[发明专利]一种用于复合材料的耐高温酚醛型胶粘剂及制备方法

说明书

本发明提供一种用于复合材料的耐高温酚醛型胶粘剂及制备方法，包括树脂体系、耐高温粉和低熔点粉，耐高温粉包括金属氧化物或者氢氧化物、高岭土、云母粉；低熔点粉末为低熔点玻璃粉和/或低熔点金属粉，树脂体系和耐高温粉、低熔点粉通过常温搅拌混合制备而成。在高温环境中，产品表面酚醛树脂碳放热被功能高温粉吸收，致使低熔点粉微融，熔化后的低熔点粉将耐高温粉粘接覆在产品表面，形成一道屏障阻止热量进入，在耐高温粉之下是均匀致密的酚醛碳化层形成第二道防线，阻止火焰、热量烧蚀产品，有效保护剩余胶粘剂和产品，剩余胶粘剂覆在产品表面、缝隙中形成第三道保护层起到粘接作用的同时保证内部仍然保持着较高的强度。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体而言，涉及一种用于复合材料的耐高温酚醛型胶粘剂及制备方法。

背景技术

粘接是复合材料结构连接的主要手段之一，与机械连接相比，它的主要优点是：无钻孔引起的应力集中，连接效率高；抗疲劳、密封、减震以及绝缘性能好，有阻止裂纹扩展作用，破损安全性好。由于传统复合材料本身的耐火温度低于500℃，因此耐温超过500℃用于复合材料粘接的胶粘剂的研究非常少，而随着社会科技水平的提高，目前市场上已有耐火927℃的酚醛复合材料，针对该材料的胶粘剂需要同时具备耐高温的性能。

传统高温胶粘剂按性质可以分为有机高温胶和无机高温胶两大类。有机高温胶粘剂为有机硅、酚醛树脂、聚酰亚胺等耐高温树脂主体添加一定比例功能性无机填料，赋予其绝缘、导热、导磁、防火、阻燃等功能，此类高温胶一般耐温范围在400℃以下，且高温过程中有膨胀、起泡、脱落现象，另外该类胶粘剂造价均高，不适用于大规模使用。无机高温胶粘剂主要以硅铝酸盐、无机陶瓷粉、粘土、水泥等成分制成的一种满足不同耐温需求的高温胶水，耐温500℃-1700℃，但这类胶几乎都是刚性硬质的，几乎没有韧性，粘接强度低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于复合材料的耐高温酚醛型胶粘剂及制备方法，以解决现有技术中胶粘剂不耐高温、缺乏韧性、粘接强度低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于复合材料的耐高温酚醛型胶粘剂，包括树脂体系、耐高温粉和低熔点粉，树脂体系包括酚醛树脂、常温固化剂、功能稀释剂；耐高温粉包括金属氧化物或者氢氧化物、高岭土、云母粉；低熔点粉末为低熔点玻璃粉和/或低熔点金属粉，树脂体系和耐高温粉、低熔点粉通过常温搅拌混合制备而成。

进一步的，所述金属氧化物或者氢氧化物为钛、钙、铝、钠、钾的氧化物或者氢氧化物。

进一步的，所述低熔点粉的起始熔融温度为350℃。

进一步的，所述树脂选择残碳率大于45％的酚醛树脂。

进一步的，所述常温固化剂为对甲苯磺酸溶液、乙二酸溶液、磷酸溶液、硫酸、甲基磺酸中的至少一种。

进一步的，所述功能稀释剂为硅类、铝类、钠类溶液。

进一步的，所述功能稀释剂为机硅溶液、磷酸二氢铝溶液或者硅酸钠溶液。

进一步的，所述功能稀释剂功能组分的质量浓度＞30％。

本发明还提供了一种耐高温酚醛型胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)树脂体系的配制

称取酚醛树脂、稀释剂，在常温环境温度中机械搅拌混合均匀，之后加入常温固化剂采用同样方式混合均匀，

其中酚醛树脂80～120份，常温固化剂12-20份，功能稀释剂10-30份；

(2)耐高温功能粉的添加

称取混合后的耐高温粉，耐高温粉与酚醛树脂的质量比为1.5～3，将混合后的耐高温粉分批次加入到树脂体系组合料中，并混合均匀。