本發(fā)明涉及一種高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑的制備方法，屬于耐高溫環(huán)氧膠黏劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著航空、航天、電子、核技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展，高性能的膠黏劑需求量越來(lái)越大。在特殊應(yīng)用環(huán)境下，人們對(duì)膠黏劑固化時(shí)間、固化溫度、耐溫性、剪切強(qiáng)度等都提出了更高的要求。耐高溫環(huán)氧膠粘劑是以改性環(huán)氧樹脂（A組分）與自制的固化劑（B組分）按重量比的比例混合，再加入促進(jìn)劑、改進(jìn)劑配制而成的耐高溫、反應(yīng)活性大的固化體系；其中聚氨酯預(yù)聚物為端羥基聚硅氧烷和二異氰酸酯按一定比例在一定條件下反應(yīng)制成異氰酸酯基團(tuán)封端的聚硅氧烷聚氨酯預(yù)聚物，再采用此聚氨酯預(yù)聚物對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性處理；而自制的固化劑由二元胺、咪唑類化合物、硅烷偶聯(lián)劑，無(wú)機(jī)填料以及催化劑組成；它能有效的滿足特殊應(yīng)用環(huán)境下固化時(shí)間、固化溫度、耐溫性、剪切強(qiáng)度的要求。但目前耐高溫環(huán)氧膠粘劑還存在以下不足：第一固化物質(zhì)脆，抗剝離、抗開裂、抗沖擊性能差；第二對(duì)極性小的材料（如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等）粘接力小，必須先進(jìn)行表面活化處理；第三有些原材料如活性稀釋劑、固化劑等有不同程度的毒性和刺激性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前耐高溫環(huán)氧膠黏劑粘接力小，使用后固化物質(zhì)脆，韌性小和抗剝離、抗開裂性能差的弊端，提供了一種以甲基三甲氧基硅烷為原料，硅烷偶聯(lián)劑為改性劑，通過(guò)堿催化水解縮聚法制得聚甲基倍半硅氧烷微粉備用，再以鈉基蒙脫土為原料，經(jīng)與鐵離子替換沉淀后，再通過(guò)十六烷基三甲基溴化銨的有機(jī)化處理，制得改性鐵基蒙脫土，最后將其與環(huán)氧樹脂E-51、備用聚甲基倍半硅氧烷微粉等復(fù)合制得環(huán)氧膠黏劑的方法，本發(fā)明有效解決了傳統(tǒng)耐高溫環(huán)氧膠黏劑粘接力小，使用后固化物質(zhì)脆，韌性和抗剝離、抗開裂性能差的問(wèn)題。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，所得環(huán)氧膠黏劑粘結(jié)力強(qiáng)，可有效提高固化物韌性，使用后具有較好的抗剝離、抗開裂性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）量取15～20mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入至800～900mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以300～400r/min攪拌1～2h后，在冰水浴中，以1～2mL/min速率滴加200～240mL甲基三甲氧基硅烷，滴加完畢后繼續(xù)攪拌6～8h，隨后過(guò)濾，依次用無(wú)水乙醇和去離子水洗滌濾渣3～5次，再將濾渣置于干燥箱中，在70～80℃下干燥4～6h，并裝入研磨機(jī)中研磨1～2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉，備用；

（2）稱取10～12g三氯化鐵，加入至500～600mL去離子水中，以300～400r/min攪拌10～15min，再加入50～60g鈉基蒙脫土，繼續(xù)攪拌8～10h，隨后抽濾，并用去離子水洗滌濾餅3～5次，再將濾餅置于干燥箱中，在70～80℃下干燥3～5h，得鐵基蒙脫土；

（3）將上述鐵基蒙脫土加入至500～600mL去離子水中，在70～80℃恒溫水浴中，以300～400r/min攪拌20～30min，再加入20～25g十六烷基三甲基溴化銨，保溫反應(yīng)1～2h，隨后將反應(yīng)物裝入離心機(jī)中，以6000～8000r/min離心分離8～10min，收集沉淀，用去離子水洗滌沉淀3～5次，再將沉淀置于105～110℃干燥箱中干燥至恒重后，轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；

（4）按重量份數(shù)計(jì)，稱取70～75份環(huán)氧樹脂E-51，20～24份間苯二胺，12～15份4,4-二氨基二苯甲烷，1～2份氯化1-己基-3-甲基咪唑，3～5份上述改性鐵基蒙脫土，20～25份步驟（1）備用的聚甲基倍半硅氧烷微粉，0.01～0.05份對(duì)苯二酚，依次裝入燒杯中混合均勻，得高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：按質(zhì)量比1:1，將本發(fā)明制得的高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑與丙酮在25～30℃下混合均勻，制得混合物，將其均勻涂刮于基體上，搭接接頭用夾具加緊，室溫固化10～20min，再在60～70℃下保溫30～40min即可。本發(fā)明環(huán)氧膠黏劑粘附性好、韌性高，經(jīng)檢測(cè)該膠黏劑粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)18.6～21.5MPa，在160～170℃下剪切強(qiáng)度為14.8～16.2MPa，室溫剝離強(qiáng)度為7.8～8.9kN/m，在200～300℃下使用4～7個(gè)月無(wú)開裂現(xiàn)象發(fā)生，值得推廣與使用。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，所得環(huán)氧膠黏劑粘結(jié)力強(qiáng)，可有效提高固化物韌性；

（2）本發(fā)明環(huán)氧膠黏劑使用后抗剝離、抗開裂性能好，剝離強(qiáng)度與傳統(tǒng)耐高溫環(huán)氧膠黏劑相比提高了22～29%。

具體實(shí)施方式

首先量取15～20mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入至800～900mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以300～400r/min攪拌1～2h后，在冰水浴中，以1～2mL/min速率滴加200～240mL甲基三甲氧基硅烷，滴加完畢后繼續(xù)攪拌6～8h，隨后過(guò)濾，依次用無(wú)水乙醇和去離子水洗滌濾渣3～5次，再將濾渣置于干燥箱中，在70～80℃下干燥4～6h，并裝入研磨機(jī)中研磨1～2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉，備用；然后稱取10～12g三氯化鐵，加入至500～600mL去離子水中，以300～400r/min攪拌10～15min，再加入50～60g鈉基蒙脫土，繼續(xù)攪拌8～10h，隨后抽濾，并用去離子水洗滌濾餅3～5次，再將濾餅置于干燥箱中，在70～80℃下干燥3～5h，得鐵基蒙脫土；將上述鐵基蒙脫土加入至500～600mL去離子水中，在70～80℃恒溫水浴中，以300～400r/min攪拌20～30min，再加入20～25g十六烷基三甲基溴化銨，保溫反應(yīng)1～2h，隨后將反應(yīng)物裝入離心機(jī)中，以6000～8000r/min離心分離8～10min，收集沉淀，用去離子水洗滌沉淀3～5次，再將沉淀置于105～110℃干燥箱中干燥至恒重后，轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取70～75份環(huán)氧樹脂E-51，20～24份間苯二胺，12～15份4,4-二氨基二苯甲烷，1～2份氯化1-己基-3-甲基咪唑，3～5份上述改性鐵基蒙脫土，20～25份備用的聚甲基倍半硅氧烷微粉，0.01～0.05份對(duì)苯二酚，依次裝入燒杯中混合均勻，得高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑。

實(shí)例1

首先量取15mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入至800mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以300r/min攪拌1h后，在冰水浴中，以1mL/min速率滴加200mL甲基三甲氧基硅烷，滴加完畢后繼續(xù)攪拌6h，隨后過(guò)濾，依次用無(wú)水乙醇和去離子水洗滌濾渣3次，再將濾渣置于干燥箱中，在70℃下干燥4h，并裝入研磨機(jī)中研磨1h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉，備用；然后稱取10g三氯化鐵，加入至500mL去離子水中，以300r/min攪拌10min，再加入50g鈉基蒙脫土，繼續(xù)攪拌8h，隨后抽濾，并用去離子水洗滌濾餅3次，再將濾餅置于干燥箱中，在70℃下干燥3h，得鐵基蒙脫土；將上述鐵基蒙脫土加入至500mL去離子水中，在70℃恒溫水浴中，以300r/min攪拌20min，再加入20g十六烷基三甲基溴化銨，保溫反應(yīng)1h，隨后將反應(yīng)物裝入離心機(jī)中，以6000r/min離心分離8min，收集沉淀，用去離子水洗滌沉淀3次，再將沉淀置于105℃干燥箱中干燥至恒重后，轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取70份環(huán)氧樹脂E-51，20份間苯二胺，12份4,4-二氨基二苯甲烷，1份氯化1-己基-3-甲基咪唑，3份上述改性鐵基蒙脫土，20份備用的聚甲基倍半硅氧烷微粉，0.01份對(duì)苯二酚，依次裝入燒杯中混合均勻，得高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑。

按質(zhì)量比1:1，將本發(fā)明制得的高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑與丙酮在25℃下混合均勻，制得混合物，將其均勻涂刮于試片上，搭接接頭用夾具加緊，室溫固化10min，再在60℃下保溫30min即可。本發(fā)明環(huán)氧膠黏劑粘附性好、韌性高，經(jīng)檢測(cè)該膠黏劑粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)18.6 MPa，在160℃下剪切強(qiáng)度為14.8MPa，室溫剝離強(qiáng)度為7.8kN/m，在 200℃下使用4個(gè)月無(wú)開裂現(xiàn)象發(fā)生，值得推廣與使用。

實(shí)例2

首先量取18mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入至850mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以350r/min攪拌2h后，在冰水浴中，以2mL/min速率滴加220mL甲基三甲氧基硅烷，滴加完畢后繼續(xù)攪拌7h，隨后過(guò)濾，依次用無(wú)水乙醇和去離子水洗滌濾渣4次，再將濾渣置于干燥箱中，在75℃下干燥5h，并裝入研磨機(jī)中研磨2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉，備用；然后稱取11g三氯化鐵，加入至550mL去離子水中，以350r/min攪拌13min，再加入55g鈉基蒙脫土，繼續(xù)攪拌9h，隨后抽濾，并用去離子水洗滌濾餅4次，再將濾餅置于干燥箱中，在75℃下干燥4h，得鐵基蒙脫土；將上述鐵基蒙脫土加入至550mL去離子水中，在75℃恒溫水浴中，以350r/min攪拌25min，再加入23g十六烷基三甲基溴化銨，保溫反應(yīng)2h，隨后將反應(yīng)物裝入離心機(jī)中，以7000r/min離心分離9min，收集沉淀，用去離子水洗滌沉淀4次，再將沉淀置于108℃干燥箱中干燥至恒重后，轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取73份環(huán)氧樹脂E-51，22份間苯二胺，13份4,4-二氨基二苯甲烷，2份氯化1-己基-3-甲基咪唑，4份上述改性鐵基蒙脫土，23份備用的聚甲基倍半硅氧烷微粉，0.03份對(duì)苯二酚，依次裝入燒杯中混合均勻，得高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑。

按質(zhì)量比1:1，將本發(fā)明制得的高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑與丙酮在28℃下混合均勻，制得混合物，將其均勻涂刮于試片上，搭接接頭用夾具加緊，室溫固化15min，再在65℃下保溫35min即可。本發(fā)明環(huán)氧膠黏劑粘附性好、韌性高，經(jīng)檢測(cè)該膠黏劑粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)20.1MPa，在165℃下剪切強(qiáng)度為15.5MPa，室溫剝離強(qiáng)度為8.3kN/m，在 250℃下使用6個(gè)月無(wú)開裂現(xiàn)象發(fā)生，值得推廣與使用。

實(shí)例3

首先量取20mL硅烷偶聯(lián)劑KH-550，加入至900mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%氨水中，以400r/min攪拌2h后，在冰水浴中，以2mL/min速率滴加240mL甲基三甲氧基硅烷，滴加完畢后繼續(xù)攪拌8h，隨后過(guò)濾，依次用無(wú)水乙醇和去離子水洗滌濾渣5次，再將濾渣置于干燥箱中，在80℃下干燥6h，并裝入研磨機(jī)中研磨2h，得聚甲基倍半硅氧烷微粉，備用；然后稱取12g三氯化鐵，加入至600mL去離子水中，以400r/min攪拌15min，再加入60g鈉基蒙脫土，繼續(xù)攪拌10h，隨后抽濾，并用去離子水洗滌濾餅5次，再將濾餅置于干燥箱中，在80℃下干燥5h，得鐵基蒙脫土；將上述鐵基蒙脫土加入至600mL去離子水中，在80℃恒溫水浴中，以400r/min攪拌30min，再加入25g十六烷基三甲基溴化銨，保溫反應(yīng)2h，隨后將反應(yīng)物裝入離心機(jī)中，以8000r/min離心分離10min，收集沉淀，用去離子水洗滌沉淀5次，再將沉淀置于110℃干燥箱中干燥至恒重后，轉(zhuǎn)入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取75份環(huán)氧樹脂E-51，24份間苯二胺，15份4,4-二氨基二苯甲烷，2份氯化1-己基-3-甲基咪唑，5份上述改性鐵基蒙脫土，25份備用的聚甲基倍半硅氧烷微粉，0.05份對(duì)苯二酚，依次裝入燒杯中混合均勻，得高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑。

按質(zhì)量比1:1，將本發(fā)明制得的高韌性耐高溫環(huán)氧膠黏劑與丙酮在30℃下混合均勻，制得混合物，將其均勻涂刮于試片上，搭接接頭用夾具加緊，室溫固化20min，再在70℃下保溫40min即可。本發(fā)明環(huán)氧膠黏劑粘附性好、韌性高，經(jīng)檢測(cè)該膠黏劑粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)21.5MPa，在170℃下剪切強(qiáng)度為16.2MPa，室溫剝離強(qiáng)度為8.9kN/m，在 300℃下使用7個(gè)月無(wú)開裂現(xiàn)象發(fā)生，值得推廣與使用。