亚胺改性环氧树脂胶黏剂研究.docxVIP

?亚胺改性环氧树脂胶黏剂的研究???????????????????????????????????周建芳　饶保林(“有色金属及材料加工新技术”教育部重点实验室桂林工学院,广西桂林541004)????摘要：采用端羧基亚胺中间体对环氧树脂进行改性,用芳香胺做固化剂,制备了亚胺改性环氧树脂胶黏剂。研究了端羧基亚胺中间体的种类及用量、固化剂种类及用量、固化条件等因素对胶黏剂性能的影响。结果表明,采用分子中含有砜基的亚胺中间体对环氧进行改性、用DDS做固化剂制得的胶黏剂的性能最好。亚胺中间体用量为60phr~70phr、固化剂用量控制在固化剂活泼-H/环氧基为0.?6~0.?7时,胶黏剂的综合性能较好。适合该胶黏剂的固化条件为200℃/2h+220℃/4h。????关键词：耐热环氧胶黏剂;端羧基亚胺中间体;亚胺改性环氧树脂胶黏剂;耐航空润滑油;耐高温;耐溶剂???中图分类号：TQ?433.?437　文献标识码:A　文章编号:1001-0017(2007)05-0326-04????引　言????胶黏剂具有质量轻、不会产生采用铆钉连接或螺栓连接时所形成的应力缺陷等特点,因而在航空?航天领域得到了广泛应用[1,?2]。其中以环氧胶黏剂?的用量最大、应用最广。但由于未经改性的环氧胶?最高工作温度一般只有150℃左右,存在耐热性偏?低、脆性较大、不能承受强极性溶剂或航空润滑油?等化学介质的作用等缺点,故通常需要对环氧进行?适当的改性,才能适用于某些特定的场合。????本文采用端羧基亚胺二元酸中间体对环氧进行改性,制成主链含有亚胺环结构的亚胺改性环氧树脂,再用芳香胺做固化剂,溶解于适当溶剂中制备了亚胺改性环氧胶黏剂,提高了胶黏剂的耐热性、改善了胶黏剂对二甲基乙酰胺等强极性溶剂及航空润滑油等化学物质的耐受能力,使该胶黏剂满足了航天部件的使用环境条件要求。????1　实验部分????1.?1　原料????端羧基亚胺中间体:自制[3],结构式参见下式?式中的R基可以为-SO2-、-O-或-CH2-,分别简称BSI、BEI、BTI,实测酸值分别为183.?9、20?8、202.?5mgKOH/g;?????????????????????环氧树脂:岳阳石化总厂环氧树脂厂,?CYD128,环氧值0.?52mol/100g;?4,?4′二氨基二苯砜?(DDS)、4,?4′二氨基二苯醚(DDE)、4,?4′二氨基二苯?甲烷(DDM):苏州寅生化工公司,纯度均≥99%;二?甲基乙酰胺(DMAc),市售工业品;航空润滑油:?KXY-31,国产;聚胺-酰亚胺:自制,由双马来酰?亚胺与DDS通过加成反应得到,结构式参见下式;?试片采用1Cr18Ni9Ti不锈纲,其余材料均为化学?纯。??????????????????????1.?2　亚胺环氧胶黏剂制备工艺????在反应瓶中称量加入环氧树脂,开动搅拌,升?温至120~140℃时滴加催化剂,搅匀后加入端羧基亚胺中间体,升温至150~155℃反应至物料基本透?明,得到一种主链含有亚胺环结构的亚胺改性环氧?树脂[5]。缓缓加入适当溶剂,于120±3℃回流2~?3h,直至物料完全透明为止。加入固化剂及剩余的?溶剂,继续回流1h。搅拌降至40℃以下,过滤装瓶?备用。得到的胶黏剂外观为:棕至棕红色透明液?体;黏度(涂-4号杯,?23±2℃):?15±2s;固体含量?(180±2℃,?2h):?22±2%。[4,?5]????1.?3　剪切强度试样的制备????试片采用3.?0mm厚的不锈钢,施胶前按以下?方法对试片进行表面处理:用100号砂纸打磨→在?60℃6%的氢氧化钠溶液中浸泡10min→用自来水?冲洗干净后,在50℃10%的盐酸溶液中浸泡10min?→用自来水冲洗干净后烘干。????在胶接面涂刷胶黏剂两遍,每次涂刷胶黏剂后?按下述条件烘干:?100℃0.?5h+120℃0.?5h+140℃?15min。脱溶剂后胶膜总厚约0.?08~0.?12mm。?将已经涂好胶的试片叠装在固定模具中[6],调?整粘合压力为0.?1~0.?2MPa,放入烘箱,文中如无?特别说明均按以下条件固化:?140℃1h+180℃1h+?200℃2h+220℃4h。???1.?4　性能测试????用日本岛津公司AG-201型电子式万能材料试验机,按GB/T?7124(1986胶黏剂拉伸剪切强?度测定方法(金属对金属)规定测定剪切强度。????2　结果与讨论????2.?1　端羧基亚胺中间体的种类对胶黏剂性能的影响????固定亚胺中间体用量为70phr(相对100份环?氧树脂加入的质量份,下同)。固化剂采用DDM?用量为固化剂中的活泼-H/环氧基=0.?65,研究了?采用不同的端羧基亚胺中间体制备的胶黏剂的主?要性能,结果见表1。??????????