一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及耐高温粘结剂技术领域，尤其涉及一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，主要包括以下步骤：步骤1、在氰酸酯中加入固体填料、固体颜料及短切纤维，混合均匀，得到第一混合物；步骤2、向第一混合物中加入含硅氧链节的二胺，混合均匀，得到第二混合物；步骤3、对第二混合物脱气，得到高韧性氰酸酯胶粘剂。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术制备方法简单易行，能够降低固化温度，同时，满足氰酸酯胶黏剂的大批量生产；本发明专利技术对氰酸酯胶黏剂的固化，能够实现胶粘剂的充分固化，提高高温下的粘结性能。

Preparation method of cyanate ester adhesive with high toughness

The present invention relates to the field of high temperature resistant adhesive technology, particularly relates to a method for preparing high toughness isocyanate adhesive, which comprises the following steps: Step 1, adding solid filler, solid pigment and short fiber, in cyanate ester mixed evenly, first mixture; step 2, to the first with the mixture of silicon containing oxygen the two chain amine, mixed evenly, second mixture; step 3, the second mixture of degassing, high toughness isocyanate adhesive. The invention has the advantages that the preparation method of the invention is simple and easy, can reduce the curing temperature, at the same time, to meet the mass production of cyanate ester adhesives; the invention of cyanate ester curing adhesive, can realize the fully cured adhesive, high temperature can improve the bonding.

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法
本专利技术涉及耐高温粘结剂
，尤其涉及一种基于含硅氧链节二胺为固化剂的高韧性氰酸酯耐高温胶粘剂的制备方法。
技术介绍
氰酸酯树脂具有高耐热性(玻璃化转变温度240～290℃)、低的吸湿率、高的粘结性能，使其广泛用于耐热要求更好的粘结结构件。为降低氰酸酯树脂的固化温度和减少固化时间，通常需加入催化剂，常用的催化剂主要是含活泼氢的化合物如壬基苯酚、二氨基二苯砜、儿茶酚、磷酸等和过渡金属盐如辛酸锌、辛酸镁、环烷酸盐、乙酰丙酮化合物等，但是过渡金属盐或络合物不能溶解在熔融的氰酸酯树脂中，这不仅影响催化效果而且残余的催化剂颗粒将影响固化树脂的性能，同时，这些小分子催化剂在氰酸酯聚合时在聚合体内产生应力和缺陷，使得固化的氰酸酯脆性增大。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，用以解决现有氰酸酯胶粘剂脆性大、固化温度高的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，主要包括以下步骤：步骤1、在氰酸酯中加入固体填料、固体颜料及短切纤维，混合均匀，得到第一混合物；步骤2、向第一混合物中加入含硅氧链节的二胺，混合均匀，得到第二混合物；步骤3、对第二混合物脱气，得到高韧性氰酸酯胶粘剂。本专利技术中氰酸酯胶粘剂的制备方法简单，能够降低固化温度，同时，能够实现大批量生产；本专利技术将含硅氧链节的二胺作为固化剂制备高韧性氰酸酯胶粘剂，硅氧键是一种具有较长键长和较高键能的共价键，对所连烃基基团起到屏蔽作用，可以提高抗氧化稳定性；同时，这种连接键具有较大的旋转灵活性，因而将硅氧键引入氰酸酯单体中，可以有效地降低单体中连接单元的刚性，从而达到改善氰酸酯韧性的目的，以满足航空、航天等领域对耐高温结构胶粘剂的需求。进一步的，所述步骤3中，对所述第二混合物进行真空脱气5～10分钟。进一步的，所述制备方法还包括步骤4，所述步骤4为将得到的高韧性氰酸酯胶粘剂与基材进行固化处理，所述固化处理是将所述高韧性氰酸酯胶粘剂在130～240℃下固化1～4小时。进一步的，所述高韧性氰酸酯胶粘剂在150～200℃下固化。本专利技术氰酸酯胶粘剂能够实现胶粘剂的充分固化，提高高温下的粘结性能。进一步的，所述高韧性氰酸酯胶粘剂用于金属的粘结。进一步的，所述氰酸酯为双官能或多官能氰酸酯、低聚物氰酸酯、氰酸酯预聚物或改性氰酸酯中的一种或几种的混合物。本专利技术中氰酸酯可以为液体氰酸酯或者氰酸酯的有机溶剂溶液，氰酸酯溶液的浓度控制在70％以上；本专利技术选择至少双官能的氰酸酯为了形成交联体系，因为官能度少了就不能形成交联体系，无法固化。进一步的，所述含硅氧链节的二胺的通式为式Ⅴ中，R11、R12为氢、直链的取代或未取代的烷基、支链的取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、直链的取代或未取代的烯基、支链的取代或未取代的烯基、取代或未取代的环烯基、直链的取代或未取代的炔基、支链的取代或未取代的炔基、取代或未取代的环炔基、取代或未取代的芳基中的一种；R11′、R12′为氢、直链的取代或未取代的烷基、支链的取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、直链的取代或未取代的烯基、支链的取代或未取代的烯基、取代或未取代的环烯基、直链的取代或未取代的炔基、支链的取代或未取代的炔基、取代或未取代的环炔基、取代或未取代的芳基中的一种；R13、R14为氢、直链的取代或未取代的烷基、支链的取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、直链的取代或未取代的烯基、支链的取代或未取代的烯基、取代或未取代的环烯基、直链的取代或未取代的炔基、支链的取代或未取代的炔基、取代或未取代的环炔基、取代或未取代的芳基中的一种；R15、R16为氢或直链的取代或未取代的烷基、支链的取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、直链的取代或未取代的烯基、支链的取代或未取代的烯基、取代或未取代的环烯基、直链的取代或未取代的炔基、支链的取代或未取代的炔基、取代或未取代的环炔基、取代或未取代的芳基中的一种，m为整数，0≤m≤100；当m>0时，优选R11和R11′相同，优选R12和R12′相同。进一步的，所述固体填料为ⅢA、ⅣA主族、B族以及镧系金属的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硅化物中的一种或几种的混合物；所述固体颜料为无机颜料。本专利技术固体填料能够对氰酸酯胶粘剂起来增强、增韧和提高耐温性的作用。进一步的，所述短切纤维为碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、石英纤维、玻璃纤维、氮化硅纤维、氮化铝或氮化硼。进一步的，所述短切纤维的长度为1～5毫米。本专利技术选择1～5毫米长度的短切纤维，能够起到增韧的作用，若短切纤维太短，无法起到增韧的效果，若短切纤维太长，则无法将氰酸酯胶粘剂的各种原料混合均匀。进一步的，所述含硅氧链节的二胺为10～20份。本专利技术选用含硅氧链节二胺为10～20份，能够有效控制氰酸酯的固化速度。进一步的，所述含硅氧链节的二胺为单体，单独地或者作为彼此的混合物或者作为其他的单官能含硅氧链节的胺基化合物加以使用。本专利技术有益效果如下：(1)本专利技术提供的一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，高韧性氰酸酯胶粘剂的原料采用含硅氧链节的二胺，本专利技术基于含硅氧链节的二胺为固化剂的氰酸酯胶黏剂，硅氧键是一种具有较长键长和较高键能的共价键，对所连烃基基团起到屏蔽作用，可以提高抗氧化稳定性；同时，这种连接键具有较大的旋转灵活性，因而将硅氧键引入氰酸酯单体中，可以有效地降低单体中连接单元的刚性，从而达到改善氰酸酯韧性的目的，有效满足航空、航天等领域对耐高温结构胶粘剂的需求；(2)本专利技术高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法简单易行，能够降低固化温度，同时，满足氰酸酯胶黏剂的大批量生产；(3)本专利技术对高韧性氰酸酯胶粘剂的固化，能够实现胶粘剂的充分固化，提高高温下的粘结性能。具体实施方式本专利技术采用氰酸酯与硅氮烷低聚物或聚合物、固体填料、短切纤维及固体颜料的定量混合，即可制得耐高温胶粘剂；本专利技术所采用的氰酸酯为双官能或多官能的氰酸酯、氰酸酯低聚物或氰酸酯预聚物中的一种或几种的混合物。本专利技术基于含硅氧链节的二胺为固化剂制备氰酸酯胶粘剂，因为硅氧键是一种具有较长键长和较高键能的共价键，能够对所连烃基基团起到屏蔽作用，可以提高抗氧化稳定性；同时，这种连接键具有较大的旋转灵活性，因而将硅氧键引入氰酸酯单体中，可以有效地降低单体中连接单元的刚性，从而达到改善氰酸酯韧性的目的，以满足航空、航天等领域对耐高温结构胶粘剂的需求。本专利技术氰酸酯胶粘剂的制备方法为：在100份双官能团、低聚物或多官能团的氰酸酯或其预聚物或其改性物中加入一定量的辅助填料混合均匀后，再加入相应的含硅氧链节的二胺固化剂，调匀后脱气5～10分钟，即可作为耐高温结构胶粘剂使用。本专利技术氰酸酯胶粘剂的固化方法为：该胶粘剂在130～240℃，优选150～200℃，固化时间1～4小时。其中，本专利技术中所涉及到的相应性能测试的方法和标准均按照以下标准GB/T2568-1995《树脂浇注体拉伸性能测试方法》GJB444-1988《胶粘剂高温拉伸剪切强度实验方法(金属对金属)》GB/T7124-2008《胶粘剂拉伸剪切测试方法(金属对金属)》GB/T14992-2005《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》本专利技术中的氰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：步骤1、在100份氰酸酯中加入0～300份固体填料、0～30份固体颜料及0～10份短切纤维，混合均匀，得到第一混合物；步骤2、向第一混合物中加入5～30份含硅氧链节的二胺，混合均匀，得到第二混合物；步骤3、对第二混合物脱气，得到高韧性氰酸酯胶粘剂。

【技术特征摘要】
1.一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：步骤1、在100份氰酸酯中加入0～300份固体填料、0～30份固体颜料及0～10份短切纤维，混合均匀，得到第一混合物；步骤2、向第一混合物中加入5～30份含硅氧链节的二胺，混合均匀，得到第二混合物；步骤3、对第二混合物脱气，得到高韧性氰酸酯胶粘剂。2.根据权利要求1所述的一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，对所述第二混合物进行真空脱气5～10分钟。3.根据权利要求1所述的一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括步骤4，所述步骤4为将得到的高韧性氰酸酯胶粘剂与基材进行固化处理，所述固化处理是将所述高韧性氰酸酯胶粘剂在130～240℃下固化1～4小时。4.根据权利要求3所述的一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述高韧性氰酸酯胶粘剂在150～200℃下固化。5.根据权利要求4所述的一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述高韧性氰酸酯胶粘剂用于金属的粘结。6.根据权利要求1所述的一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述氰酸酯为双官能或多官能氰酸酯、低聚物氰酸酯、氰酸酯预聚物或改性氰酸酯中的一种或几种的混合物。7.根据权利要求1所述的一种高韧性氰酸酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述含硅氧链节的二胺的通式为式Ⅴ中，R11、R12为氢、直链的取代或未取代的烷基、支链的取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、直链的取代或未取代的烯基、支链的取代或未取代的烯基、取代或未取代的环烯基、直链的取代或未取代的炔基、支链的取代或...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永明，徐彩虹，李永明，张宗波，彭丹，牟秋红，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11