耐高温胶粘剂如何定义及分类?
文案编辑:miya
文案来源:
发布时间:2019-08-08 23:32:51
关注:
分享:
返回列表
关于耐高温胶粘剂的定义,国内外至今尚无统一看法,一般认为凡属下列情况者可视为耐高温胶粘剂
(1) 在121-175℃下长期使用(累计1-5年),或者在204-232℃下累计使用20000~
40000h。
(2)在260~371℃下累计使用200~1 000 h。
(3)在371-427℃下累计使用24~200 h。
(4)在538-816℃下使用2-10 min。
耐高温胶粘剂种类较多。目前研究较多、应用较广的主要有环氧树脂类、酚醛树脂类、聚酰亚胺类,还有磷酸盐类和有机硅类胶粘剂等。
1.1 环氧树脂(EP)类胶粘剂
环氧树脂是一种含有2个或2个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂是一种很 好的胶粘剂,可用来粘接金属、陶瓷、玻璃、木材、混凝土及大部分塑料,已广 泛应用于飞机、卫星、火箭、船舶、汽车、电子仪器、轻工和建筑等行业.
环氧树脂具有较好的粘接强度,综合性能良好,低收缩性,蠕变小,唯其耐热性不够高,性脆,通过多种途径改性后,效果极佳,目前可以说环氧树脂是一类最为理想的基体树脂,应用面颇为广泛,为耐热结构胶的首选材料.
概括的讲,耐高温环氧胶粘剂应由下列组分组成:耐高温环氧树脂、耐高温 固化剂、增韧剂、填料、抗热氧剂。
1) 环氧树脂的选择。高性能、耐热型的环氧树脂品种主要是那些具有耐热性骨架或可提高交联密 度的多官能度环氧树脂。EP在高温下的性能主要取决于胶料的热变形温度和热氧化稳定性。EP本身官能团越多,固化后交联密度越大,热变形温度越高,耐热性越好,因而选择多官能团EP是配制耐热环氧树脂胶粘剂的途径之一。例如,蔡型环氧、苯三酚型环氧、酚醛型环氧、间苯二酚型环氧、二苯胺型环氧、二苯甲酮型环氧等均属于多官能团环氧树脂。
2) 固化剂的选择 。除了环氧树脂自身结构的影响,固化剂种类是影响其耐热性的另一个重要因 素。一般来说,它们或具有稳定的化学结构或具有多官能度,与环氧树脂发生交 联反应之后,使树脂的分子结构形态、各种性能都发生了显著的变化。因此,正确选择固化剂,合理设计胶黏剂配方无疑是重要的。
1.2 酚醛树脂(PF)类胶粘剂 。酚醛树脂是开发最早的一类耐高温树脂。由于其原料易得、价格低廉、生产 工艺和设备简单,而且产品具有优异的力学性能、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及低的发烟率,已成为工业部门不可缺少的材 料,具有非常广泛的用途。
1.3 聚酰亚胺(PI)类胶粘剂。聚酰亚胺(PI)大分子主链中含有酰亚胺环状结构,是较早应用于耐高温胶粘剂的杂环高分子基体,它的耐热性与有机硅相当,但它的机械性能、电气性能和耐湿性能都比较好,可以单独使用,可以说略胜有机硅一畴。
聚酰亚胺胶粘剂根据合成方法的不同可以分为缩聚型和加成型两大类。缩聚型聚酰亚胺用作胶黏剂时,一般是由芳香四酸二酐和芳香二胺缩聚生成可溶的聚 酰胺酸,然后用物理或化学方法脱水环化生成聚酰亚胺。
随着耐高温PI结构胶应用的日益广泛,对其性能提出了越来越高的要求。为满足其在更多领域中应用的需求,研究和开发新型耐高温PI结构胶成为当务之急。主要可以从以下几个方面入手:
(1)研究并开发耐更高温度等级的PI结构胶,以满足航天飞行器对速度和结构 质量的要求。
(2)进一步对共聚及共混方法进行研究,在保证聚酰亚胺耐高温性能的前提下 提高其韧性,扩大其应用领域。
(3)利用纳米材料等具有特殊性能材料的杂化复合,制备出具有高性能和新功 能的聚酰亚胺结构胶,以满足航空、航天、电子和汽车等高新技术领域发展的需要。
1.4 磷酸盐类胶黏剂:磷酸盐系无机胶粘剂通常由基料(常为磷酸或浓缩磷酸)、填料和固化剂等组成,但为了某些特殊需要还可加入一些特殊物质,如促凝剂、酸性抑制剂、发泡 剂以及气泡稳定剂等。
1.5 有机硅类胶黏剂:有机硅类胶粘剂是高分子量的线型聚硅氧烷,在催化剂作用下,通过加成或 缩合等反应,并加入增黏剂、填料等制得。这种胶粘剂最突出的性能是具有优良 的耐热性,可以长期在250℃或更高温度下使用。
耐高温胶粘剂研究的发展趋势将体现在以下几个方面:
(1) 开发新型的有机耐高温胶粘剂,制备出耐高温、力学性能好、耐久性佳的胶粘剂;
(2) 利用和开发新型的改性技术对现有的耐高温树脂进行改性,提高其综合性能,扩大应用范围;
(3) 利用纳米材料和晶须材料等新型材料的特殊性能制备出高性能和新功能的复合胶粘剂;
(4) 利用无机胶粘剂和有机胶粘剂二者的优点,研究和开发有机和无机杂化型胶粘剂;
(5)开展不同类型胶粘剂在高温下失效机理的研究,为现有胶粘剂性能的改进、新胶粘剂研发提供理论依据。