[其他]室溫下可固化的結構型環氧糊狀粘合劑及其制造方法

無效

• 申請號: 87102696
• 申請日: 1987-04-11
• 公開（公告）號: CN87102696A
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發明（設計）人: 加西亞·吉爾伯特;多姆尼科夫·拉里薩
• 申請（專利權）人: 休斯航空公司
• 主分類號: C08G59/16
• 分類號: C08G59/16;C08G59/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯,羅英銘

本發明涉及粘合劑，更具體地說，本發明涉及一種環氧粘合劑，它能在室溫下固化，而在高溫下具有高強度。

構件連接幾乎是所有制造操作的最重要部分之一，也就是分別制得，然后把它們連接成較大的部件，這些部件本身可以和其它構件相連接，或本身就是最終的裝配件。構件的連接是一個關鍵工序，這是由于以后可能在構件連接的負荷處發生斷裂，或者由于碰到特殊要求在兩構件的界面處發生破壞，所以沿兩種構件表面的連接必需很牢固，以抵抗由多種不同機理例如疲勞和腐蝕及其它需要經常碰到的環境所引起的破壞。

由于優異構的物理性能必需和重量輕相匹配，所以在飛機和宇航器中所用的構件，往往要求在任何構件上承受最大的負荷。過去，大多數構件是用機械固件如鉚釘，螺栓或螺絲，或是通過冶金學連接技術如焊接、銅焊或錫（銀）焊來連接。最近，由于粘合劑的性質已得到改善，所以很多宇航構件能用粘合劑來連接。粘合劑粘接的構件，其某些重要的結構優點超過了用固件連接的構件，這是由于表面負荷是在較大的面積上分布，因而粘合的構件實際上更加牢固。這樣固件周圍由應力集中而引起的疲勞斷裂大大減少。

飛機和宇航器在其運行期間往往要經受較高溫度，而且人們對發展在高溫下具有優異強度的粘合劑已不斷付出了巨大努力。已發現，現有的粘合劑如要獲得優異的高溫強度，均需高溫固化或熟化。而在室溫固化能達到其足夠強度的粘合劑，在高溫下卻不能具備希望的強度水平。進一步的要求是，粘合劑要能產生可以接收的低粒子水平，即在固化過程中或固化后泄露到周圍氣氛或其它環境中的粒子要少，從而不存在粒子傷害或污染構件或體系的其它部分的問題。

一種粘合劑在室溫固化能達到足額的強度，但不能獲得優異的高溫性能，使這種粘合劑不可能用于生產某些構件的粘合工藝中，例如宇宙飛行器的大型構件需要用粘合劑粘接，這些構件在其運行期間要承受約達250°F的高溫，這樣，粘合劑必須具有在該溫度可承受的強度水平;整個構件也不能放進烘箱進行粘合劑的高溫固化，因為宇宙飛行器的某些部分不能都置于高溫環境，這樣當飛行器的其它部分承受高溫時，某些部分將在操作循環中保持冷卻，但是它在固化操作過程中又不能有效地冷卻。現有的室溫固化粘合劑，在要求的高溫下均沒有足夠的強度，因此就不可能利用這種粘合劑的粘接來生產這種構件，因為現在還不知道有這樣一種粘合劑，它既有所需要的高溫強度，同時又可在室溫固化并能達到足額強度的的能力。對于一種粘合劑來說，要開發其高溫強度的能力，室溫固化也是必須的，因為當進行現場修理時，無固化烘箱可以利用。對于室溫可固化，并具有優異高溫強度的粘合劑還有一個要求，即在固化和使用過程中具有低的粒子放氣能力。粘合劑的延展性和韌性也是重要的特性;粘合劑還必須具有糊狀稠度，在固化前可使用用于要粘合的構件上，并能容易地施于粘合構件的各個部位。本發明能完全滿足這種要求，并可提供另外的有關特性。

本發明可歸結為：制備環氧樹脂的方法，制備固化粘合劑的方法和由于這些方法制得的產品。環氧樹脂和固化劑的混合物能很快地施于構件，并具有滿意的適用期。施加的粘合劑在室溫固化后可得到足額強度，且在250°F的剪切強度約達2000psi（磅/寸）。剝離試驗測定表明，粘合劑有良好的延展性和韌性。粘合劑也符合宇宙環境的低粒子放氣標準，因此它可用于制造宇航用各種構件。

按照本發明，制備環氧樹脂的方法包括：制備主要含有72到79重量份樹脂），23到16重量份雙酚F環氧樹脂和3到10重量份端羧基腈的混合物，混合物在290°-350°F的溫度下加熱足夠是時間，以形成反應產物，通常為2-3小時;把反應產物冷卻到室溫，所得環氧樹脂能在室溫下固化，固化后在高溫具有高強度。優先選用含76重量份酚醛環氧樹脂，19重量份雙酚F環氧樹脂和5重量份端羧基丁腈的組合物（均按每百重量份樹脂計），加熱前混合物最好加入0.1到0.7重量份（每百重量份樹脂）的脫氣劑。

制備固化環氧樹脂的方法包括：制備第一混合物，它主要含有72到的79重量份酚醛環氧樹脂，23到16重量份雙酚F環氧樹脂和3到10重量份端羧基丁腈（均按一百重量份混合物計），把第一混合物加熱到290°-350°F，保持時間足以形成反應產物，典型的時間是2到3小時，把反應產物冷卻到室溫，以形成可固化的環氧樹脂，取約100重量份的環氧樹脂同約20重量份的固化劑（包括一種脂肪叔胺，最好是二亞乙基三胺），并使用形成的混合物在室溫固化。