[發(fā)明專利]一種高溫耐久性環(huán)氧結構膠接體系及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108624002B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 王德志;曲春艷;劉長威;李洪峰;馮浩;王海民;張楊;宿凱;楊海冬;肖萬寶
• 申請（專利權）人: 黑龍江省科學院石油化學研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L71/10;C08L81/06;C08L15/00;C09J163/00;C09J11/08
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 曹徐婷

本發(fā)明屬于膠粘劑技術領域，具體涉及一種高溫耐久性環(huán)氧結構膠接體系及其制備方法。本發(fā)明環(huán)氧結構膠接體系包括環(huán)氧結構膠膜和抑制腐蝕底膠，以“特種環(huán)氧樹脂－芳胺固化劑”為固化體系，以特種熱塑性樹脂和橡膠彈性體為增韌劑，將膠接體系的耐溫等級提高到175℃，玻璃化轉變溫度提高到190℃；熱老化考核時間延長到3000h；本發(fā)明高溫耐久性環(huán)氧結構膠接體系工藝性能優(yōu)異，具有高強度、高韌性、耐疲勞、高溫耐久性能好等特點，滿足金屬或復合材料大面積膠接成型工藝，解決了航空航天飛行器對高溫結構件的高溫耐久性膠接需求，適用于航空航天領域金屬或復合材料耐高溫結構件的膠接。

技術領域

本發(fā)明屬于膠粘劑技術領域，具體涉及一種高溫耐久性環(huán)氧結構膠接體系及其制備方法。

背景技術

高溫固化環(huán)氧結構膠接體系是一類固化溫度在175-180℃，使用溫度在121℃以上的膠粘劑，一般由高溫固化環(huán)氧結構膠膜和與之配套使用的抑制腐蝕底膠構成，具有高強度、高耐久性和高溫條件下可長期使用的特點，是航空、航天飛行器耐高溫承力結構件制造中重要的結構膠接材料。

國內外現(xiàn)有的高溫環(huán)氧結構膠接體系大都是以“雙酚A型環(huán)氧－雙氰胺”為固化體系，以“聚砜和丁腈橡膠”為增韌劑的基礎上建立起來的，國外典型的有Hexcel公司“Redux319膠膜/Redux119底膠”膠接體系、Cytec公司的“FM300膠膜/BR127底膠”膠接體系等；國內典型的有黑龍江省科學院石油化學研究院的“J-116膠膜/J-117底膠”膠接體系和中國航空發(fā)動機集團北京航空材料研究院的“SY-14膠膜及其配套的SY-D4底膠”膠接體系等，上述這些膠接體系的主要優(yōu)點是韌性好、潛伏性能優(yōu)異、技術成熟度高，在國內外航空航天領域獲得了廣泛的應用。然而，限于“雙酚A型環(huán)氧-雙氰胺”固化體系固化產(chǎn)物的玻璃化轉變溫度較低，僅為143℃左右，且聚砜和丁腈橡膠增韌劑的長期耐熱性能又較差，因此上述產(chǎn)品長期使用溫度不超過135℃，且在該溫度下熱老化考核時間僅為1000小時。

發(fā)明內容

為解決上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種高溫耐久性環(huán)氧結構膠接體系及其制備方法。

本發(fā)明技術方案：

一種高溫耐久性環(huán)氧結構膠接體系，包括環(huán)氧結構膠膜和抑制腐蝕底膠，所述環(huán)氧結構膠膜由如下重量份原料與膠膜制造用載體經(jīng)熱壓復合制成：

環(huán)氧樹脂75～100份、芳胺固化劑20～35份、熱塑性樹脂40～60份、橡膠彈性體6～15份、無機填料3～9份、抗氧化劑1～4份；

所述抑制腐蝕底膠由如下重量份原料制成：

環(huán)氧樹脂75～100份、芳胺固化劑20～30份、熱塑性樹脂75～100份、抑制腐蝕劑3～9份、硅烷偶聯(lián)劑3～9份、混合溶劑1200～1600份；

所述環(huán)氧結構膠膜和抑制腐蝕底膠中的環(huán)氧樹脂均由雙酚A型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯酚醛環(huán)氧樹脂(BPNE)、萘基酚醛環(huán)氧樹脂(BEBN)和碳硼烷雙酚二縮水甘油醚(DGECB)按一定重量比組成，其中聯(lián)苯酚醛環(huán)氧樹脂(BPNE)的化學結構式如式1所示：

式1：

萘基酚醛環(huán)氧樹脂(BEBN)的化學結構式如式2所示：

式2：

碳硼烷雙酚二縮水甘油醚(DGECB)化學結構式如式3所示：

式3：

與單純采用雙酚A型環(huán)氧樹脂作為主體樹脂相比，本發(fā)明通過引入聯(lián)苯酚醛環(huán)氧樹脂和萘基酚醛環(huán)氧樹脂提高了膠接體系的耐熱性和耐濕熱特性，引入碳硼烷雙酚二縮水甘油醚因結構中含有碳硼烷結構賦予膠接體系優(yōu)異的抗氧化性能，使本發(fā)明提供的環(huán)氧結構膠接體系兼具耐熱性、耐濕熱性和良好的工藝性能。