[发明专利]一种聚磷腈橡胶与金属粘接用胶粘剂、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种聚磷腈橡胶与金属粘接用胶粘剂、制备方法及应用，本发明的聚磷腈橡胶与金属热硫化粘接用双涂型胶粘剂中底涂胶由基体橡胶、氯化橡胶、增粘树脂、补强填料、交联剂、金属氧化物、偶联剂、溶剂组成，面涂胶由基体橡胶、氯化橡胶、增粘树脂、补强填料、硫化剂、硫化促进剂、金属氧化物、偶联剂、溶剂组成。以本发明所制备的双涂型胶粘剂所粘接的金属与聚磷腈橡胶的粘接强度为2.4～2.8Mpa，能够满足固体火箭发动机对壳体/绝热层界面粘接可靠性的技术需求。

技术领域

本发明涉及热硫化胶粘剂，具体涉及一种聚磷腈橡胶与金属粘接用胶粘剂、制备方法及应用。

背景技术

聚磷腈橡胶具有高氧指数、低热导率、低发烟量、耐烧蚀、抗燃气冲刷等优异性能，其与金属的粘接复合制件广泛应用于固体火箭发动机装药领域。采用热硫化粘接工艺使金属与聚磷腈橡胶在橡胶硫化过程中形成硫化制件，能够有效提升两者之间的粘接强度，尤其是对于复杂及难成型制件。然而，聚磷腈属于无机/有机杂化橡胶，其分子结构中极性化学基团含量低、表面活性差，与金属的粘接性能较差。目前，市场上国外品牌的胶粘剂，如开姆洛克、汉高、西邦等，以及国内众多品牌尚无适用于聚磷腈橡胶与金属粘接的专用胶粘剂，现有的适用于天然橡胶/金属、三元乙丙橡胶/金属、丁腈橡胶/金属等粘接体系的胶粘剂产品难以实现聚磷腈橡胶与金属的高强度粘接，不能满足应用需求。因此，研制适用于聚磷腈橡胶与金属粘接的胶粘剂势在必行。

从橡胶与金属粘接工艺角度分析，现有的粘接工艺主要包括为冷粘接与热硫化粘接两种，主要区别在于所粘接的橡胶是硫化橡胶还是混炼橡胶。热硫化粘接工艺，即将未硫化的混炼胶与金属通过单涂型或双涂型胶粘剂贴合在硫化条件(温度、压力、时间)下进行，使橡胶在硫化的过程中与金属产生一定的键合作用形成粘接件。冷粘接对于一些性状简单的制件可以操作简单，节约资源，但对于形状复杂及粘接性能要求较高的制品使用冷粘接工艺并不适合，会造成制品粘接强度低及使用寿命短等问题。因此，目前固体火箭发动机绝热层制造领域主要采用热硫化粘接工艺。然而，现阶段针对聚磷腈与金属的粘接，尤其是聚磷腈与金属的热硫化粘接尚缺乏性能可靠的胶粘剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚磷腈橡胶与金属粘接用胶粘剂、制备方法及应用。以本发明所制备的双涂型胶粘剂所粘接的金属与聚磷腈绝热层的粘接强度明显高于开姆洛克底涂胶Chemlok@205和面涂胶Chemlok@220组成的双涂型胶粘剂，能够满足固体火箭发动机对壳体/绝热层界面粘接可靠性的技术需求。

本发明的技术解决方案是：

一种聚磷腈橡胶与金属粘接用双涂型胶粘剂，由底涂胶和面涂胶组成，所述的底涂胶的质量百分组成为：

底涂胶由基体橡胶5.11％～6.50％、氯化橡胶5.16％～6.39％、增粘树脂3.30％～5.80％、补强填料3.80％～5.00％、交联剂0.09％～0.11％、金属氧化物0.50％～0.54％、偶联剂0.63％～0.67％、余量为溶剂75.75％～80.56％；

所述的面涂胶的质量百分组成为：

面涂胶由基体橡胶5.27％～5.84％、氯化橡胶1.06％～1.71％、增粘树脂4.79％～6.53％、补强填料1.55％～1.60％、硫化剂0.07％～0.08％、硫化促进剂0.12％～0.13％、金属氧化物0.25％～0.26％、偶联剂0.51％～0.52％、余量为溶剂83.46％～85.60％。

可选的，质量百分组成为：

底涂胶由聚磷腈橡胶5.12％、氯磺化聚乙烯6.39％、甲阶酚醛树脂5.12％、E51环氧树脂0.65％、气相法白炭黑1.59％、N330炭黑3.17％、过氧化二异丙苯0.03％、硫磺0.06％、氧化镁0.51％、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.64％、二甲苯61.37％和甲基异丁基酮15.35％组成；