[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)粘接材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010768674.1
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN112029457A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋梓涵;張江濤;楊海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 河北天啟通宇航空器材科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C09J163/00
• 分類號(hào): C09J163/00;C09J11/04;C09J11/06;C08G59/62;C08G59/50;C08G59/44
• 代理公司: 河北國維致遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 13137
• 代理人: 趙寶琴

本發(fā)明涉及膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種輕質(zhì)粘接材料。所述輕質(zhì)粘接材料包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分：縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂95～105份；胺類固化劑28～35份；氣相二氧化硅4～6份；空心玻璃微珠10～30份；硅烷偶聯(lián)劑3～5份；短切碳纖維5～10份和潤濕劑1～3份。本發(fā)明提供的輕質(zhì)粘接材料的密度為0.75～0.85g/cm³，具有良好的觸變性，不易流掛，且粘接后的剪切強(qiáng)度為13～15Mpa，抗壓強(qiáng)度為45～46MPa，能夠用于輕型飛機(jī)和無人機(jī)復(fù)合材料的粘接、縫隙填充。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輕質(zhì)粘接材料及其制備方法。

背景技術(shù)

復(fù)合材料作為一種新型材料，由于其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，越來越多地應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域，復(fù)合材料替代金屬等傳統(tǒng)材料已經(jīng)是大勢所趨。尤其是在航空航天領(lǐng)域，如通過復(fù)合材料輕量化技術(shù)飛機(jī)使用的零部件重量越輕，飛機(jī)的載重就越高，飛行速度就越快，飛機(jī)航程越大。

然而，復(fù)合材料由于自身的特性，不適合機(jī)械連接，零部件生產(chǎn)過程中，不可避免的會(huì)使用膠黏劑。尤其是在機(jī)翼蒙皮的粘接過程中，對(duì)膠黏劑的粘度、觸變性及力學(xué)性能等要求較高。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂類膠黏劑，雖然在粘接強(qiáng)度上能滿足性能要求，但是比重在1.2-1.5之間，比重較大，不利于飛機(jī)的輕量化，很難滿足飛機(jī)追求的輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐用的材料的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有膠黏劑存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種輕質(zhì)粘接材料及其制備方法。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例采用了如下的技術(shù)方案：

一種輕質(zhì)粘接材料，包括如下質(zhì)量份數(shù)的原料組分：縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂95～105份；胺類固化劑28～35份；氣相二氧化硅4～6份；空心玻璃微珠10～30份；硅烷偶聯(lián)劑3～5份；短切碳纖維5～10份和潤濕劑1～3份。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的輕質(zhì)粘接材料，以縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂為基本成分，首先，通過加入硅烷偶聯(lián)劑使空心玻璃微珠在環(huán)氧樹脂體系中均勻、穩(wěn)定地分散，改善空心玻璃微珠與環(huán)氧樹脂的相容性，使彼此結(jié)合更加緊密，提高體系的力學(xué)性能，同時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑還可以增加制備的輕質(zhì)粘接材料自身的粘結(jié)強(qiáng)度以及輕質(zhì)粘接材料與復(fù)合材料之間的粘接強(qiáng)度。其次，加入短切碳纖維降低內(nèi)聚破壞的可能性，進(jìn)一步改善材料自身的抗拉強(qiáng)度；添加的氣相二氧化硅在改善輕質(zhì)粘接材料的增稠觸變性和抗流掛性的同時(shí)，還可以作為環(huán)氧樹脂聚合物分子鏈的交聯(lián)點(diǎn)，達(dá)到增強(qiáng)增韌的目的，氣相二氧化硅與短切碳纖維及空心玻璃微珠共同作用改善輕質(zhì)粘接材料的力學(xué)性能。再者，潤濕劑可以使環(huán)氧樹脂更好的浸潤短切碳纖維、空心玻璃微珠及氣相二氧化硅的表面，減少氣泡和空隙，提高輕質(zhì)粘接材料整體性能。本發(fā)明提供的輕質(zhì)粘接材料的密度為0.75～0.85g/cm³，具有良好的觸變性，不易流掛，且粘接后的剪切強(qiáng)度為13～15Mpa，抗壓強(qiáng)度為45～46MPa。此外，采用胺類固化劑，不需要加熱，在常溫下即可固化，簡化了操作流程。

進(jìn)一步地，所述空心玻璃微珠粒徑為50～60μm，堆積密度為0.3～0.5g/cm³，在保證材料輕量化的同時(shí)，改善材料的力學(xué)性能。

進(jìn)一步地，所述短切碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，炭化率高，具有較高的抗拉強(qiáng)度、抗拉模量，更有利于改善材料的強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述短切碳纖維的長度為5～20mm，纖維太短對(duì)輕質(zhì)粘接材料的改性不穩(wěn)定，纖維太長又易于團(tuán)聚不利于浸潤，也影響輕質(zhì)粘接材料的性能的改善。

進(jìn)一步地，所述氣相二氧化硅為氣相二氧化硅A200或氣相二氧化硅R202。

進(jìn)一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)。