環氧樹脂膠黏劑的常識

2018/07/30 mtbjzj 673

影響環氧膠黏劑耐溫性的主要因素

環氧膠黏劑的高溫性取決于固化物的熱變形溫度和熱氧化穩定性。前者決定了高溫下的力學性能(強度、模量、蠕變等),後者決定了極限使用溫度(分解溫度)。這些都取決于樹脂及固化劑的分子結構和相互的反應性。一般說來,固化物中交聯點間的距離愈短,交聯密度愈大,分子鏈上芳環、脂環、雜環等耐熱剛性基團愈多則熱變形溫度愈高,高溫力學性能愈大,耐熱性愈好,但是脆性也愈大。脆性大會使強度降低,故通常要進行增韌。熱氧化穩定性是指固化物抵抗熱氧化破壞的能力。它與固化物分子的化學結構有關。可添加抗氧劑加以改善。

一般在無氧氣存在時,環氧樹脂本體熱分解溫度在300℃以上。而在空氣中使用時,一般在180~200℃就會發生熱氧化分解。在此溫度下老化一段時間,強度下降就更大。多數脂環族環氧樹脂在200℃以下比較穩定,但在高于200℃時熱氧化破壞比雙酚A型環氧樹脂更嚴重。這可能是脂環不如芳環穩定的緣故。芳香胺固化的雙酚A型環氧樹脂的熱氧化穩定性比脂環或芳環酸酐固化的雙酚A型環氧樹脂差。因爲在胺類固化的環氧樹脂結構中有比較多的羟基。在較低的溫度下就易于産生脫水反應。此外胺類上的N原子也比較容易遭受熱氧化破壞。而酸酐固化物中很少生成羟基。但在290℃以上兩類固化劑的環氧固化物分子主鏈都會開始斷裂。由上可知,雙酚A型環氧樹脂的耐高溫性較差。酸酐固化物的耐高溫性優于芳香胺固化物。

一般說來,固化溫度要求高的體系其耐溫性也就高。針對這一個現象,這是由于本身耐溫性高的環氧樹脂和固化劑往往活性較低,在高溫下才能固化完全,所以耐溫性高。

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增韌劑

耐高温环氧胶黏剂由于大分子的刚性和交联密度大,所以脆性偏高,影响了胶接强度,尤其是线受力强度,因此需要增韧。常用的增韌劑有端羧基丁腈橡胶、聚酚氧树脂、聚砜树脂等。通常随着韧性的增加,耐热性会下降。近年来采用耐热性热塑性树脂如聚芳砜、聚醚酮、聚醚醚酮等来增韧。随韧性的提高耐热性基本上不降低,甚至还略有提高。

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填料

從耐熱性來看,填料也是一個重要組分。其中超細純鋁粉能顯著提高膠接強度。氣相法SiO2和石棉粉還有控制流動性,防止流淌的作用。常用的填料還有矽微粉、立德粉等。

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抗熱氧劑

被粘物的金屬離子如銅、鐵離子在高溫下能催化有機高分子的熱氧化降解反應,造成界面粘接破壞。爲了消除金屬離子的催化降解活性,提高耐高溫性能,常加入金屬離子螯合劑如8-羟基喹啉、沒食子酸丙酯(配酸正丙酯)、乙酰基丙酮、鄰苯二酚等。它們可以捕捉這些金屬離子,從而減弱金屬離子的催化降解作用。某些砷、錳、钼的氧化物也能有效的降低金屬離子的活性,如AS2O5能與Fe離子生成很穩定的砷酸鐵。