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室溫固化耐熱環(huán)氧膠粘劑的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-06-07  來(lái)源:復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):101
核心提示:綜述了室溫固化耐熱環(huán)氧樹(shù)脂(EP)膠粘劑的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì),介紹了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外部分性能優(yōu)異的室溫固化耐熱EP膠粘劑,指出室溫固化耐熱EP膠粘劑的發(fā)展趨勢(shì)是耐高溫、高強(qiáng)度、高耐久性及快速固化。
 前言

在我國(guó),膠粘劑已廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,尤其是一些高性能的膠粘劑在航空領(lǐng)域直升機(jī)的制造中也已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。但室溫固化的結(jié)構(gòu)膠在航空、航天領(lǐng)域,特別是在飛機(jī)關(guān)鍵部件的制造中尚未得到廣泛使用,只有十幾種室溫固化結(jié)構(gòu)膠可用于機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)等部位,其中僅有數(shù)種室溫固化膠粘劑用于螺釘鎖固、導(dǎo)線及熱偶的固定。這主要是由于目前室溫固化型結(jié)構(gòu)膠的綜合性能尚未達(dá)到軍工產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用方面的要求(特別是在耐高溫及耐久性方面)。這就給今后室溫固化型結(jié)構(gòu)膠的發(fā)展指出了方向,即開(kāi)發(fā)室溫固化耐熱性好且綜合性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)膠。

目前結(jié)構(gòu)膠主要是用羧基丁腈、聚氨酯(PU)、聚砜及尼龍等改性的環(huán)氧樹(shù)脂(EP)。因?yàn)樗鼈兙哂谐毓袒⑤^好的耐熱和耐老化性能等優(yōu)點(diǎn)。本文就室溫固化耐熱EP膠粘劑的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述

1·室溫固化耐熱EP膠粘劑的研究基礎(chǔ)

1.1室溫固化耐熱膠粘劑

所謂室溫固化膠粘劑,通常是指室溫呈液態(tài),調(diào)制后可于室溫(20~30℃)條件下幾分鐘到幾小時(shí)內(nèi)凝膠,并在不超過(guò)7 d時(shí)間內(nèi)完全固化,且達(dá)到可用強(qiáng)度的一類(lèi)膠粘劑。室溫固化膠粘劑由于不能加熱固化,所以研制難度較大。由于固化過(guò)程中反應(yīng)物的分子、鏈段以及活性端基不能得到足夠的能量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、遷移或轉(zhuǎn)動(dòng),特別是在部分端基相互反應(yīng)后,相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)增大,使未反應(yīng)的分子或活性端基相對(duì)定位,反應(yīng)機(jī)會(huì)減少,反應(yīng)程度降低,使固化反應(yīng)難以完全進(jìn)行。而使膠粘劑具有耐高溫機(jī)制的三個(gè)官能結(jié)構(gòu)的單體、高強(qiáng)度機(jī)制的核殼結(jié)構(gòu)和內(nèi)增韌機(jī)制的結(jié)構(gòu)(或鏈段),必須預(yù)先合成,固化反應(yīng)只能用于在室溫下將上述結(jié)構(gòu)連接或組裝起來(lái)。

而關(guān)于膠粘劑耐熱性的定義、分類(lèi)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)外至今尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)定。1962年LEVINE[1]認(rèn)為能滿(mǎn)足下列溫度和時(shí)間條件的膠粘劑可稱(chēng)為耐熱膠,即177℃/30 000 h、260℃/1 000 h、538℃/1 000 h和816℃/5 min。同年BLACK和BLOMOQUIST則用膠粘劑在100 h熱老化后,膠接強(qiáng)度率仍在30%以上的熱老化溫度來(lái)表示該膠粘劑的耐熱性。目前認(rèn)為耐熱膠粘劑必須滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件[2]:①能在短時(shí)間內(nèi)承受高溫的考驗(yàn),如焊浴處理等;②長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫場(chǎng)合,仍具備初期的性能;③高溫周期變化下的耐熱性較好;④熱變形溫度較高;⑤分解及熱失重的溫度較高。

1.2室溫固化耐熱EP膠粘劑

在目前研制的耐熱膠粘劑中無(wú)論性能和品種,或者是產(chǎn)量和用途,EP膠粘劑都占有優(yōu)勢(shì)地位。這是因?yàn)樗哂袃?yōu)異的粘接性能、力學(xué)性能,良好的耐介質(zhì)性、電絕緣性,且固化過(guò)程中收縮率低、尺寸穩(wěn)定和易于加工成型等。但大多數(shù)耐熱的EP膠粘劑在固化過(guò)程中需要加熱,這使得EP膠粘劑在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到了限制,因此使耐熱EP膠粘劑實(shí)現(xiàn)室溫固化顯得尤為重要。因?yàn)槭覝毓袒粌H可以降低膠粘劑成本,而且可以簡(jiǎn)化加工過(guò)程,特別適用于大尺寸部件的高溫維修及收縮材料的粘接。因而室溫固化耐熱EP膠粘劑成為近年來(lái)EP膠粘劑的研究熱點(diǎn)。

可用于膠粘劑室溫固化的化學(xué)反應(yīng)的類(lèi)型以及材料主要有:①雙酚A型EP與胺類(lèi)活潑氫的加成反應(yīng);②二官能度以上異氰酸酯與二官能度及以上端羥基聚醚的活潑氫的加成反應(yīng);③雙酚A型EP在叔胺催化劑催化作用下的離子型加聚反應(yīng),以及含烯類(lèi)雙鍵的丙烯酸酯單體在氧化還原體系的催化作用下由過(guò)氧化物引發(fā)的自由基加成反應(yīng)。人們可以通過(guò)提高所用EP及固化劑的官能度和芳核密度研制出耐熱EP膠粘劑;還可以通過(guò)加入分子內(nèi)具有多個(gè)醚鍵的、官能度大于2的多醚胺作內(nèi)增韌型固化劑,制造出具有很高剪切和剝離強(qiáng)度的室溫固化耐熱EP結(jié)構(gòu)膠。雖然面臨諸多困難,但近年來(lái)一系列各種用途的室溫固化耐熱結(jié)構(gòu)膠已被研制出來(lái)。

2·室溫固化耐熱EP膠粘劑的研究現(xiàn)狀

2.1國(guó)外室溫固化耐熱EP膠粘劑的發(fā)展概況

國(guó)外研制室溫固化耐熱EP膠粘劑的國(guó)家主要有美國(guó)、瑞士、德國(guó)、英國(guó)和日本,近年來(lái)已發(fā)表了大量文章[3-4],申報(bào)了很多專(zhuān)利,有多種牌號(hào)的產(chǎn)品也已經(jīng)在市場(chǎng)出售。前蘇聯(lián)在這方面也進(jìn)行了大量研究,但產(chǎn)品很少在市場(chǎng)銷(xiāo)售。此外,捷克、以色列等國(guó)在這方面也有出色的研究。據(jù)統(tǒng)計(jì),室溫固化耐熱EP膠粘劑在室溫固化膠粘劑產(chǎn)品中占有相當(dāng)大的比例,在對(duì)增韌機(jī)制、三維交聯(lián)和催化作用等理論進(jìn)行深入細(xì)致研究與應(yīng)用的基礎(chǔ)上,從20世紀(jì)80年代起,國(guó)外研制出了一批具有耐高溫、高強(qiáng)度、耐久性能優(yōu)異和室溫下可快速固化的EP膠。

美國(guó)Cotronics公司開(kāi)發(fā)出可用于電子灌封和粘接的EP膠(Duralco4538),可室溫固化,耐溫可達(dá)232℃;而且極具柔性,能制成伸長(zhǎng)率達(dá)800%的產(chǎn)品;能粘接玻璃與黃銅、聚四氟乙烯與陶瓷、陶瓷與塑料(尼龍、聚醚醚酮、聚苯硫醚、酚醛樹(shù)脂等);用于灌封和粘接時(shí),則具有很好的耐熱沖擊性和耐振動(dòng)性。CIBA GEIGY公司的產(chǎn)品,端羧基液體丁腈橡膠(CTBN)改性環(huán)氧MY720和ERL510混合膠粘劑,室溫(25℃)固化6 d后即可使用。25℃時(shí)剪切強(qiáng)度及T型剝離強(qiáng)度分別為22 MPa和890 N/m,120℃時(shí)分別為8.5 MPa和500 N/m。Gladkikh[5]等研究的Makom-1在20~25℃經(jīng)15~24 h可完全固化,其耐溫范圍為-150~200℃,且耐濕耐油性較好。Samanta[6]等通過(guò)酯化反應(yīng)用聚乙二醇與4-氨基苯甲酸合成了胺端基聚(乙二醇)苯甲酸(ATPEGB),用其改性的韌性雙酚A二縮水甘油醚EP(DGEBA),采用室溫固化劑實(shí)現(xiàn)室溫固化,其耐熱可達(dá)315℃且高溫下具有較好的拉伸和彎曲性能。Sasidharan[7]等選用羧基封端的聚丙二醇己二酸酯對(duì)EP進(jìn)行改性,并以2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚作為固化劑,合成出室溫固化的EP膠粘劑,其使用溫度可達(dá)120℃。美國(guó)Dow公司[8]研制的一種室溫固化EP膠粘劑耐溫可達(dá)150℃,該膠粘劑是以四官能度的縮水甘油醚(TGE)和路易斯酸(BF3DME)為催化劑用尼龍作基物進(jìn)行研究的。前蘇聯(lián)在20世紀(jì)60~80年代開(kāi)發(fā)出了很多室溫固化耐高溫EP結(jié)構(gòu)膠[9]。

如K-600-31室溫固化膠粘劑,最高使用溫度為300℃,可用于鋼、鈦、鋁、鎂合金、石棉及玻璃鋼的粘接;K-400室溫固化膠粘劑在200℃下能長(zhǎng)期使用,400℃短時(shí)間使用,可用于金屬和非金屬材料的粘接;СКДА室溫固化EP膠粘劑,最高使用溫度為400℃,可用于鋼、鈦、銅、黃銅及其它金屬材料的粘接。

室溫固化EP膠粘劑不采用加熱的方法進(jìn)行固化,導(dǎo)致這類(lèi)膠的耐熱性較傳統(tǒng)加熱固化膠粘劑差。美國(guó)[10]近年來(lái)公布牌號(hào)的室溫固化EP膠粘劑中,標(biāo)出最高使用溫度為140℃的有125個(gè),標(biāo)出最高使用溫度為200℃的有45個(gè),標(biāo)出最高使用溫度為260℃的有15個(gè),標(biāo)出最高使用溫度為275℃的僅有7個(gè)。國(guó)外部分室溫固化耐溫性能優(yōu)異的EP膠的牌號(hào)、生產(chǎn)廠家和耐溫性能如表1所示。

2.2 國(guó)內(nèi)室溫固化耐熱EP膠粘劑的研究現(xiàn)狀

當(dāng)前我國(guó)室溫固化耐熱EP膠粘劑與國(guó)外先進(jìn)水平的主要差距:①品種少,耐高溫、高剝離強(qiáng)度和室溫下可快速固化的品種稀少,市售的室溫固化耐熱型膠粘劑只有少數(shù)幾種。②性能差,只有DG-2、DG-3等幾個(gè)牌號(hào)的膠粘劑室溫剪切強(qiáng)度可達(dá)18 MPa,剝離強(qiáng)度可達(dá)39 MPa以上,而高溫下性能優(yōu)異的更少。③發(fā)展前景不容樂(lè)觀,合成新型EP、固化劑等所急需的精細(xì)化工原材料短缺等因素都在不同程度上制約著我國(guó)這一類(lèi)膠粘劑的發(fā)展。近年來(lái)我國(guó)科研人員針對(duì)這些方面的不足,對(duì)室溫固化耐熱EP膠粘劑的研究開(kāi)展了大量的工作并取得了一些成果?! ?/p>

室溫固化耐熱環(huán)氧膠粘劑的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

 

2.2.1 EP基體的改性

通過(guò)對(duì)EP基體進(jìn)行合成或改性(一種方法是通過(guò)提高EP的官能度),以實(shí)現(xiàn)室溫固化同時(shí)提高其耐熱性并優(yōu)化其它性能。

 

黃巧玲[11]以環(huán)氧氯丙烷和對(duì)氨基苯酚為主要原料制備了多官能度的EP(EP-005),并采用自制的復(fù)配固化劑、納米SiO2、特殊的增韌劑和特種填料等進(jìn)行改性,研制了一種結(jié)構(gòu)加固用的建筑耐溫結(jié)構(gòu)膠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該膠粘劑可常溫固化,固化后的構(gòu)件可在常溫與高溫(150℃)環(huán)境中長(zhǎng)期使用,其常溫拉伸強(qiáng)度為42.60 MPa,常溫壓縮強(qiáng)度為90.63 MPa,在150℃時(shí)剪切強(qiáng)度可達(dá)17.28 MPa。該膠粘劑以其卓越的綜合性能,被成功用于建筑工程等領(lǐng)域中。

西北工業(yè)大學(xué)的何文棟[12]等采用耐熱的二苯甲酮四酸二酐(BTDA)固化四官能度縮水甘油胺EP,制得了室溫固化耐熱的EP膠粘劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)n(EP基團(tuán))∶n(酸酐基團(tuán))=1∶1、w(促進(jìn)劑)=1%(占EP的量)且以碳纖維作為填料時(shí),膠粘劑性能最佳,其室溫剪切強(qiáng)度為13.91 MPa,150℃剪切強(qiáng)度為10.63 MPa。

趙升龍[等采用以雙酚A類(lèi)EP和高官能度EP組成混合EP,脂肪胺與芳香胺組成混合胺類(lèi)固化劑以及用大分子聚酰胺增韌的途徑,研制出一種可室溫固化耐溫200℃的膠粘劑,該膠粘劑具有優(yōu)良的耐介質(zhì)性和電絕緣性能。

另一方面可以在EP中引入Si、B等耐熱雜原子來(lái)提高其耐熱性,或者同時(shí)提高官能度并引入耐熱雜原子,在提高耐熱性同時(shí)也提高其綜合性能。李潔華[14]研制的改性EP膠粘劑克服了一般EP膠粘劑的脆性、耐溫性差的缺點(diǎn),其主要技術(shù)特征是以PU預(yù)聚物改性EP(A組分)與自制的固化劑(B組分),按m(A)∶m(B)=(10~1)∶1的比例配制成耐高溫、韌性好和反應(yīng)活性大的固化體系。其中PU預(yù)聚物為端羥基聚硅氧烷和二異氰酸酯按一定比例在一定條件下反應(yīng)制成異氰酸酯基團(tuán)封端的聚硅氧烷PU預(yù)聚物,然后采用此PU預(yù)聚物對(duì)EP進(jìn)行改性處理。而自制的固化劑由二元胺、咪唑類(lèi)化合物、硅烷偶聯(lián)劑、無(wú)機(jī)填料以及催化劑組成。此改性EP膠粘劑可室溫固化,在200℃下可長(zhǎng)期使用,或-5℃固化耐溫150℃,粘接強(qiáng)度達(dá)15~30 MPa,T型剝離強(qiáng)度達(dá)35~65 N/cm。該膠粘劑具有優(yōu)異的耐油、耐水、耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的性能,可粘接潮濕面、油面及金屬、塑料、陶瓷、硬質(zhì)橡皮和木材等。

藍(lán)麗紅等利用有機(jī)硅改性的E-44型EP為主要原料,配以自制的改性胺類(lèi)固化劑(室溫下固化)和活性無(wú)機(jī)填料及端羥基液體丁腈橡膠(HTBN)等制成柔性耐溫膠粘劑。該膠粘劑具有良好的彎曲強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度,并具有一定的耐熱性能,可以在100~150℃的環(huán)境下使用。

        彭榮華等用有機(jī)硅樹(shù)脂改性EP(E-42),并在體系中引入聚乙烯醇縮丁醛,制成了室溫剪切強(qiáng)度達(dá)18 MPa以上,能在150℃下長(zhǎng)期使用且能粘接多種材料的EP結(jié)構(gòu)膠。

龐金興等合成出以鋇酚醛樹(shù)脂改性EP、丁腈-40和聚乙烯醇縮丁醛等為甲組分,復(fù)合多元胺類(lèi)固化劑為乙組分的新型膠粘劑,在常溫、接觸壓力下能夠固化,具有較高的粘接強(qiáng)度和耐熱性能,適用于耐熱材料、摩擦材料、金屬制品零件以及復(fù)合包裝材料等的粘接。

王丁等采用甲基苯基硅樹(shù)脂對(duì)酚醛EP進(jìn)行改性,硼酚醛樹(shù)脂與自制固化促進(jìn)劑作為固化劑,輔以納米蒙脫土、絹云母粉作為填料,制備出一種可室溫固化能在300℃條件下長(zhǎng)期使用的室溫固化耐熱EP膠粘劑。該膠粘劑在300℃條件下剪切強(qiáng)度可以達(dá)到12.3 MPa,此時(shí)m(酚醛EP)∶m(甲基苯基硅樹(shù)脂)=0.8∶1、m(硼酚醛樹(shù)脂)∶m(自制固化促進(jìn)劑)=2∶1、w(固化劑)=25%和w(納米蒙脫土)=3%(占改性樹(shù)脂量),最佳固化工藝條件為室溫8 h。

2.2.2高活性耐熱固化劑

通過(guò)開(kāi)發(fā)高活性耐熱性?xún)?yōu)良的固化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)室溫固化耐熱EP膠粘劑。

王超等采用液體端羧基丁腈橡膠增韌EP為主體,以改性液體端胺基丁腈橡膠或聚醚胺為韌性固化劑。通過(guò)改進(jìn)聚硫橡膠的內(nèi)聚強(qiáng)度和耐熱性能,克服了聚硫橡膠耐熱性能和增韌效果差的缺點(diǎn),以其作為增韌劑,可大大提高室溫固化EP結(jié)構(gòu)膠的剝離強(qiáng)度。通過(guò)二苯甲基雙馬來(lái)酰亞胺(BMI)與脂肪胺加成反應(yīng),并加入叔胺固化劑,合成具有BMI結(jié)構(gòu)和叔胺的固化劑。加入有機(jī)硅改性石棉,使室溫固化EP結(jié)構(gòu)膠的耐熱性能達(dá)到177℃,瞬間使用溫度達(dá)300℃,達(dá)到室溫固化高溫使用的目的。該膠粘劑強(qiáng)度高、韌性好,室溫固化10 d后,剪切強(qiáng)度為23.6 MPa(室溫),150℃剪切強(qiáng)度為13.3 MPa,200℃剪切強(qiáng)度為5.6 MPa,室溫剝離強(qiáng)度為6.0 kN/m,可用于航空、航天工業(yè)耐熱結(jié)構(gòu)部件的粘接。張緒剛[21]等合成出端羥基硅硼樹(shù)脂改性EP和改性脂肪胺類(lèi)的高活性耐熱固化劑,并選擇CTBN作為增韌劑,微米級(jí)石棉和高嶺土作為組合耐熱填料,在促進(jìn)劑的作用下,開(kāi)發(fā)出室溫24 h固化的具有較高強(qiáng)度的耐高溫膠粘劑。該膠粘劑125℃剪切強(qiáng)度達(dá)到14.0 MPa,250℃下也有2.5 MPa,室溫剝離強(qiáng)度為4.0 kN/m,經(jīng)200℃老化2 000 h后剪切強(qiáng)度幾乎不衰減,短期使用溫度達(dá)到250℃,對(duì)多種材料具有良好的粘接性能。該膠粘劑利用端羥基硅硼樹(shù)脂改性EP,提高了主體樹(shù)脂的耐熱性;用自制的高活性耐熱固化劑協(xié)同低分子聚酰胺固化,并配合適當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)劑,使體系可以在稍低于室溫的條件下固化完全;用偶聯(lián)劑活化處理的混合耐熱填料對(duì)于提高膠粘劑的耐燒蝕性具有突出的作用。該膠粘劑在室溫下固化1 d基本達(dá)到最高強(qiáng)度,適用期較長(zhǎng),耐熱性?xún)?yōu)良特別是耐熱老化性能優(yōu)異,具有一定的韌性,對(duì)多種材料有良好的粘接性能??蓮V泛用于航空、航天結(jié)構(gòu)件的粘接。

北京航空航天大學(xué)[22]研制的高品質(zhì)EP膠粘劑,是以EP為主料,選用混合型固化劑[由w(聚醚胺)=10%~90%和w(芳香胺)=10%~90%組成]及相應(yīng)的添加劑等制備而成的。該膠粘劑可室溫固化,其耐高低溫性能優(yōu)異,-269℃時(shí)的粘接強(qiáng)度超過(guò)18 MPa(最高可達(dá)33 MPa),140℃時(shí)的粘接強(qiáng)度為20 MPa。另外,該膠粘劑耐冷熱沖擊性能良好。董喜華[23]等用籠型r-氨丙基倍半硅氧烷(PAPSS)和低分子聚酰胺(PA)作固化劑,加入活性稀釋劑、促進(jìn)劑和硅烷偶聯(lián)劑等輔助材料,制備了室溫固化雙酚A型EP膠粘劑,研究了膠粘劑粘接強(qiáng)度、耐熱和耐老化等性能。結(jié)果表明:該膠粘劑常溫固化8 h后剪切強(qiáng)度可達(dá)到20 MPa以上,200℃條件下烘箱中靜置72 h,剪切強(qiáng)度保持率在98%以上,熱分解溫度為376℃。該膠粘劑是一種常溫固化、熱穩(wěn)定性好、耐高溫和黏度低的優(yōu)良結(jié)構(gòu)膠。

2.2.3組合耐熱填料

針對(duì)室溫固化EP膠粘劑還可通過(guò)添加活性耐熱填料以提高其耐熱性同時(shí)改善其它綜合性能。侯茜坪[24]等采用酚醛EP(F-51)和EP(CYD-128)復(fù)合樹(shù)脂、自制的羧基丁腈改性EP增韌劑和酚醛胺固化劑以及陶瓷耐熱填充劑復(fù)配,研制出一種室溫固化耐高溫耐水膠粘劑。測(cè)試了不同固化劑、增韌劑和填充劑對(duì)膠粘劑粘接強(qiáng)度的影響并考察了膠粘劑的耐水性。結(jié)果表明:該膠A組分配方為m(CYD-128)=80 g,m(F-51)=20 g,m(羧基丁腈改性EP)=10 g,m(輕質(zhì)碳酸鈣)=20 g,m(陶瓷耐熱填充劑1#)=40 g,m(陶瓷耐熱填充劑2#)=20 g;B組分配方為m(酚醛胺固化劑)=40g,m(輕質(zhì)碳酸鈣)=20g,m(陶瓷耐熱填充劑1#)=35 g。當(dāng)m(A)∶m(B)=2∶1時(shí),室溫固化1 d后的剪切強(qiáng)度達(dá)21.4 MPa(室溫),150℃剪切強(qiáng)度為6.2 MPa,水中浸泡30 d后強(qiáng)度幾乎無(wú)變化。該膠粘劑可長(zhǎng)期在高溫條件下使用,滿(mǎn)足耐磨陶瓷粘接的技術(shù)要求。

王超[等研制了一種EP-聚酰胺體系膠粘劑,配以活性無(wú)機(jī)填料和芳香胺類(lèi)固化劑,室溫固化24 h,長(zhǎng)期使用溫度為125℃,250℃尚有一定強(qiáng)度,滿(mǎn)足了航空、航天及電子工業(yè)的急需。王家勇[26]等以雙酚A型EP、改性固化劑及耐熱填料為主要成分配制的膠粘劑可室溫固化、高溫使用,經(jīng)一定工藝處理后,其Tg達(dá)156℃。近年來(lái),經(jīng)過(guò)大量科研人員的努力,我國(guó)已研制出一批性能優(yōu)異的可室溫固化的耐熱EP膠粘劑,許多品種也已經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)并開(kāi)始商品化生產(chǎn)。我國(guó)研制的已商業(yè)化的性能較為優(yōu)異的部分雙組分室溫固化耐熱EP膠如表2所示?! ?/p>

室溫固化耐熱環(huán)氧膠粘劑的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

 

注:①HT-160的產(chǎn)地為湖北回天膠業(yè)股份有限公司,主要成分為E型(F型)EP、增韌樹(shù)脂和酚醛胺類(lèi)固化體系;②JGN的產(chǎn)地為大連化物所,主要成分為EP、固化劑和催化劑等;③WD3102的產(chǎn)地為上??颠_(dá)化工有限公司,主要成分為ATBN增韌酚醛EP、聚酰胺固化劑和促進(jìn)劑等;④GJ-15的產(chǎn)地為西安太航阻火聚合物研究所,主要成分為液體主體組分、粉末固化劑等;⑤CY-22的產(chǎn)地為襄樊市膠粘劑技術(shù)研究所,主要成分為環(huán)氧618(E-51)、改性固化劑和耐熱填料等;⑥J-200-1D主要成分為端異氰酸基PU預(yù)聚體改性EP(E-51)、改性芳胺結(jié)構(gòu)復(fù)合固化劑;⑦J-183的主要成分為EP、固化劑和促進(jìn)劑等;⑧J-168的主要成分為改性EP、固化劑;⑨J-183、J-168和J-200-1D的產(chǎn)地均為黑龍江省石油化學(xué)研究院;⑩DG-2、DG-3、DG-3S、DG-4、DG-5和DG-7的產(chǎn)地為晨光一分院,主要成分為EP、增韌劑和耐溫固化劑等,DG-4、DG-5和DG-7均可用于油面及水中的粘接。

3·結(jié)語(yǔ)

綜上所述,室溫固化耐熱EP膠粘劑的研究雖已取得一定進(jìn)展,但仍存在著一些問(wèn)題,例如,與加熱固化的耐熱EP膠粘劑相比,其耐高溫性能較差,主要表現(xiàn)在高溫下剪切強(qiáng)度及剝離強(qiáng)度較低,最高使用溫度較低等。因此,今后室溫固化耐熱EP膠的發(fā)展方向應(yīng)該為發(fā)展兼具耐高溫、高強(qiáng)度、耐久性及室溫快速固化綜合性能優(yōu)異的膠粘劑。為發(fā)展這一類(lèi)膠粘劑,今后須加強(qiáng)以下方面的工作。

(1)開(kāi)展EP新的室溫固化機(jī)理的研究,對(duì)諸如“海島結(jié)構(gòu)”、芳核密度、高官能度和內(nèi)增韌機(jī)制等理論進(jìn)行更深入地研究。

(2)在新材料的合成方面,研制和開(kāi)發(fā)更多新的、具有多官能度的EP、內(nèi)增韌型固化劑及增韌材料。

(3)在理論研究與材料合成方面不斷創(chuàng)新,在使用性能方面要使室溫固化EP膠的性能逐漸達(dá)到中溫乃至高溫固化EP結(jié)構(gòu)膠的水平。


 
 
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