專利名稱:有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種膠粘劑及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著汽車、宇航和機(jī)械加工等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)膠粘劑的耐熱性提出了更高的 要求,如導(dǎo)彈和火箭整流罩,發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴、飛機(jī)剎車盤、原子反應(yīng)堆等都均對(duì)耐高溫膠粘 劑提出了需求?,F(xiàn)有的用有機(jī)物改性的無機(jī)膠粘劑,如無機(jī)填料改性有機(jī)硅或者酚醛樹 脂膠粘劑,酚醛樹脂改性磷酸鹽膠粘劑,這些膠粘劑的工作溫度在400°C 800°C,難以在 1000°C以上使用,而且某些粘膠劑在粘接時(shí)要在200°C 400°C的高溫及真空條件下進(jìn)行 固化,固化工藝復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的有機(jī)物改性無機(jī)膠粘劑使用溫度低于1000°C和固化工 藝復(fù)雜的問題,而提供有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑及其制備方法。本發(fā)明的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑,由單獨(dú)包裝的甲組分和乙組分組成,甲組分 按質(zhì)量份數(shù)比由100份聚磷酸、90份 110份水、20份 40份氧化鋁、40份 60份乙醇、 20份 30份甲基三乙氧基硅烷制成;乙組分按質(zhì)量份數(shù)比由100份氧化鋁、5 20份氧化 鋅和5份 20份氧化鎂組成;使用前將甲組分和乙組分按質(zhì)量比為1 1 1.2混合均勻 即可施膠。上述的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑的制備方法,按以下步驟進(jìn)行一、甲組分按以下 步驟制備a、先將100份聚磷酸加入到90份 110份的水中攪拌均勻,然后再加入20份 40份氧化鋁,升溫至70°C 90°C保持5h 7h,得到磷酸二氫鋁溶液;b、將40份 60份乙 醇和20份 30份的甲基三乙氧基硅烷加入到經(jīng)步驟a制備的磷酸二氫鋁溶液中,升溫至 70°C 90°C保持3h 5h,得到甲組分;二、乙組分按以下步驟制備按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將100份 氧化鋁、5份 20份氧化鋅和5份 20份氧化鎂混合均勻,得到乙組分;三、使用前將甲組 分和乙組分按質(zhì)量比為1 1 1. 2混合均勻,即得到有機(jī)磷改性磷酸鹽膠粘劑。本發(fā)明的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑,固化溫度低,可以在80°C固化,工作溫度達(dá) 到iooo°c以上,韌性好,本發(fā)明的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑在高溫條件下,體系中的磷酸 鹽與有機(jī)硅燒結(jié)成一體,可以耐iooo°c的高溫,尤其是用來粘接陶瓷、碳/碳復(fù)合材料和 碳/碳化硅復(fù)合材料時(shí),80°c固化4小時(shí)后,常溫下的剪切強(qiáng)度> 3. 2MPa,500°C時(shí)的剪切 強(qiáng)度彡2. 4MPa,1000°C時(shí)的剪切強(qiáng)度彡1. 4MPa,常溫?cái)嗔焉扉L(zhǎng)率彡5.7%,在空氣環(huán)境下以 10°C /min的升溫速率升溫至1000°C,熱失重彡14%。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑,由單獨(dú)包裝的甲組分 和乙組分組成,甲組分按質(zhì)量份數(shù)比由100份聚磷酸、90 110份水、20份 40份氧化鋁、40份 60份乙醇、20份 30份甲基三乙氧基硅烷制成;乙組分按質(zhì)量份數(shù)比由100份氧 化鋁、5份 20份氧化鋅和5份 20份氧化鎂組成;使用前將甲組分和乙組分按質(zhì)量比為 1 1 1.2混合均勻即可施膠。本實(shí)施方式的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑固化溫度低,可以在80°C固化,工作溫度 達(dá)到iooo°c以上,在高溫條件下,體系中的磷酸鹽與有機(jī)硅燒結(jié)成一體,可以耐iooo°c的 高溫,尤其是用來粘接陶瓷、碳/碳復(fù)合材料和碳/碳化硅復(fù)合材料時(shí),80°C固化4h后就完 成了粘接,不需要常溫或真空條件,固化工藝簡(jiǎn)單,固化后常溫的剪切強(qiáng)度>3. 2MPa,500°C 時(shí)的剪切強(qiáng)度彡2. 4MPa, 1000°C時(shí)的剪切強(qiáng)度彡1. 4MPa,將粘接件在空氣環(huán)境下以10°C / min的升溫速率升溫至1000°C,其熱失重彡14%,所以其工作溫度可以達(dá)到1000°C以上,常 溫?cái)嗔焉扉L(zhǎng)率彡5. 7%,韌性好。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是甲組分按質(zhì)量份數(shù)比 由100份聚磷酸、95份 105份水、25份 35份氧化鋁、45 55份的乙醇、22份 28份
甲基三乙氧基硅烷制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是甲組分按質(zhì)量份 數(shù)比由100份聚磷酸、100份水、30份氧化鋁、50份乙醇、25份甲基三乙氧基硅烷制成。其 它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三不同的是乙組分按質(zhì)量分 數(shù)比由100份的氧化鋁、8份 15份氧化鋅和8份 15份氧化鎂組成。其它與具體實(shí)施方
式一至三相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四不同的是乙組分按質(zhì)量分 數(shù)比由100份氧化鋁、10份氧化鋅和10份氧化鎂組成。其它與具體實(shí)施方式
一至四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑的制備方法,按以下步 驟進(jìn)行一、甲組分按以下步驟制備a、先將100份聚磷酸加入到90份 110份的水中攪拌 均勻,然后再加入20份 40份氧化鋁,升溫至70°C 90°C保持5h 7h,得到磷酸二氫鋁 溶液;b、將40份 60份乙醇和20份 30份的甲基三乙氧基硅烷加入到經(jīng)步驟a制備的 磷酸二氫鋁溶液中,升溫至70°C 90°C保持3h 5h,得到甲組分;二、乙組分按以下步驟 制備按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將100份氧化鋁、5份 20份氧化鋅和5份 20份氧化鎂混合均勻, 得到乙組分;三、使用前將甲組分和乙組分按質(zhì)量比為1 1 1.2混合均勻,即得到有機(jī) 磷改性磷酸鹽膠粘劑。本實(shí)施方式的制備方法簡(jiǎn)單,易于實(shí)施。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六不同的是步驟一中甲組分的制 備步驟a中先將100份的聚磷酸加入到95份 105份的水中攪拌均勻,然后再加入25份 35份氧化鋁,升溫至75°C 85°C保持5. 5h 6. 5h,得到磷酸二氫鋁溶液。其它與具體實(shí) 施方式六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六或七不同的是步驟一中甲組分 的制備步驟a中先將100份聚磷酸加入到100份的水中攪拌均勻,然后再加入30份氧化鋁, 升溫至80°C保持6h,得到磷酸二氫鋁溶液。其它與具體實(shí)施方式
六或七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至八不同的是步驟一中甲組分 的制備步驟b中將45份 55份乙醇和22份 28份甲基三乙氧基硅烷加入到經(jīng)步驟a制備的磷酸二氫鋁溶液中,升溫至75°C 85°C保持3. 5h 4. 5h。其它與具體實(shí)施方式
六至 八相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至九不同的是步驟一中甲組分 的制備步驟b中將50份乙醇和25份甲基三乙氧基硅烷加入到經(jīng)步驟a制備的磷酸二氫鋁 溶液中,升溫至80°C保持4h。其它與具體實(shí)施方式
六至九相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至十不同的是步驟二中乙組 分的制備是按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將100份氧化鋁、8份 15份氧化鋅和8份 15份氧化鎂混合均 勻,得到乙組分。其它與具體實(shí)施方式
六至十相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至十一不同的是步驟二中乙 組分的制備是按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將100份的氧化鋁、10份氧化鋅和10份氧化鎂混合均勻,得到 乙組分。其它與具體實(shí)施方式
六至十一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑的制備方法,按以下 步驟進(jìn)行一、甲組分按以下步驟制備a、先將100份分析純的聚磷酸加入到100份的自來 水中攪拌均勻,然后再加入30份氧化鋁,升溫至82°C保持6. 5h,得到磷酸二氫鋁溶液;b、將 46份質(zhì)量濃度> 99. 5%的乙醇和23份質(zhì)量濃度> 95%甲基三乙氧基硅烷加入到經(jīng)步驟 a制備的磷酸二氫鋁溶液中,升溫至80°C保持4h,得到甲組分;二、乙組分按以下步驟制備 按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將100份氧化鋁、10份氧化鋅和10份氧化鎂混合均勻,得到乙組分;三、使用 前將甲組分和乙組分按質(zhì)量比為1 1混合均勻,即得到有機(jī)磷改性磷酸鹽膠粘劑。本實(shí)施方式將要粘接陶瓷、碳/碳復(fù)合材料和碳/碳化硅復(fù)合材料制成標(biāo)準(zhǔn)試片, 再用本實(shí)施方式的有機(jī)磷改性磷酸鹽膠粘劑按GB7124-93進(jìn)行粘接,在80°C固化4小時(shí)后, 得到粘接件,粘接不需要高溫真空的固化條件,固化工藝簡(jiǎn)單,測(cè)試其常溫下的剪切強(qiáng)度為 3. 4MPa,500°C可以達(dá)到2. 5MPa,1000°C可以達(dá)到1. 5MPa,將粘接件在空氣環(huán)境下以10°C / min的升溫速率升溫至1000°C,經(jīng)測(cè)試熱失重僅為13%,所以粘接件的使用溫度可以達(dá)到 1000°C以上,其常溫?cái)嗔焉扉L(zhǎng)率6. 0%,韌性好。
權(quán)利要求
有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑,其特征在于有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑由單獨(dú)包裝的甲組分和乙組分組成,甲組分按質(zhì)量份數(shù)比由100份聚磷酸、90份~110份水、20份~40份氧化鋁、40份~60份乙醇、20份~30份甲基三乙氧基硅烷制成;乙組分按質(zhì)量份數(shù)比由100份氧化鋁、5份~20份氧化鋅和5份~20份氧化鎂組成;使用前將甲組分和乙組分按質(zhì)量比為1∶1~1.2混合均勻即可施膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑,其特征在于甲組分按質(zhì)量份數(shù)比 由100份聚磷酸、95份 105份水、25份 35份氧化鋁、45份 55份的乙醇、22份 28 份甲基三乙氧基硅烷制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑,其特征在于乙組分按質(zhì)量分 數(shù)比由100份的氧化鋁、8份 15份的氧化鋅和8份 15份氧化鎂組成。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑的制備方法,其特征在于有機(jī)硅改性 磷酸鹽膠粘劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、甲組分按以下步驟制備a、先將100份聚磷 酸加入到90份 110份的水中攪拌均勻,然后再加入20份 40份氧化鋁,升溫至70°C 90°C保持5h 7h,得到磷酸二氫鋁溶液;b、將40份 60份乙醇和20份 30份的甲基三 乙氧基硅烷加入到經(jīng)步驟a制備的磷酸二氫鋁溶液中,升溫至70°C 90°C保持3h 5h, 得到甲組分;二、乙組分按以下步驟制備按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將100份氧化鋁、5份 20份氧化 鋅和5份 20份氧化鎂混合均勻,得到乙組分;三、使用前將甲組分和乙組分按質(zhì)量比為 1 1 1.2混合均勻,即得到有機(jī)磷改性磷酸鹽膠粘劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑的制備方法,其特征在于步驟一中 甲組分的制備步驟a中先將100份聚磷酸加入到95份 100份水中攪拌均勻,然后再加入 25份 35份氧化鋁,升溫至75°C 85°C保持5. 5h 6. 5h,得到磷酸二氫鋁溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑的制備方法,其特征在于步驟 一中甲組分的制備步驟b中將45份 55份乙醇和22份 28份甲基三乙氧基硅烷加入到 經(jīng)步驟a制備的磷酸二氫鋁溶液中,升溫至75°C 85°C保持3. 5h 4. 5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑的制備方法,其特征在于步驟二中 乙組分的制備是按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比將100份氧化鋁、8份 15份氧化鋅和8份 15份氧化鎂混 合均勻,得到乙組分。
全文摘要
有機(jī)硅改性磷酸鹽膠粘劑及其制備方法,它涉及膠粘劑及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的膠粘劑使用溫度低于1000℃和固化工藝復(fù)雜的問題。本發(fā)明由單獨(dú)包裝的甲組分和乙組分組成,甲組分由聚磷酸、水、氧化鋁、乙醇和甲基三乙氧基硅烷制成;乙組分由氧化鋁、氧化鋅和氧化鎂組成。本發(fā)明的方法甲組分先由聚磷酸、水和氧化鋁在70℃~90℃反應(yīng)5h~7h,然后再加入乙醇和甲基三乙氧基硅烷再在70℃~90℃反應(yīng)3h~5h,得到甲組分;乙組分由氧化鋁、氧化鋅和氧化鎂混合均勻;使用時(shí)將甲組分和乙組分混合。本發(fā)明的膠粘劑可以用于工作溫度高于1000℃的材料的粘接,固化工藝簡(jiǎn)單,在1000℃時(shí)的剪切強(qiáng)度高于1.4MPa。
文檔編號(hào)C09J9/00GK101875820SQ20091031114
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者王勃, 王超, 陳澤明 申請(qǐng)人:黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院