專利名稱：一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷酸鹽膠黏劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
磷酸鹽膠黏劑耐熱性能優(yōu)異，最高使用溫度可以達(dá)到1500°C，固化溫度低，可以室溫固化。因此，磷酸鹽膠黏劑可用于高速飛行器絕熱層，航天飛機(jī)耐高溫材料，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)耐高溫零件和耐火磚的粘接。磷酸鹽膠黏劑適合粘接陶瓷、玻璃，但是粘接金屬時(shí)強(qiáng)度低， 同時(shí)磷酸鹽膠黏劑脆性大、不耐沖擊，限制了磷酸鹽膠黏劑的應(yīng)用。在已公開(kāi)的專利申請(qǐng)有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)?00910311141. 4)，該專利制備的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑雖然解決了使用溫度低于1000°C的問(wèn)題(專利制備的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑工作溫度達(dá)到1000°C以上)，但是該專利制備的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑剪切強(qiáng)度低。因此現(xiàn)有技術(shù)制備的磷酸鹽膠黏劑存在剪切強(qiáng)度低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)制備的磷酸鹽膠黏劑存在剪切強(qiáng)度低的問(wèn)題，而提供一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑及其制備方法。本發(fā)明一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑是由甲組分和乙組分(固化劑)按質(zhì)量比為1 (1 1. 混合制成；所述的甲組分按質(zhì)量份數(shù)比由1 20份甲基硅樹(shù)脂乳液和100份磷酸二氫鋁或100份磷酸鋁鉻混合制成，其中所述的甲基硅樹(shù)脂乳液是由甲基硅樹(shù)脂、無(wú)水乙醇和乳化劑混合制成，所述的無(wú)水乙醇與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為(1 20) 1，所述的乳化劑與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為1 1 ；所述的乙組分(固化劑)按質(zhì)量份數(shù)比由10 40份氧化鋁、30 60份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10 份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵混合制成。本發(fā)明一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的一、制備甲組分①先將甲基硅樹(shù)脂和無(wú)水乙醇混合均勻制成甲基硅樹(shù)脂溶液，然后加入乳化劑，均勻混合后得到甲基硅樹(shù)脂乳液；②按質(zhì)量份數(shù)比將1 20份甲基硅樹(shù)脂乳液與100份磷酸二氫鋁或100份磷酸鋁鉻混合均勻后即得到甲組分；二、制備乙組分(固化劑)按質(zhì)量份數(shù)比將10 40份氧化鋁、30 60份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵依次制備成納米粉，并混合均勻即得到乙組分(固化劑)；三、混合將步驟一制備的甲組分和步驟二制備的乙組分(固化劑)按質(zhì)量比1 (1 1.幻混合均勻即得到有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑；步驟一 ①中所述加入的無(wú)水乙醇與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為1 1 ；步驟一①中所述加入的乳化劑與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為(0.005 0.05) 1。本發(fā)明制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑可用于粘接金屬、高溫合金、碳/碳復(fù)合材料、碳/碳化硅復(fù)合材料、碳/氮化硅復(fù)合材料、陶瓷、玻璃等。粘接高溫材料，在80°C
3固化M小時(shí)，室溫剪切強(qiáng)度高于8. 2MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6% ；在1000°C熱處理1小時(shí)后，其剪切強(qiáng)度高于4. 3MPa。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑是由甲組分和乙組分(固化劑)按質(zhì)量比為1 (1 1.5)混合制成；所述的甲組分按質(zhì)量份數(shù)比由1 20份甲基硅樹(shù)脂乳液和100份磷酸二氫鋁或100份磷酸鋁鉻混合制成，其中所述的甲基硅樹(shù)脂乳液是由甲基硅樹(shù)脂、乙醇和乳化劑混合制成，所述的無(wú)水乙醇與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為1 1，所述的乳化劑與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為(0.005 0.05) 1;所述的乙組分 (固化劑)按質(zhì)量份數(shù)比由10 40份氧化鋁、30 60份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10 份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵混合制成。甲基硅樹(shù)脂以Si-O-Si為主鏈，甲基與硅原子連接，是一種交聯(lián)型半無(wú)機(jī)高聚物。 由于甲基硅樹(shù)脂屬于半無(wú)機(jī)高聚物，兼具有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的特性，容易實(shí)現(xiàn)與無(wú)機(jī)物共混。同時(shí)，硅樹(shù)脂具有良好的耐熱性、耐潮濕性、絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性、抗氧化性和很好的彈性。甲基硅樹(shù)脂對(duì)金屬材料粘接性好，并且具有很好的彈性。本實(shí)施方式制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑可用于粘接金屬、高溫合金、 碳/碳復(fù)合材料、碳/碳化硅復(fù)合材料、碳/氮化硅復(fù)合材料、陶瓷、玻璃等。采用本實(shí)施方式制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑粘接高溫材料，在80°C固化M小時(shí)，室溫剪切強(qiáng)度高于8. 2MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6% ；在1000°C熱處理1小時(shí)后，其剪切強(qiáng)度高于4. 3MPa。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由10 20份氫氧化鈉、10 40份氨水和10 20份乳化劑0P-10混合制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二的不同點(diǎn)是所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由15 20份氫氧化鈉、10 20份氨水和10 20份乳化劑0P-10混合制
成。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同點(diǎn)是所述的乙組分(固化劑)按質(zhì)量份數(shù)比由20 40份氧化鋁、30 50份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵混合制成。其它與具體
實(shí)施方式一至三相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法， 具體是按以下步驟完成的一、制備甲組分①先將甲基硅樹(shù)脂和無(wú)水乙醇混合均勻制成甲基硅樹(shù)脂溶液，然后加入乳化劑，均勻混合后得到甲基硅樹(shù)脂乳液；②按質(zhì)量份數(shù)比將1 20份甲基硅樹(shù)脂乳液與100份磷酸二氫鋁或100份磷酸鋁鉻混合均勻后即得到甲組分；二、制備乙組分(固化劑)按質(zhì)量份數(shù)比將20 40份氧化鋁、30 60份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵依次制備成納米粉，并混合均勻即得到乙組分(固化劑)；三、混合將步驟一制備的甲組分和步驟二制備的乙組分按質(zhì)量比1 (1 1.幻混合均勻即得到有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑；步驟一①中所述加入的無(wú)水乙醇與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為11；步驟一①中所述加入的乳化劑與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為(0.005 0.05) 1。本實(shí)施方式制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑可用于粘接金屬、高溫合金、 碳/碳復(fù)合材料、碳/碳化硅復(fù)合材料、碳/氮化硅復(fù)合材料、陶瓷、玻璃等。采用本實(shí)施方式制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑粘接高溫材料，在80°C固化M小時(shí)，室溫剪切強(qiáng)度高于8. 2MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6% ；在1000°C熱處理1小時(shí)后，其剪切強(qiáng)度高于4. 3MPa。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)明效果試驗(yàn)一一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的一、制備甲組分①先將甲基硅樹(shù)脂和無(wú)水乙醇混合均勻制成甲基硅樹(shù)脂溶液，然后加入乳化劑，均勻混合后得到甲基硅樹(shù)脂乳液；②按質(zhì)量份數(shù)比將20份甲基硅樹(shù)脂乳液與100份磷酸二氫鋁或100份磷酸鋁鉻混合均勻后即得到甲組分；二、制備乙組分(固化劑)按質(zhì)量份數(shù)比將30份氧化鋁、50份氮化鋁、5份氧化鋯、5份氧化釔、10份氧化鎂、10 份氧化鋅和7份氧化鐵依次制備成納米粉，并混合均勻即得到乙組分(固化劑)；三、混合 將步驟一制備的甲組分和步驟二制備的乙組分按質(zhì)量比1 1.2混合均勻即得到有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑；步驟一①中所述加入的無(wú)水乙醇與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為1 1; 步驟一①中所述加入的乳化劑與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為0.01 1。步驟一中所述的乳化劑按重量分?jǐn)?shù)比由15份氫氧化鈉、30份氨水和10份乳化劑 0P-10混合制成。檢測(cè)本試驗(yàn)制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的粘結(jié)性能，檢測(cè)結(jié)果如下選取鎳基合金、陶瓷、碳/碳復(fù)合材料和鈦合金檢測(cè)本試驗(yàn)制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的粘接性能，采用hstron-5569電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，參照GB/T71M-1986標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。采用本試驗(yàn)制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑粘接鎳基合金，在80°C固化M 小時(shí)，在室溫剪切強(qiáng)度為8. 4MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6% ；在1000°C下剪切強(qiáng)度為4. 6MPa。采用本試驗(yàn)制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑粘接鈦合金，在80°C固化M小時(shí)，在室溫剪切強(qiáng)度為8. 5MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6% ；在500°C下剪切強(qiáng)度為4. 9MPa。通過(guò)上述檢測(cè)證明，本試驗(yàn)制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑可以用于粘接 ^^ I^l ο采用本試驗(yàn)制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑粘接陶瓷，在80°C固化M小時(shí)，室溫剪切強(qiáng)度為8. 5MPa,與現(xiàn)有的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑(申請(qǐng)?zhí)?200910311141. 4)相比增加5. IMPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6% ；在1000°C下剪切強(qiáng)度為5MPa，與現(xiàn)有的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑(申請(qǐng)?zhí)?00910311141. 4)相比增加3. 5MPa。采用本試驗(yàn)制備的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑粘接碳/碳復(fù)合材料，在 80°C固化對(duì)小時(shí)，室溫剪切強(qiáng)度為8. 7MPa，與現(xiàn)有的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑(申請(qǐng)?zhí)?200910311141. 4)相比增加4. 3MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為6% ；在1000°C下剪切強(qiáng)度為4. 5MPa，與現(xiàn)有的有機(jī)硅改性磷酸鹽膠黏劑(申請(qǐng)?zhí)?00910311141.4)相比增加3MPa。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五的不同點(diǎn)是步驟一中所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由10 20份氫氧化鈉、10 40份氨水和10 20份乳化劑0P-10混合
制成。其它與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五或六的不同點(diǎn)是步驟一中所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由15 20份氫氧化鈉、10 20份氨水和10 20份乳化劑0P-10 混合制成。其它與具體實(shí)施方式
五或六相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五至七之一不同點(diǎn)是步驟二中所述的乙組分(固化劑)按質(zhì)量份數(shù)比由20 40份氧化鋁、30 50份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵混合制成。 其它與具體實(shí)施方式
五至七相同。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑，其特征在于有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑是由甲組分和乙組分按質(zhì)量比為1 (1 1.幻混合制成；所述的甲組分按質(zhì)量份數(shù)比由 1 20份甲基硅樹(shù)脂乳液和100份磷酸二氫鋁或100份磷酸鋁鉻混合制成，其中所述的甲基硅樹(shù)脂乳液是由甲基硅樹(shù)脂、無(wú)水乙醇和乳化劑混合制成，所述的無(wú)水乙醇與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為1 1，所述的乳化劑與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為(0.005 0.05) 1;所述的乙組分按質(zhì)量份數(shù)比由10 40份氧化鋁、30 60份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵混合制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑，其特征在于所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由10 20份氫氧化鈉、10 40份氨水和10 20份乳化劑0P-10混合制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑，其特征在于所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由15 20份氫氧化鈉、10 20份氨水和10 20份乳化劑0P-10混合制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑，其特征在于所述的乙組分按質(zhì)量份數(shù)比由20 40份氧化鋁、30 50份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵混合制成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法，其特征在于有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法是按以下步驟完成的一、制備甲組分①先將甲基硅樹(shù)脂和無(wú)水乙醇混合均勻制成甲基硅樹(shù)脂溶液，然后加入乳化劑，均勻混合后得到甲基硅樹(shù)脂乳液；②按質(zhì)量份數(shù)比將1 20份甲基硅樹(shù)脂乳液與100份磷酸二氫鋁或100份磷酸鋁鉻混合均勻后即得到甲組分；二、制備乙組分按質(zhì)量份數(shù)比將10 40份氧化鋁、30 60份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵依次制備成納米粉，并混合均勻即得到乙組分；三、混合將步驟一制備的甲組分和步驟二制備的乙組分按質(zhì)量比1 (1 1. 5)混合均勻即得到有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑；步驟一①中所述加入的無(wú)水乙醇與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為1 1 ；步驟一①中所述加入的乳化劑與甲基硅樹(shù)脂的質(zhì)量比為(0.005 0. 05) 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟一中所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由10 20份氫氧化鈉、10 40份氨水和10 20 份乳化劑0P-10混合制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟一中所述的乳化劑按質(zhì)量份數(shù)比由15 20份氫氧化鈉、10 20份氨水和10 20 份乳化劑0P-10混合制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟二中所述的乙組分按質(zhì)量份數(shù)比由20 40份氧化鋁、30 50份氮化鋁、5 10份氧化鋯、5 10份氧化釔、5 10份氧化鎂、5 10份氧化鋅和5 10份氧化鐵混合制成。
全文摘要
一種有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑及其制備方法，它涉及一種磷酸鹽膠黏劑及其制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)制備的磷酸鹽膠黏劑存在剪切強(qiáng)度低的問(wèn)題。本發(fā)明的有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑是由甲組分和乙組分(固化劑)混合制成；甲組分由甲基硅樹(shù)脂乳液和磷酸二氫鋁或磷酸鋁鉻混合制成，乙組分(固化劑)由氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氧化釔、氧化鎂、氧化鋅和氧化鐵混合制成；本發(fā)明采用乳化后的甲基硅樹(shù)脂與磷酸鹽復(fù)合，然后與固化劑混合，形成有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑。本發(fā)明主要用于制備有機(jī)硅樹(shù)脂/磷酸鹽復(fù)合膠黏劑。
文檔編號(hào)C09J1/00GK102391792SQ20111029268
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者吳迪, 蔡偉, 陳向群, 隋解和, 高智勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)