[发明专利]一种高温耐久性环氧结构胶接体系及其制备方法

说明书

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种高温耐久性环氧结构胶接体系及其制备方法。本发明环氧结构胶接体系包括环氧结构胶膜和抑制腐蚀底胶，以“特种环氧树脂－芳胺固化剂”为固化体系，以特种热塑性树脂和橡胶弹性体为增韧剂，将胶接体系的耐温等级提高到175℃，玻璃化转变温度提高到190℃；热老化考核时间延长到3000h；本发明高温耐久性环氧结构胶接体系工艺性能优异，具有高强度、高韧性、耐疲劳、高温耐久性能好等特点，满足金属或复合材料大面积胶接成型工艺，解决了航空航天飞行器对高温结构件的高温耐久性胶接需求，适用于航空航天领域金属或复合材料耐高温结构件的胶接。

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种高温耐久性环氧结构胶接体系及其制备方法。

背景技术

高温固化环氧结构胶接体系是一类固化温度在175-180℃，使用温度在121℃以上的胶粘剂，一般由高温固化环氧结构胶膜和与之配套使用的抑制腐蚀底胶构成，具有高强度、高耐久性和高温条件下可长期使用的特点，是航空、航天飞行器耐高温承力结构件制造中重要的结构胶接材料。

国内外现有的高温环氧结构胶接体系大都是以“双酚A型环氧－双氰胺”为固化体系，以“聚砜和丁腈橡胶”为增韧剂的基础上建立起来的，国外典型的有Hexcel公司“Redux319胶膜/Redux119底胶”胶接体系、Cytec公司的“FM300胶膜/BR127底胶”胶接体系等；国内典型的有黑龙江省科学院石油化学研究院的“J-116胶膜/J-117底胶”胶接体系和中国航空发动机集团北京航空材料研究院的“SY-14胶膜及其配套的SY-D4底胶”胶接体系等，上述这些胶接体系的主要优点是韧性好、潜伏性能优异、技术成熟度高，在国内外航空航天领域获得了广泛的应用。然而，限于“双酚A型环氧-双氰胺”固化体系固化产物的玻璃化转变温度较低，仅为143℃左右，且聚砜和丁腈橡胶增韧剂的长期耐热性能又较差，因此上述产品长期使用温度不超过135℃，且在该温度下热老化考核时间仅为1000小时。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种高温耐久性环氧结构胶接体系及其制备方法。

本发明技术方案：

一种高温耐久性环氧结构胶接体系，包括环氧结构胶膜和抑制腐蚀底胶，所述环氧结构胶膜由如下重量份原料与胶膜制造用载体经热压复合制成：

环氧树脂75～100份、芳胺固化剂20～35份、热塑性树脂40～60份、橡胶弹性体6～15份、无机填料3～9份、抗氧化剂1～4份；

所述抑制腐蚀底胶由如下重量份原料制成：

环氧树脂75～100份、芳胺固化剂20～30份、热塑性树脂75～100份、抑制腐蚀剂3～9份、硅烷偶联剂3～9份、混合溶剂1200～1600份；

所述环氧结构胶膜和抑制腐蚀底胶中的环氧树脂均由双酚A型环氧树脂、联苯酚醛环氧树脂(BPNE)、萘基酚醛环氧树脂(BEBN)和碳硼烷双酚二缩水甘油醚(DGECB)按一定重量比组成，其中联苯酚醛环氧树脂(BPNE)的化学结构式如式1所示：

式1：

萘基酚醛环氧树脂(BEBN)的化学结构式如式2所示：

式2：

碳硼烷双酚二缩水甘油醚(DGECB)化学结构式如式3所示：

式3：

与单纯采用双酚A型环氧树脂作为主体树脂相比，本发明通过引入联苯酚醛环氧树脂和萘基酚醛环氧树脂提高了胶接体系的耐热性和耐湿热特性，引入碳硼烷双酚二缩水甘油醚因结构中含有碳硼烷结构赋予胶接体系优异的抗氧化性能，使本发明提供的环氧结构胶接体系兼具耐热性、耐湿热性和良好的工艺性能。