[发明专利]一种自愈合高温粘结剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自愈合粘结剂及其制备方法，一种自愈合粘结剂由聚碳硅烷、磷酸二氢钠、二氧化硅气溶胶和四氯化碳制备而成；其制备方法：将聚碳硅烷充分研磨后与磷酸二氢钠和二氧化硅气溶胶的混合物混合，再加入四氯化碳，经高速分散制得目标产品。相较现有技术，本发明创新性地将聚碳硅烷颗粒均匀分散到二氧化硅气溶胶中去，依靠聚碳硅烷的低温粘性和高温分解特性起到复合材料高温自愈合的效果，聚碳硅烷陶瓷化后的碳化硅具有高温抗氧化特性，有效阻止密封结合处的裂纹扩散，达到保护基体材料的目的。另外，产品使用方法简单，无需要特殊施工工具，只需挤出后直接涂抹在需要粘结的部位即可，自然晾干或风干。

技术领域

本发明涉及一种自愈合高温粘结剂及其制备方法，涉及高温粘结剂技术领域。

背景技术

目前自愈合粘结剂一般是热塑性有机材料，耐温一般不超过300℃，这在一般的体育用品、土木工程和低速交通上应用广泛；高温粘结剂主要是磷酸盐类、硅酸盐类和金属，这在航天航空、兵器等领域获得了部分应用，但如何在高温状态下弥补严苛的环境带给装备/部件的损坏，提高其可靠性和安全性一直是个未解难题。经研究发现，聚碳硅烷在低温状态时溶液粘度随着分子量的增加而增加，在高温状态，聚碳硅烷遇热发生分解，生成碳化硅可以耐受1000℃的高温，粘附在装备/部件结合处，可以有效阻止密封结合处的裂纹扩散，达到保护基体材料的目的。

发明内容

为满足装备单元接口高温密封的需要，本发明的目的旨在提供一种自愈合高温粘结剂及其制备方法，利用聚碳硅烷高温分解成碳化硅的特性，利用碳化硅材料低密度、耐磨损、耐腐蚀、低导热系数、耐高温等特点，为特种飞行器、武器装备等保驾护航。

为了解决以上技术难题，本发明提供的技术方案为：

本发明提供了一种自愈合高温粘结剂，由聚碳硅烷、磷酸二氢钠、二氧化硅气溶胶和四氯化碳制备而成。

作为优选的技术方案，聚碳硅烷分子的数均分子量介于1000～1400。

作为优选的技术方案，聚碳硅烷至少为聚铝碳硅烷、聚硅碳环硅烷、聚铁碳硅烷、聚锆碳硅烷等其中的一种。

本发明还提供了一种自愈合高温粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

( 1 )聚碳硅烷的制备：采用常压高温合成工艺，以先驱体转化法进行目标聚碳硅烷的合成，反应控制数均分子量在1000～1400之间；

( 2 )将磷酸二氢钠与二氧化硅气溶胶按3：2的质量比例混合成糊状，制得混合气溶胶；

( 3 )将聚碳硅烷研磨成粉，将聚碳硅烷粉末与混合气溶胶按质量比1：1进行混合，制得混合料；

（ 4 ）将混合料与四氯化碳的混合质量比例为3：2，并充分搅拌均匀便可得目标产品。

本发明从自愈合高温粘结剂工艺来看，宜采用相对分子量适中，数均分子量1000～1400的聚碳硅烷进行混合，在这区间的聚碳硅烷粘度适中，陶瓷收率在55%～60%，有益于分散和分解，这样裂解所得碳化硅晶体为微米级，有利于对目标件进行粘结。

本发明的有益效果，简单分述如下：

（1）在粘结剂制备过程中，采用中等大小分子量的聚碳硅烷作为高温分解助剂，保证了分解所得碳化硅的转化率，提供了充足的粘结作用，而且聚碳硅烷陶瓷化后的碳化硅具有高温抗氧化特性；

（2）采用二氧化硅气溶胶和磷酸盐混合通过预处理可在1000℃以下保持良好的粘结效果和密封性能；

（3）产品使用方法简单，无需要特殊施工工具，只需挤出后直接涂抹在需要粘结的部位即可，自然晾干或风干。

具体实施方式