比例,加入无机填料,室温固化24h后,测剪切强度。见表3。 表3 不同用量活性填料对胶粘剂剪切强度的影响 剪切强度/MPa 0# 5# 10# 15# 20℃ 20.1 20.8 17.3 14.5 125℃ 1.2 4.9 5.1 5.2 250℃ 0.1 1.2 1.4 1.5 300℃ 0.02 0.12 0.14 0.16
由表3可见活性填料的加入可提高高温性能,但随着无机填料的增加,室温强度下降。 2.4 胶粘剂基本性能与国外产品性能的对比 本项目研制的胶粘剂与国外样品的实测值(室温固化24h)及国外技术指标对比见表4 表4 胶粘剂与国外样品实测及技术值指标对比 剪切强度/MPa 本项目胶粘剂 国外样品实测值 国外技术指标 (俄罗斯BK-9) (俄罗斯BK-9) 20℃ 20.8 18.5 14.3 125℃ 4.9 5.0 4.6 250℃ 1.2 1.2 1.0 300℃ 0.12 0.12 0.1
由表4可见项目研制的胶粘剂剪切强度达到到国外产品(俄罗斯BK-9)的技术指标与国外产品实测值基本相同,而且室温强度优于国外(BK-9)产品。
3 结论
本文研制的胶粘剂,单纯依据国外配方,高温强度均低于俄罗斯BK-9的技术指标(参见2.2中B的实测值),这可能是由于国内外原材料性能有一定差异,以及制备无机填料的性能与工艺不同造成的。这些问题在仿研国外其它胶粘剂如英国Eccoband104中也经常遇到。但在制备耐热胶粘剂中研制活性无机填料,不失为一种提高高温强度的有效方法,而国产耐热胶中大都加入非活性无机填料,对高温强度虽有一定提高,但不明显。总之,本文通过制备活性无机填料,依据国外BK-9配方,研制出比例、原材料基本相同的胶粘剂并应用于引进项目国产化中,取得良好效果。
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