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膠粘劑在軍事上的應用---耐高溫膠
發布日期：2017-11-06
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核心提示：目前耐200℃以上的有機膠粘劑主要有環氧膠粘劑、改性酚醛膠粘劑、有機硅膠粘劑、聚酰亞胺膠粘劑和含氮雜環膠粘劑等。1.耐高溫環氧膠粘劑環氧樹脂具有粘接性好。內聚強度高，低收縮性，蠕變小，與其他材料的相容性好
目前耐200℃以上的有機膠粘劑主要有環氧膠粘劑、改性酚醛膠粘劑、有機硅膠粘劑、聚酰亞胺膠粘劑和含氮雜環膠粘劑等。
1.耐高溫環氧膠粘劑
環氧樹脂具有粘接性好。內聚強度高，低收縮性，蠕變小，與其他材料的相容性好等特點。但因環氧樹脂固化物較脆，耐高溫性能較差，因而人們對其進行了改性，通過引入新的基因來提高環氧的耐熱性。這類膠粘劑主要有環氧-酚醛膠粘荊、環氧一丁腈膠粘劑和有機硅改性環氧樹脂膠粘劑等。
(1)環氧-酚醛膠粘劑
環氧樹脂和酚醛樹脂嵌段共聚產物為環氧-酚醛膠粘劑。該種膠粘劑即保持了環氧樹脂良好的粘接性，又具備了酚醛樹脂的耐熱性能。以環氧樹脂為基體樹脂的這類耐熱膠粘劑一般可在260℃長期使用，最高使用溫度達315℃，其耐熱性僅次于雜環聚合物膠粘劑。環氧一酚醛膠牯荊具有較高的耐熱性的同時，還具有高溫蠕變小，熱扭變溫度高，熱老化性能良好等特點。
(2)環氧-丁腈膠粘劑
由于環氧樹脂膠粘劑固化后脆性較大，不適合作耐高溫膠粘劑，因而在提高其耐熱性能的同時，必須改進脆性。人們通常利用加入增韌劑來改進環氧樹脂膠枯劑的脆性，常用的增韌劑主要有丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚硫橡膠等橡膠和聚乙烯醇縮醛、聚砜等熱塑性樹脂，例如，用液體丁腈橡膠增韌環氧樹脂不僅可改性其韌性，而且還可提高膠粘劑的耐熱性。
(3)有機硅改性環氧樹脂
有機硅樹脂的si-O鍵具有很高的鍵能及聚合物的高度彎曲性，所以有機硅具有優異的耐高溫性。人們利用有機硅改性環氧樹脂，既可保持有機硅的耐高溫性，又保持著環氧樹脂良好的粘附性，可起到取長補短的作用。
除上述幾種改性環氧類型之外，也有人用雙馬來酰亞胺、聚酰亞胺改性環氧樹脂。還有通過合成新型固化劑來提高樹脂耐熱性的。如張多太研制的F系列環氧樹脂固化劑，可使通過環氧樹脂耐300～400℃高溫，并具有突出的耐燒蝕性能高阻燃性等。近期也有人在研究納米材料在樹脂中的應用，巳取得良好的效果，例如，Bauer等使用溶膠凝膠法制備的環氧/Si02互穿網絡聚合物網絡膠粘劑.具有良好的熱穩定性。
2.酚醛樹脂膠粘劑
酚醛樹脂是開發最早的一類耐高溫膠粘劑，具有良好的粘接性能，耐蠕變、耐溶劑、耐水等，但耐熱性不太高，且脆性大，剝離強度低，不適于作結構膠粘劑使用。近期所使用的耐熱酚醛樹脂膠粘劑大多為改性酚醛體系。其改性主要集中在提高耐熱性和增韌性方面。改性后的酚醛樹脂既有酚醛樹脂的耐熱性.又有橡膠和樹脂的韌性，因為改性劑為橡膠和樹脂。
我國改性酚醛樹脂的研究已取得了許多成果，已研制出性能良好的有機硅改性酚醛-丁腈膠粘劑、鉬酚醛膠粘劑、硼酚醛膠粘劑等，滿足了航空和航天制造業的某些需求。
3.有機硅耐高溫膠粘劑
純有機硅樹脂膠粘劑可在-60℃～400℃長期使用，短其可耐450℃～500℃。有機硅樹脂膠粘劑具有耐水、耐介質和耐候性好等特點.但其脆性、結合強度不高影響了其應用。
為克服有機硅樹脂缺點，人們對其進行改性。
據介紹，用環氧改性后的聚有機硅氧烷兼具環氧樹脂與有機硅樹脂二者的優點，粘接性能、耐介質、耐水及耐大氣老化性能良好。通過改性降低了固化溫度，但改性后耐熱性有所降低，一般可在-60℃～200℃長期使用。最近報道的用聚酰胺或順丁烯二酸酐為固化劑的環氧改性有機硅樹脂也有很高的膠接強度，它們膠接鋁的剪切和拉伸強度在200℃老化40 h分別為8.14 MPa和10.3 MPa,試驗發現隨著環氧樹脂含量增加，剪切強度也提高，但耐熱性卻下降。
酚醛改性有機硅膠粘劑固化溫度比純硅樹脂膠粘劑低，一般在200℃經3 h即固化完全。同時室溫強度可提高3.92～4.90 MPa，能在350℃長期使用。國產J-09耐高溫膠粘劑是以有機硼硅聚合物及酚醛樹脂為主體的新型膠粘劑，它是一種瞬間高溫膠粘劑，用于導彈、火箭的雷達罩與主體的膠接、高溫密封以及不銹鋼、鋁合金及層壓塑料的膠接，特別是兩種熱膨脹系數相差較大的材料的膠接，可在一60℃—50℃使用，其瞬間在520℃對銅的膠接強度仍達4.90MPa。
研究表明，改性有機硅耐熱膠粘劑與純有機硅耐熱膠粘劑相比，綜合性能有明顯改善，但耐熱性及熱老化性能有所下降。此類膠粘劑主要用于高溫非結構中金屬與非金屬材料的粘合。
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