改性氰酸酯类耐高温胶粘剂的研究

以双马来酰亚胺(BMI)、双酚A型氰酸酯(BADCy)和苯并噁嗪(BOZ)树脂为基体树脂,纳米二氧化硅(nano-SiO2)为填料,制备耐高温胶粘剂。采用非等温差示扫描量热(DSC)法、Kissinger法和Ozawa法研究了nano-SiO2/BOZ/BMI/BADCy共聚物的固化动力学过程。结果表明:当m(BOZ)∶m(BMI)∶m(BADCy)=1∶1∶2、w(nano-SiO2)=3%时,相应BOZ/BMI/BADCy胶粘剂的表观活化能(47.82 kJ/mol)低于无nano-SiO2体系(59.17 kJ/mol),并具有良好的耐高温性能;在250℃时用该胶粘剂胶接硅钢片,胶接件经250℃老化1 000 h后,其剪切强度仍保持稳定。     

汽车用耐高温结构胶的研制

以双组分环氧树脂(EP)为基体树脂、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)改性双马来酰亚胺(BMI)为固化剂,采用共混法制备出一种汽车同步器用耐高温结构胶。采用差示扫描量热(DSC)法、热重分析(TGA)法和动态力学分析(DMA)法考察了不同固化工艺和不同配方对结构胶的粘接性能、耐热性能及耐冻融循环性能等影响。结果表明:当m(双组分EP)∶m(预聚体或固化剂)=1.0∶1.0以及采用阶梯升温固化工艺"150℃/1 h→180℃/2 h→200℃/1 h"时,该结构胶具有良好的粘接性能(用于碳纤维与金属间粘接时)和工艺性能,其室温剪切强度为33.9 MPa、180℃剪切强度为23.7 MPa;该结构胶可在低于180℃环境中长期使用,并完全满足汽车同步器的使用要求。     

高温固化环氧树脂胶粘剂的研究

以酚醛环氧树脂(F-51)、不同种类的固化剂和填料等为主要原料,配制不同的EP(环氧树脂)双组分复合材料修补用胶粘剂。采用单因素试验法优选出制备EP胶粘剂的较佳工艺条件。结果表明:当m(F-51)∶m(固化剂PA651)=100∶55、m(气相白炭黑)∶m(高岭土)=15∶80时,制成的EP双组分胶粘剂可在较高温度(室温/1 d→170℃/1 h)条件下固化,其剪切强度为13.8 MPa、压缩强度为85.1 MPa和压缩模量为5.7 GPa,并且其凝胶时间较长、流动性控制性较好、耐介质浸泡性和操作方便性俱佳,完全满足复合材料修补用胶粘剂的使用要求。     

单组分导热性耐焊型环氧树脂胶粘剂的研制

以双酚A型EP(环氧树脂)为基体树脂、线性PF(酚醛树脂)为固化剂、2E4MZ(2-乙基-4-甲基咪唑)为固化促进剂、AGE(烯丙基缩水甘油醚)为活性稀释剂、BN(氮化硼)和Al_2O_3(三氧化二铝)为导热填料,制备单组分耐焊型EP胶粘剂。着重探讨了固化体系、组成等对该胶粘剂的凝胶时间、导热系数、粘接强度、T_g(玻璃化转变温度)和耐焊性等影响,并采用单因素试验法优选出制备该胶粘剂的最佳工艺条件。研究结果表明:当m(EP):m(PF)=10:3、w(固化促进剂)=0.5%、w(BN)=20%、w(Al_2O_3)=20%(均相对于EP和PF总质量而言)和固化条件为"120℃/1 h→170℃/2 h"时,相应胶粘剂的常温粘接强度(49.04 MPa)和耐焊性相对最好,其耐热性和导热性[为0.802W/(m·K)]相对较好。     

高导热低介电性单组分EP灌封胶的研制

以双酚A型环氧树脂(EP)为基体树脂、线性酚醛树脂(PF)和双氰胺为固化剂、烯丙基缩水甘油醚(AGE)为活性稀释剂、2-乙基-4-甲基咪唑为固化促进剂、氮化硼(BN)和三氧化二铝(A12O3)为导热填料,制备单组分EP灌封胶。采用单因素试验法优选出制备灌封胶的最佳工艺条件,并对灌封胶的导热系数、介电常数、剪切强度和玻璃化转变温度(Tg)等进行了表征。结果表明:制备高导热低介电性单组分EP灌封胶的最佳工艺条件是m(EP)∶m(PF)∶m(活性稀释剂)∶m(BN)=10∶3∶2∶6、w(固化促进剂)=w(流平剂)=0.5%(相对于EP质量而言)和固化条件为"120℃/0.5 h→170℃/1 h",此时其剪切强度为42.37 MPa、介电常数为4.6和导热系数为1.214 W/(m.K)。     

室温固化耐温200℃环氧树脂胶粘剂的研制

以高活性EP(环氧树脂)[即AFG-90(缩水甘油胺型EP)]为基体树脂、耐热的多官能度BTDA(3,3′,4,4′-二苯甲酮四酸二酐)为固化剂和ME-1为叔胺类促进剂,制备了一种室温固化型耐高温EP胶粘剂。采用差示扫描量热(DSC)法、凝胶试验和热失重分析(TGA)法研究了该胶粘剂的固化反应特性和热性能,并探讨了a∶e[即n(酸酐基团)∶n(环氧基团)]比值、促进剂含量等对该胶粘剂性能的影响。研究结果表明:该胶粘剂具有良好的耐高温性能,并且可室温固化,其25℃时的凝胶时间为80 min,失重5%时的温度为311℃;当a∶e=0.80∶1、w(ME-1)=1.0%(相对于EP质量而言)时,该胶粘剂的综合性能相对最好,其室温、200℃时的拉伸剪切强度(钢-钢)分别为21.86、18.55 MPa。     

DER331/DDS/UBMI体系的固化行为研究

以EP(环氧树脂)为基体、UBMI[PU(聚氨酯)修饰的BMI(双马来酰亚胺)]为耐热改性剂、DDS(4,4′-二氨基二苯砜)为固化剂,制备了EP/DDS/UBMI胶粘剂,并着重考察了EP/DDS/UBMI体系的固化行为。研究结果表明:EP/DDS/UBMI体系的固化反应包含了UBMI/DDS的迈克加成反应、DDS中氨基与EP中环氧基的反应、生成的仲氨基继续与环氧基的反应、UBMI的均聚反应等,采用Kissinger法和Ozawa法可计算得该体系的表观活化能(Ea)和频率因子(A),并且确定了该体系的固化条件是"160℃处理2 h→200℃处理4 h→270℃处理4 h";EP经UBMI改性后,树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)略有降低,而热稳定性基本未受影响。     

短切玻璃纤维增强环氧树脂胶粘剂的耐温性能研究

以短切玻璃纤维作为环氧树脂(EP)的增强剂,并以PA650/T31(聚酰胺650/改性胺类曼尼希型固化剂)作为复合固化剂,制备了综合性能良好的胶粘剂。研究结果表明:复合固化剂可有效改善胶粘剂的性能,当m(EP)∶m(PA650)∶m(T31)=10∶4∶2、常温固化时间为18 h时,胶粘剂的拉伸剪切强度相对最大(15.64 MPa);加入1.2%玻璃纤维的胶粘剂在230℃时的拉伸剪切强度提高了32.06%;玻璃纤维增强EP使得胶粘剂的热分解温度提升至300℃,同时热失重率从63.55%下降至56.09%。     

端氨基聚脲增韧固化环氧树脂胶粘剂的研究

为了提高环氧树脂(EP)胶粘剂的韧性,利用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与氨基聚醚进行反应,然后进一步与二乙烯三胺反应合成了二乙烯三胺封端的端氨基聚脲;并以此作为EP的固化剂和增韧剂,制备了高断裂伸长率的EP胶粘剂。实验结果表明,当m(EP)∶m(端氨基聚脲)∶m(三乙烯四胺)=58.8∶39.2∶2.0时,制得的EP胶粘剂的室温拉伸强度为16.2 MPa,断裂伸长率为56%;50℃时的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为35%;该EP胶粘剂在50℃×16 h或25℃×50 h条件下可以完全固化。     

新型快速固化环氧树脂胶粘剂的制备及性能

以己二酸、多胺(如二乙烯三胺、三乙烯四胺或多乙烯多胺等)为原料,采用熔融缩聚法合成了3种低黏度、低毒性且可室温固化的环氧树脂(EP)胶粘剂用聚酰胺固化剂(PA1、PA2或PA3)。探讨了固化剂含量对EP胶粘剂的固化速率和粘接性能等影响,并采用单因素试验法优选出EP/固化剂的最佳配比。结果表明:EP胶粘剂的固化速率和剥离强度依次为EP/PA1胶粘剂>EP/PA2胶粘剂>EP/PA3胶粘剂;当m(PA1):m(EP)=0.6:1.0、w(促进剂)=1.0%(相对于EP质量而言)、固化温度为80℃和固化时间为60min时,相应胶粘剂的适用期较长,并且加热后能快速固化,而且用该胶粘剂制备的包封膜经处理后,其综合性能良好,可满足柔性印刷电路板(FPC)的生产要求。