[发明专利]一种碳/碳复合材料用低膨胀胶黏剂

说明书

本发明属于耐高温胶黏剂技术领域，具体涉及一种碳/碳复合材料用低膨胀胶黏剂，包括以下原料：有机聚硅氧烷、双酚F型环氧树脂、高分子量羟基硅油、末端基团数为32的树枝状聚酰胺‑胺、N’‑间苯撑双马来酰亚胺、改性填料、N‑（β‑氨乙基亚胺乙基）‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷、活性稀释剂、助剂。本发明相比现有技术具有以下优点：将普通的有机硅树脂通过加工使其具有细密的微孔结构，其微孔孔径范围为10‑800nm，配合改性填料，有利于提高胶体的耐热性和降低其热膨胀系数，使其热膨胀系数与碳/碳复合材料相匹配，保证加工材料的热稳定性，同时具有较强的抗热震性能，在高温条件下和在室温条件下均具有较好的粘结性。

技术领域

本发明属于耐高温胶黏剂技术领域，具体涉及一种碳/碳复合材料用低膨胀胶黏剂。

背景技术

随着现代技术的迅猛发展，特别是国内外航天领域的发展，材料的使用环境越来越恶劣，对材料的要求也越来越苛刻，航空航天所用的先进复合材料主要有树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料等，其中碳/碳复合材料以碳为基体，由碳纤维或其制品（碳毡或碳布）增强的一种复合材料，兼有碳的惰性和碳纤维的高强度，具有热膨胀系数小、热导率较低、抗热冲击性好、耐烧蚀性好和耐含固体微粒燃气的冲刷等一系列的优异性能，而且质轻，在惰性环境下随温度的升高其强度不降低，碳/碳复合材料的部件组装、连接或密封通常采用高温胶，高温胶具有低温固化、高温使用的优点，而胶黏剂在使用过程中会发生一定的热膨胀，当其热膨胀与碳/碳复合材料相匹配时，能够保证加工材料的热稳定性，而热膨胀失配时，胶接面由于应力过大导致粘结失效，有机硅树脂作为一种功能性树脂，具有较好的耐温性、耐候性以及耐辐射性等，在航天领域得到了广泛的应用，但目前开发的有机硅胶黏剂耐温性低于600℃，固化温度高于150℃；现有方法通过对有机硅树脂分子链改性或在硅树脂胶黏剂中加入特定无机粒子来提高有机硅树脂胶黏剂的粘接性能和耐温性能，但其热膨胀系数较大，在高温条件下容易产生较大的内应力，导致粘接失效。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种碳/碳复合材料用低膨胀胶黏剂。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种碳/碳复合材料用低膨胀胶黏剂，包括以下重量份的原料：有机聚硅氧烷100份、双酚F型环氧树脂12-16份、高分子量羟基硅油2-5份、末端基团数为32的树枝状聚酰胺-胺6-10份、N’-间苯撑双马来酰亚胺1-3份、改性填料22-32份、N-（β-氨乙基亚胺乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷1-2份、活性稀释剂8-16份、助剂0.4-0.8份；

所述改性填料的制备方法为，在温度为160℃的条件下，按重量份计，将粒径为200-300目的填料22-28份、抗氧化剂 TH-1790 4-6份、1,4-环己烷二甲醇双(3,4- 环氧环己烷甲酸)酯1-2份在旋转流变仪中混炼4-6小时，得到混炼料，将混炼料置于索氏抽提器中抽提48小时，即得。

作为对上述方案的进一步改进，所述填料为氮化硅、碳化硅、氮化硼、氮化铝中的至少两种以任意比例混合。

作为对上述方案的进一步改进，所述双酚F型环氧树脂的环氧值为0.53-0.59eq/100g，粘度为1200-1300mPa·s。

作为对上述方案的进一步改进，所述高分子量羟基硅油的粘度为1000mPa·s。

作为对上述方案的进一步改进，所述活性稀释剂包括以下重量份的原料：N-丁基缩水甘油醚22-32份、苯基缩水甘油醚10-15份、高级环氧活性稀释剂HY606 0.8-1.6份。

作为对上述方案的进一步改进，所述助剂按重量份计包括甘油饱和脂肪酸酯6-10份、1.3-二苯胍0.8-1.6份、高级脂肪醇2-4份、无水硫酸钠0.2-0.4份。

作为对上述方案的进一步改进，所述高级脂肪醇为十二碳醇。

作为对上述方案的进一步改进，其制备方法包括以下步骤：