有機硅樹脂是以si-o-si為主鏈,硅原子上連接有機基團的交聯型半無機高聚物,由多官能度的有機氯硅烷經水解縮聚而制成的,在加熱或有機催化劑的存在下可進一步轉變成三維結構的不溶不熔的熱固樹脂。有機硅樹脂具有優異的耐熱性及耐候性,兼具優良的電絕緣性、耐化學品性及阻燃性,還可以通過改性獲得其他性能。因此,有機硅樹脂在電機、電器、電子、建筑等工業部門有著廣泛的應用[1]。此外在鍵中si、o原子的電負性的差異大,因此鍵的極性大,對所連烴基基團起到屏蔽作用,提高了熱氧化穩定性,而且si原子上連接的烴基受熱氧化后,生成的是交聯度更加穩定的si-o-si鍵,可以防止主鍵的斷裂和降解。另外有機硅高聚物表面生成了富含-si-o-si-鏈穩定的保護層,減輕了對高聚物內部的影響。所有這些,都使得有機硅高聚物具有優異的耐熱性及耐候性,而在-si-o-分子鍵中引入b、ti、al、sn、pb等其他元素后,有機硅樹脂的耐熱性能、耐老化性能有了進一步的提高,因而在航空、航天等高新技術領域得到了更加廣泛的應用。
國內外均在有機硅樹脂方面研制出了一系列膠黏劑,如kh-505聚有機硅氧烷膠黏劑,在600℃剪切強度為3.9mpa;而用硼改性后的有機硅樹脂其耐溫性能會有所提高[3],俄羅斯bk-10膠黏劑在600℃剪切強度為2.5mpa;在700℃剪切強度為2.3mpa、bk-15膠黏劑在600℃剪切強度為3.0mpa;在700℃剪切強度為2.0mpa。雖然這類膠黏劑耐溫性能較好但也有著較脆,固化溫度太高不便使用等缺點,因此也限制了其應用范圍[4]。用聚甲·基硅氮烷mch-7與ko-08清漆配合加入顏填料制成的ko-834漆,室溫3h固化,可長期耐熱300℃[5]。用含硼的聚甲·基硅氮烷mфch-b與ko-08清漆配合加入顏填料制成的ko-811漆,12~35℃或150℃固化,可耐400℃。德國的mindlin[7]等人將30%的聚甲·基硅氧烷的甲苯溶液與水混合后,加入三氯硅烷和甲·基硅烷,在35~45℃下反應,最終產物在400℃可后,有機硅樹脂的耐熱性能、耐老化性能有了進一步的提高,因而在航空、航天等高新技術領域得到了更加廣泛的應用。
國內外均在有機硅樹脂方面研制出了一系列膠黏劑,如kh-505聚有機硅氧烷膠黏劑,在600℃剪切強度為3.9mpa;而用硼改性后的有機硅樹脂其耐溫性能會有所提高,俄羅斯bk-10膠黏劑在600℃剪切強度為2.5mpa;在700℃剪切強度為2.3mpa、bk-15膠黏劑在600℃剪切強度為3.0mpa;在700℃剪切強度為2.0mpa。雖然這類膠黏劑耐溫性能較好但也有著較脆,固化溫度太高不便使用等缺點,因此也限制了其應用范圍。用聚甲·基硅氮烷mch-7與ko-08清漆配合加入顏填料制成的ko-834漆,室溫3h固化,可長期耐熱300℃[5]。用含硼的聚甲·基硅氮烷mфch-b與ko-08清漆配合加入顏填料制成的ko-811漆,12~35℃或150℃固化,可耐400℃。德國的mindlin等人將30%的聚甲·基硅氧烷的甲苯溶液與水混合后,加入三氯硅烷和甲·基硅烷,在35~45℃下反應,最終產物在400℃可耐50h。國內開發的有機硅類膠黏劑使用溫度均偏低。如j-08,j-12等膠雖然短期使用溫度達到400℃,但需要200~300℃的溫度固化。中科院北化所的謝擇民[8]等人合成的主鏈中含有環三硅氨烷的線型聚硅氧烷,在350℃熱空氣下老化24h,伸長率仍然能保持。
本研究工作合成了苯梯樹脂及耐熱黏料樹脂,二者以適當的比例配合,再加入耐熱補強填料,促進劑等制備了一種膠黏劑,以苯梯樹脂為主體樹脂可具有足夠高的耐熱性,引入適量的耐熱黏料樹脂來提高膠黏劑對鈦合金和耐熱棉氈的黏附力,加入促進劑等使該膠黏劑的室溫固化得以實現。
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