说明耐高温环氧胶粘剂配方设计要点

日期:2019-01-18 / 人气: / 来源:未知

  1、影响环氧胶粘剂耐温性的首要因素

  环氧胶粘剂的高温性取决于固化物的热变形温度和热氧化安稳性。前者决议了高温下的力学功能(强度、模量、蠕变等),后者决议了极限运用温度(分化温度)。这些都取决于树脂及固化剂的分子结构和彼此的反响性。一般说来,固化物中交联点间的间隔愈短,交联密度愈大,分子链上芳环、脂环、杂环等耐热刚性基团愈多则热变形温度愈高,高温力学功能愈大,耐热性愈好,可是脆性也愈大。脆性大会使强度下降,故一般要进行增韧。热氧化安稳性是指固化物反抗热氧化损坏的才干。它与固化物分子的化学结构有关。可添加抗氧剂加以改进。

  一般在无氧气存在时,环氧树脂本体热分化温度在300℃以上。而在空气中运用时,一般在180~200℃就会发作热氧化分化。在此温度下老化一段时间,强度下降就更大。大都脂环族环氧树脂在200℃以下比较安稳,但在高于200℃时热氧化损坏比双酚A型环氧树脂更严重。这可能是脂环不如芳环安稳的原因。芳香胺固化的双酚A型环氧树脂的热氧化安稳性比脂环或芳环酸酐固化的双酚A型环氧树脂差。因为在胺类固化的环氧树脂结构中有比较多的羟基。在较低的温度下就易于发生脱水反响。此外胺类上的N原子也比较简单遭受热氧化损坏。而酸酐固化物中很少生成羟基。但在290C以上两类固化剂的环氧固化物分子主链都会开端断裂。由上可知,双酚A型环氧树脂的耐高温性较差。酸酐固化物的耐高温性优于芳香胺固化物。

  一般说来,固化温度要求高的体系其耐温性也就高。针对这一个现象,这是因为本身耐温性高的环氧树脂和固化剂往往活性较低,在高温下才干固化彻底,所以耐温性高。

  2、耐高温环氧胶粘剂组分分析和选择

  归纳的讲,耐高温环氧胶粘剂应由下列组分组成。

  (1)耐高温环氧树脂。

  如双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油型多官能环氧树脂、脂环族环氧树脂等。

  双酚S型环氧树脂分子中的强极性砜基-SO2-进步了胶粘剂的热安稳性、粘附力和环氧基的开环活性。在高温下有较高的抗剪强度和剥离强度。胶接接头的热安稳性和耐腐蚀性好。用DDM固化,并加有100份石英粉时的热变形温度为201℃,而相同情况下双酚A环氧树脂的热变形温度只要135℃。

  酚醛环氧树脂是一种多官能环氧树脂,均匀官能度为2.5~6。兼有酚醛树脂和缩水甘油醚环氧树脂的特色。用DDM固化时热变形温度为206℃,用BF3·乙胺固化时为239℃,而双酚A环氧树脂在相同情况下分别为167℃和160℃。

  其他多官能环氧树脂如F-76、AG-80、AFG-90、TDE-85、均苯四甲酸四缩水甘油酯等可用芳香胺、酸酐、咪唑类及其衍生物等固化。都有很高的耐热性。如双(2,3-环氧环戊基)醚即W-95或300~400号环氧树脂与DDM配制的1506胶粘剂在150℃老化400小时后,不均匀扯离强度坚持率为50%,达25.5kN/m,室温剪切强度坚持率80%,150℃抗剪强度坚持率95%。

  (2)耐高固化剂。

  如芳香胺、芳环或脂环酸酐、酚醛树脂、有机硅树脂、双氰胺等。

  芳香胺中含有安稳的苯核,所以固化物胶接强度高,耐腐蚀和耐湿热性好,可在100-150℃长期运用。因为胺基与苯环直接相连,N原子上电子云密度下降,碱性弱。因而活性比脂肪胺小,需加热固化。常用的有间苯二胺(MPDA)、4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)和4,4’-二氨基二苯砜(DDS)。它们与双酚A环氧树脂的反响活性及热变形温度见表7-1。DDS是一种耐热性好,吸湿性小的固化剂。因为含有吸电子的砜基,因而反响活性低,运用期长,固化温度高。可参加三氟化硼乙胺等促进剂以下降固化温度。MPDA、DDM、DDS都是固体,运用不便。可通过改性成为液态,如MPDA与苯基缩水甘油醚的加成物(590固化剂),MPDA与DDM(2:3)的低共熔混合物(胺当量38、25℃黏度1.5Pa·s),MPDA与3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷(2:3)的低共熔混合物(胺当量57,25℃黏度2~5Pa·s),MPDA、DDM及异丙基间苯二胺(1:1:1)的低共熔混合物(胺当量36,25℃黏度5Pa·s)。

  耐热性高的酸酐如二苯酮四酸二酐(BTDA)、二苯醚四酸二酐(DPEDA)等均为固体,常与脂环族环氧树脂合作运用。固化温度175℃,长期运用温度-60~175℃。首要缺陷是较脆,固化剂的细度和分散度不易操控。增韧后运用温度可达175~200℃,如J-30胶粘剂。液态耐热酸酐有70酸酐(四氢邻苯二甲酸酐异构体THPA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)、甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸酐(MNA)、甲基六氢邻苯二甲酸酐(MeHHPA)等。

  酚醛树脂和有机硅树脂既是固化剂又是耐高温改性剂。一般选用低分子热固性酚醛树脂(M=350~450)或热塑性酚醛树脂(M=500~650)与高相对均匀分子量的双酚A环氧树脂合作,并参加酸性或碱性促进剂如3-羟基萘酸、磷酸、间苯二酚、六次甲基四胺、DMP-30、苄基二甲胺等。固化温度175℃,可在-60~260℃长期运用。最高运用温度可达260~316℃。耐热性仅次于杂环高分子胶粘剂。环氧一酚醛胶的长处是功能较全面,耐高低温,耐热老化、大气老化和湿热老化,耐高温蠕变。首要缺陷是较脆。有机硅树脂的烷氧基能与环氧树脂中的羟基反响。改性物具有环氧树脂和有机硅树脂的双重长处。

  (3)增韧剂。

  耐高温环氧胶粘剂因为大分子的刚性和交联密度大,所以脆性偏高,影响了胶接强度,尤其是线受力强度,因而需求增韧。常用的增韧剂有端羧基丁腈橡胶、聚酚氧树脂、聚砜树脂等。一般跟着耐性的添加,耐热性会下降。近年来选用耐热性热塑性树脂如聚芳砜、聚醚酮、聚醚醚酮等来增韧。随耐性的进步耐热性基本上不下降,乃至还略有进步。

  (4)填料。

  从耐热性来看,填料也是一个重要组分。其间超细纯铝粉能显著进步胶接强度。气相法SiO2和石棉粉还有操控流动性,防止流动的效果。常用的填料还有硅微粉、立德粉等。

  (5)抗热氧剂。

  被粘物的金属离子如铜、铁离子在高温下能催化有机高分子的热氧化降解反响,形成界面粘接损坏。为了消除金属离子的催化降解活性,进步耐高温功能,常参加金属离子螯合剂如8-羟基喹啉、没食子酸丙酯(配酸正丙酯)、乙酰基丙酮、邻苯二酚等。它们能够捕捉这些金属离子,然后削弱金属离子的催化降解效果。某些砷、锰、钼的氧化物也能有用的下降金属离子的活性,如AS2O5能与Fe离子生成很安稳的砷酸铁。


现在致电 18012377630 OR 查看更多联系方式 →

Go To Top 回顶部