[发明专利]纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性氰酸酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

结构胶粘剂具有强度高、韧性大、质轻等优点，已广泛应用于航空和宇航工业中蜂窝夹层结构、全胶接钣金结构和金属-聚合物复合材料的复合结构。氰酸脂胶粘剂是一种新型结构胶粘剂品种，具有优异的机械性能、耐热性能、耐湿热性能及介电性能，在航空航天、电子领域有着广泛的应用前景。但是固化后的氰酸脂树脂性脆、韧性差，粘接强度较低。

发明内容

本发明要解决现有氰酸脂胶粘剂存在耐热性能差、粘接性能不足的问题；而提供了纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂及其制备方法。

本发明通过引入无机和有机纳米粒子增韧剂，显著提高了氰酸酯胶粘剂的粘接强度，解决上述问题的技术方案如下：

本发明中纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂，其特征在于纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂按重量份数比由100份氰酸脂树酯、3～15份有机纳米粒子、2～8份无机纳米粒子、5～60份改性树脂、1～5份稀释剂和15～60份增韧剂制成。

本发明中纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂的制备方法是按下述步骤进行的：一、按重量份数比分别称取100份氰酸树酯、3～15份有机纳米粒子、2～8份无机纳米粒子、5～60份改性树脂、1～5份稀释剂和15～60份增韧剂；二、在40℃～100℃条件下，将步骤一称取的氰酸脂树酯、无机纳米粒子和有机纳米粒子混合后以60～300r/min速度进行搅拌20～50min，然后在高速搅拌机中以5000～18000r/min速度分散20～60min，得到混合物A；三、将混合物A中加入步骤一称取的增韧剂，在100℃～150℃条件下以60～300r/min速度搅拌至完全溶解，得到混合物B；四、在100℃～150℃条件下，向混合物B中加入步骤一称取的改性树脂和稀释剂，搅拌混合均匀，即得到纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂。

本发明制备的氰酸酯胶粘剂具有较好的耐热性能、粘接强度和固化工艺性能，耐热温度可高达230℃，剥离强度(90°)在2kN/m以上，适用于耐高温复合材料的结构粘接，也可用于基体树脂。本发明方法简单，易于操作。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂，其特征在于纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂按重量份数比由100份氰酸脂树酯、3～15份有机纳米粒子、2～8份无机纳米粒子、5～60份改性树脂、1～5份稀释剂和15～60份增韧剂制成。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述氰酸脂树脂为双酚A氰酸脂、双酚B氰酸脂、双酚E氰酸脂、双酚M氰酸脂、酚醛氰酸脂、双环戊二烯氰酸脂、具有内增韧结构的氰酸脂中的一种或几种的组合。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。

本实施方式所述的具有内增韧结构的氰酸脂为腰果酚氰酸脂、腰果酚-苯酚双酚结构氰酸脂或邻烯丙基-苯酚氰酸脂。

本实施实施方式氰酸脂树脂为混合物时，各种氰酸脂树脂间按任意比组合。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述有机纳米粒子为聚丙烯酸酯纳米粒子、聚硅氧烷纳米粒子或聚氨酯纳米粒子。其它步骤和参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述有机纳米粒子具有核壳结构。其它步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。

本实施方式所述的具有核壳结构的有机纳米粒子，优选具有低玻璃化温度弹性体，为八甲基环四硅氧烷或甲基三乙基硅烷的均聚物或共聚物、苯乙烯或丁二烯的均聚物或共聚物、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸丁酯聚氨酯中的一种或其中的几种按任意比组合，所述的壳为具有高玻璃化温度的硬质聚合物，为聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或其中几种的组合。所述的具有核壳结构的有机纳米粒子也可选市售商品，为ICAM8625、S-2001、S-2200、S-2030、SX-005、B338 W336、EXL3691、EXL2633、EXL-2335、EXL2691、EXL-2330、MBS742、BTA-731中的一种或其中的几种按任意比组合。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述无机纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、纳米高岭土、纳米二氧化钛中的一种或几种的组合。其它步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。

本实施实施方式无机纳米粒子为混合物时，各种无机纳米粒子间按任意比组合。