[发明专利]酚醛树脂/磷酸盐杂化胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及胶粘剂及其制备方法。

背景技术

汽车、航天和机械加工产业的迅速发展对胶粘剂的耐热性提出了更高的要求，如导弹发射台坐垫部件、导弹和火箭高温系统材料、火箭和超音速飞机头部、冲击式喷气发动机燃烧室、高温雷达罩材料、原子反应堆均要求耐高温胶粘剂的工作温度高于500℃，而且在800℃的条件下仍有较高的粘接强度，并在规定的时间内能保持这种性能。现有的经无机填料杂化改性的耐高温酚醛树脂胶粘剂的工作温度低于500℃，在500℃以上长期时间使用会使胶粘剂的粘接强度大大降低；采用陶瓷改性的耐高温酚醛树脂胶粘剂虽然可耐500℃以上高温，但固化工艺苛刻，需要高于500℃的高温和高真空条件下进行后处理，工艺复杂，而且胶脆性较大。

发明内容

本发明是为了解决现有的耐高温酚醛树脂胶粘剂的工作温度低、固化工艺苛刻、粘接强度低，不能应用于工作温度高于800℃的材料的粘接的问题，而提供酚醛树脂/磷酸盐杂化胶粘剂及其制备方法。

本发明的酚醛树脂/磷酸盐杂化胶粘剂按重量份数比由20～100份酚醛树脂，20～100份耐热增强树脂，1～20份偶联剂，5～50份增韧剂，11～167份磷酸盐，7～110份固化剂、2～22份骨架材料、0.5～10份填料和0.5～10份分散剂制成。

所述的酚醛树脂为热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂和硼改性酚醛树脂中的一种或其中几种的组合。

所述的热固性酚醛树脂是按以下步骤制备的：a、将质量纯度为≥99.6％的苯酚和质量纯度为≥36％的甲醛按摩尔比为1∶1.0～1.6加入到反应器中，开动搅拌，升温至80～100℃；b、按苯酚物质的量的0.2～3％加入碱性催化剂，保持反应液温度为80～100℃，当反应液浊点温度达到60～80℃时反应结束；c、将反应液用60～90℃的水洗涤两遍；d、调节真空度达到53328～58660Pa，加热进行真空脱水，当树脂的凝胶时间达到90～600s时将树脂降至常温，即得热固性酚醛树脂；所述的步骤b中的碱性催化剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氧化锌、碳酸钠、氢氧化镁或氢氧化钙。

所述的热塑性酚醛树脂是按以下步骤制备的：a、将质量纯度为≥99.6％的苯酚和质量纯度为≥36％的甲醛按摩尔比为1∶0.65～0.95加入到反应器中，开动搅拌，升温至80～100℃；b、按苯酚物质的量的0.1～3％加入酸性催化剂，保持反应液温度为80～100℃，当反应液用4号涂料杯测试在60℃时的粘度达到20～40s时反应结束；c、将反应液用80～100℃的水洗涤两遍；d、调节真空度达到53328～58660Pa，加热进行真空脱水，当树脂的滴点温度达到95～100℃时降至常温，即得热塑料性酚醛树脂；所述的步骤b中酸性催化剂为草酸、盐酸、硫酸或磷酸。

所述的耐热增强树脂为环氧树脂、聚酰亚胺树脂、烯丙基线性酚醛树脂、炔丙基酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂或氰酸酯树脂中的一种或其中几种的组合。

所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙基醚丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酸酯基)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧化硅烷、苯氨甲基三乙氧基硅烷、β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、三硬酯酸钛酸酯异丙酯的复配物、异丙基三(二辛基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、三乙醇胺的螯合物或四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或其中几种的组合。

所述的增韧剂为液体丁腈橡胶X820、液体丁腈橡胶X840、丁腈橡胶4155、丁腈橡胶1031、丁腈橡胶1052、丁腈橡胶N32、丁腈橡胶N40、丁腈橡胶N41、丁腈橡胶240、丁腈橡胶230、聚乙烯醇缩甲乙醛、聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯醇缩糠丁醛。

所述的磷酸盐为磷酸锰、磷酸锌、磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸铅、磷酸铜或磷酸镁中的一种或其中几种的组合。

所述的固化剂为氧化镁、氧化钙、氧化硅、氧化锌、氧化铜、氧化铝、氢氧化铁、氢氧化钛或氢氧化铝中的一种或其中几种的组合。

所述的骨架材料为石英砂、碳化钛、氮化硼、锆石、氧化锆的一种或其中几种的组合。

所述的填料为铁粉、硼砂、石棉粉、玻璃粉或硬质合金粉中的一种或其中几种的组合。