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一种胶粘剂及其在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用

摘要

本发明涉及粘接技术领域,尤其涉及一种胶粘剂及其在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用。本发明的胶粘剂,包括独立分装的聚酰胺酸齐聚物和酚醛‑缩醛粘合剂,采用三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物作为酚醛‑缩醛树脂的化学强化材料,由于芳香族聚酰胺酸的引入不但可以提高胶粘剂的适用温度范围,而且三甲氧基硅烷可以和酚醛‑缩醛树脂中大量存在的酚羟基发生水解反应,形成共价键合的网络互穿结构,显著提高酚醛‑缩醛树脂内部的结合强度和界面处的粘接性能。

著录项

  • 公开/公告号CN111057500A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2020-04-24

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国科学院兰州化学物理研究所;

    申请/专利号CN201911366412.6

  • 发明设计人 陶立明;郭丽和;王廷梅;王齐华;

    申请日2019-12-26

  • 分类号

  • 代理机构北京高沃律师事务所;

  • 代理人张敏

  • 地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水中路18号

  • 入库时间 2023-12-17 07:51:36

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-06-26

    授权

    授权

  • 2020-05-19

    实质审查的生效 IPC(主分类):C09J161/06 申请日:20191226

    实质审查的生效

  • 2020-04-24

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及粘接技术领域,尤其涉及一种胶粘剂及其在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用。

背景技术

自润滑关节轴承是一种球面滑动轴承,由轴承内外圈和粘贴于外圈内球面上的复合纤维织物减摩材料共同构成,具有免维护、自润滑、高强度、高承载、耐腐蚀等系列优点,其中,复合纤维织物减摩材料主要是指PTFE复合纤维织物,在自润滑关节轴承中具有独特的技术优势和巨大的应用前景。

复合纤维织物减摩材料通过胶粘剂与关节轴承外圈内球面金属基体粘接结合在一起。由于纤维织物固有的纤维交错搭建起来的孔隙,部分胶粘剂渗透到织物粘接层内部纤维周围,粘接的同时起到部分承载作用。胶粘剂的粘接强度,决定了复合纤维织物减摩材料在关节轴承摆动摩擦过程中抵抗摩擦剪切的能力,因此对关节轴承的可靠性至关重要。

现有技术中已有多种提高胶粘剂粘接强度的方法。发明专利“多层非织造织物结构”(CN 101277776 B)、“一种热塑性树脂涂覆布膜材料及其织造方法”(CN 101538800 B)、“一种芳纶-有机硅复合材料的制备方法”(CN 102587144 A)、“一种水溶性封闭异氰酸酯交联剂的制备方法”(CN 102816294 B)、“一种提高热塑性聚氨酯弹性体与聚酯纤维织物剥离强度的方法”(CN 104441908 A)中分别采用多种手段,如热塑性树脂、改性聚氨酯、亲水基团改性异氰酸酯、改变常规制造流程等,可一定程度上提高非织造织物的粘接强度。虽然现有技术在一定程度上提高了胶粘剂的粘接强度,但是为了保证关节轴承的应用可靠性,进一步提高胶粘剂的粘接强度依然是主要的技术难题之一。

发明专利“一种提高橡胶与纤维织物粘接强度的方法”(CN 110256975 A),首先在第一次固化时在纤维织物表面包覆一层胶粘剂,即在纤维织物的表面植入了一定含量含有活性基团的胶粘剂,第二次固化则是通过胶粘剂的活性基团与橡胶进行结合,从而提高橡胶材料和芳纶织物的粘合性能,最高剥离强度可达5760N/m,尽管剥离强度有极其显著的提升,但是这种方法限于橡胶材料与芳纶织物间的粘接,橡胶材料与胶粘剂均为有机高分子材料,均含有丰富的化学作用基团,而金属基体表面是金属原子或金属氧化物,与有机胶粘剂的化学极性或化学作用是相对较低的,因此该方法并不适用于金属与减摩材料之间的高强度粘接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胶粘剂及其在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用,将本发明的胶粘剂用于关节轴承中内外套圈与复合纤维织物减摩材料的粘接,起到粘接和法向承载作用,胶粘剂的粘接强度较通用的酚醛-缩醛粘合剂提高5倍以上,平均粘接强度达到4.0KN/m以上,完全满足了关节轴承对高强度胶粘剂的应用需求。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

本发明提供了一种胶粘剂,包括独立分装的聚酰胺酸齐聚物和酚醛-缩醛粘合剂,所述聚酰胺酸齐聚物具有式1所示结构:

所述式1中n为0~5的任意数值。

优选的,

当所述式1中n为0时,所述聚酰胺酸齐聚物的制备方法包括以下步骤:

将双酚A型二醚二酐、N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺和无水溶剂混合,进行溶液缩合聚合反应,得到聚酰胺酸齐聚物;

当所述式1中n>0且≤5时,所述聚酰胺酸齐聚物的制备方法包括以下步骤:

将二氨基二苯醚、无水溶剂和双酚A型二醚二酐混合,进行逐步聚合反应,向所得反应体系中加入N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺进行封端反应,得到聚酰胺酸齐聚物。

优选的,当所述式1中n为0时,所述双酚A型二醚二酐和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的摩尔比为1:2;所述双酚A型二醚二酐和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的总质量与无水溶剂的质量比为1:(2~6);

当所述式1中n>0且≤5时,所述双酚A型二醚二酐、二氨基二苯醚和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的摩尔比为(n+1):n:2;所述双酚A型二醚二酐、二氨基二苯醚和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的总质量与无水溶剂的质量比为1:(2~6)。

优选的,所述无水溶剂为四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲苯或1,4-二氧六环。

优选的,当所述式1中n为0时,所述溶液缩合聚合反应的温度为室温,时间为8~24小时;

当所述式1中n>0且≤5时,所述逐步聚合反应的温度为室温,时间为0.5~1小时;所述封端反应的温度为室温,时间为8~24小时。

本发明提供了上述方案所述胶粘剂在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用。

优选的,所述复合纤维织物包括PTFE复合纤维织物。

优选的,所述应用的方式包括:

将所述聚酰胺酸齐聚物涂覆到复合纤维织物的待粘接面,干燥后形成复合纤维织物粘接层;

将酚醛-缩醛粘合剂涂覆于金属基体的待粘接面,形成金属基体粘接层;

使复合纤维织物粘接层与金属基体粘接层接触,施加接触压强并同时加热固化。

优选的,所述接触压强的正向载荷为0.1~0.3MPa;所述加热固化包括依次进行的80℃保温0.5~1小时、120℃保温0.5~1小时和150℃保温1~3小时。

优选的,所述干燥的温度为50~120℃,时间为0.5~2小时。

本发明提供了一种胶粘剂,包括独立分装的聚酰胺酸齐聚物和酚醛-缩醛粘合剂,所述聚酰胺酸齐聚物具有式1所示结构:

所述式1中n为0~5的任意数值。

本发明采用三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物作为酚醛-缩醛树脂的化学强化材料,由于芳香族聚酰胺酸的引入不但可以提高胶粘剂的适用温度范围,而且三甲氧基硅烷可以和酚醛-缩醛树脂中大量存在的酚羟基发生水解反应,形成共价键合的网络互穿结构,显著提高酚醛-缩醛树脂内部的结合强度和界面处的粘接性能。

本发明采用聚酰胺酸齐聚物作为通用酚醛-缩醛树脂的化学强化材料,其中含有的反应性三甲氧基硅氧烷片段同时可以与复合纤维织物材料粘接面的芳纶树脂中的亚氨基产生化学交联作用,因此也同时实现了对复合纤维织物材料的界面化学增强。经过涂覆处理,聚酰胺酸齐聚物进入到复合纤维织物材料的粘接面纤维束一定深度内,三甲氧基硅氧烷端基与酰胺键(来源于复合纤维织物)中的亚氨基活泼氢反应形成交联硅氧烷结构,将聚酰胺酸齐聚物以化学键合形式固定在纤维丝束周围,有利于提高复合纤维织物材料自身的承载能力和抗磨损性能。

实施例的结果表明,将本发明的胶粘剂用于粘接关节轴承(相当于金属基体)和复合纤维织物减摩材料(为PTFE纤维和芳纶纤维混纺而成的复合纤维织物),对关节轴承减摩材料表现出优异的粘接性能,相同粘接条件下,与纯酚醛-缩醛粘合剂相比,180°平均剥离强度提高了5倍以上,可稳定达到4.0KN/m以上,大大降低了关节轴承在摆动摩擦过程中,减摩材料由于摩擦、剪切等作用被从金属基体上剥离下来的风险,提高了关节轴承的可靠性。

此外,本发明的胶粘剂还具有:较高的承载力,室温抗压强度:≥200MPa,(GB/T1041-2008塑料压缩性能的测定);硬度高,邵氏硬度D:≥75,(GB/T 2411-2008塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度));良好的耐温性能,使用温度:-40℃~+180℃。

附图说明

图1为实施例1~5试样的平均剥离强度和最大剥离强度的柱状图;

图2为实施例1~5试样的典型剥离应力随时间变化曲线;

图3为对比例的平均剥离强度和最大剥离强度的柱状图;

图4为对比例的典型剥离应力随时间变化曲线。

具体实施方式

本发明提供了一种胶粘剂,包括独立分装的聚酰胺酸齐聚物和酚醛-缩醛粘合剂,所述聚酰胺酸齐聚物具有式1所示结构:

所述式1中n为0~5的任意数值,优选为0~4,在本发明的实施例中具体为0、1、2、4或5。

在本发明中,未经特殊说明,所用原料均为本领域熟知的市售商品。

本发明提供的胶粘剂包括独立分装的聚酰胺酸齐聚物。

当所述式1中n为0时,本发明所述聚酰胺酸齐聚物的制备方法优选包括以下步骤:

将双酚A型二醚二酐、N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺和无水溶剂混合,进行溶液缩合聚合反应,得到聚酰胺酸齐聚物。

在本发明中,所述双酚A型二醚二酐和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的摩尔比优选为1:2;所述双酚A型二醚二酐和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的总质量与无水溶剂的质量比优选为1:(2~6),更优选为1:(3~5)。在本发明中,所述无水溶剂优选为四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲苯或1,4-二氧六环。本发明将无水溶剂的用量控制在上述范围,有利于控制聚酰胺酸齐聚物的固含量在合适范围(固含量介于1/3~1/7之间)。

本发明将双酚A型二醚二酐、N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺和无水溶剂混合的过程优选为:将双酚A型二醚二酐溶于无水溶剂中,搅拌0.5~1小时后,加入N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺。

完成所述混合后,本发明将混合后的体系进行溶液缩合聚合反应。在本发明中,所述溶液缩合聚合反应的温度优选为室温;所述溶液缩合聚合反应的时间优选为8~24小时,更优选为10~20小时。本发明优选在搅拌条件下进行所述溶液缩合聚合反应。所述溶液缩合聚合反应过程中,双酚A型二醚二酐与N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺发生缩合聚合,得到聚酰胺酸齐聚物。本发明得到聚酰胺酸齐聚物后无需经过任何后处理可直接使用。

下面详细描述当式1中n>0且≤5时,所述聚酰胺酸齐聚物的制备方法。

当所述式1中n>0且≤5时,本发明所述聚酰胺酸齐聚物的制备方法优选包括以下步骤:

将二氨基二苯醚、无水溶剂和双酚A型二醚二酐混合,进行逐步聚合反应,向所得反应体系中加入N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺进行封端反应,得到聚酰胺酸齐聚物。

在本发明中,所述双酚A型二醚二酐、二氨基二苯醚和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的摩尔比优选为(n+1):n:2;所述双酚A型二醚二酐、二氨基二苯醚和N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺的总质量与无水溶剂的质量比优选为1:(2~6),更优选为1:(3~5)。在本发明中,所述无水溶剂优选为四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲苯或1,4-二氧六环。本发明将无水溶剂的用量控制在上述范围,有利于控制聚酰胺酸齐聚物的固含量在合适范围(固含量介于1/3~1/7之间)。

本发明将二氨基二苯醚、无水溶剂和双酚A型二醚二酐混合的过程优选为:在搅拌条件下将二氨基二苯醚溶于无水溶剂中,然后加入双酚A型二醚二酐。在本发明中,所述逐步聚合反应的温度优选为室温,时间优选为0.5~1小时。所述逐步聚合反应优选在搅拌条件下进行。本发明所述逐步聚合反应过程中,二氨基二苯醚的氨基与双酚A型二醚二酐的酸酐键反应。

完成逐步聚合反应后,本发明向所得反应体系中加入N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺进行封端反应,得到聚酰胺酸齐聚物。在本发明中,所述封端反应的温度优选为室温;时间优选为8~24小时,更优选为10~20小时。在本发明中,所述封端反应优选在搅拌条件下进行。本发明得到聚酰胺酸齐聚物后无需经过任何后处理可直接使用。

本发明提供的胶粘剂包括独立分装的酚醛-缩醛粘合剂。本发明对所述酚醛-缩醛粘合剂的具体种类和型号没有特殊要求,本领域熟知的酚醛-缩醛粘合剂均可。

本发明的胶粘剂包括独立分装的聚酰胺酸齐聚物和酚醛-缩醛粘合剂,通过采用三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物作为酚醛-缩醛树脂的化学强化材料,由于芳香族聚酰胺酸的引入不但可以提高胶粘剂的适用温度范围,而且三甲氧基硅烷可以和酚醛-缩醛树脂中大量存在的酚羟基发生水解反应,形成共价键合的网络互穿结构,显著提高酚醛-缩醛树脂内部的结合强度和界面处的粘接性能。

本发明提供了上述方案所述胶粘剂在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用。

本发明对所述复合纤维织物的具体种类没有特殊要求,本领域熟知的复合纤维织物均可。本发明的实施例具体采用PTFE复合纤维织物减摩材料(由PTFE纤维和芳纶纤维混纺而成的织物),由于PTFE纤维是化学惰性的,不容易粘接,采用PTFE复合纤维织物具有更好的代表性。本发明对所述金属基体的具体种类没有特殊要求,本领域熟知的金属基体均可,具体的可以为但不局限于不锈钢、轴承钢、铝合金、钛合金。

在本发明中,所述应用的方式优选包括:

将所述聚酰胺酸齐聚物涂覆到复合纤维织物的待粘接面,干燥后形成复合纤维织物粘接层;

将酚醛-缩醛粘合剂涂覆于金属基体的待粘接面,形成金属基体粘接层;

使复合纤维织物粘接层与金属基体粘接层接触,施加接触压强并同时加热固化。

本发明将所述聚酰胺酸齐聚物涂覆到复合纤维织物的待粘接面,干燥后形成复合纤维织物粘接层。本发明对所述涂覆的方式没有特殊要求,采用本领域熟知的涂覆方式即可。本发明对所述聚酰胺酸齐聚物的涂覆量没有特殊限定,本领域技术人员可根据复合纤维织物的种类进行选择。当所述复合纤维织物为轴承领域常用的复合纤维织物减摩材料时,由于该领域复合纤维织物减摩材料的密度和厚度基本确定,所述聚酰胺酸齐聚物的涂覆量优选根据复合纤维织物减摩材料的质量确定;所述聚酰胺酸齐聚物与复合纤维织物减摩材料的质量比优选为1:(10~20),更优选为1:(12~17)。在本发明中,所述干燥的温度优选为50~120℃,更优选为70~100℃;时间优选为0.5~2小时,更优选为1~2小时。本发明利用干燥去除聚酰胺酸齐聚物中的无水溶剂。

本发明将酚醛-缩醛粘合剂涂覆于金属基体的待粘接面,形成金属基体粘接层。本发明对所述酚醛-缩醛粘合剂涂覆的方式和涂覆量没有特殊的要求,本领域技术人员可根据实际情况选择。

形成复合纤维织物粘接层和金属基体粘接层后,本发明使复合纤维织物粘接层与金属基体粘接层接触,施加接触压强并同时加热固化。在本发明中,所述接触压强的正向载荷优选为0.1~0.3MPa;所述加热固化优选包括依次进行的80℃保温0.5~1小时、120℃保温0.5~1小时和150℃保温1~3小时。

本发明采用聚酰胺酸齐聚物作为通用酚醛-缩醛树脂的化学强化材料,其中含有的反应性三甲氧基硅氧烷片段同时可以与复合纤维织物材料粘接面的芳纶树脂中的亚氨基产生化学交联作用,因此也同时实现了对复合纤维织物材料的界面化学增强。经过涂覆处理,聚酰胺酸齐聚物进入到复合纤维织物材料的粘接面纤维束一定深度内,三甲氧基硅氧烷端基与酰胺键(来源于复合纤维织物中的芳纶纤维)中的亚氨基活泼氢反应形成交联硅氧烷结构,将聚酰胺酸齐聚物以化学键合形式固定在纤维丝束周围,有利于提高复合纤维织物材料自身的承载能力和抗磨损性能。

下面结合实施例对本发明提供的胶粘剂及其在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

以下实施例和对比例所用酚醛-缩醛粘合剂的型号均为铁锚204,购自上海新光化工有限公司;减磨材料为PTFE复合纤维织物减磨材料。

实施例1

a.三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物的制备(n=0)

室温下,转速100rpm的机械搅拌中,先将双酚A型二醚二酐5.205g(10mmol)加入到无水溶剂四氢呋喃(19.30g)中,搅拌0.5小时后,将N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺4.447g(20mmol)加入上述反应体系,然后在室温下搅拌8小时进行溶液缩合聚合反应,得到三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物溶液。

b.减摩材料涂覆胶粘剂

室温下,取所得聚酰胺酸齐聚物溶液10g,涂覆在100g减摩材料的粘接面上,然后在鼓风干燥箱中50℃烘干2小时除去溶剂。

c.粘接固化

将酚醛-缩醛粘合剂50g均匀涂覆在金属基体表面(关节轴承外圈内球面、180°剥离试验不锈钢样条表面)上,然后将经所述聚酰胺酸齐聚物溶液涂覆处理的减摩材料与涂覆酚醛-缩醛粘合剂的金属基体紧密接触,接触压强0.1MPa,按照80℃保温0.5小时、120℃保温0.5小时、150℃保温3小时的程序完成加热固化。

按照《GB/T 2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》,在万能拉力试验机上测定剥离强度,试样尺寸为宽度25mm,长度180mm,剥离速度100mm/min。图1中试样号1显示其平均剥离强度为4.72KN/m,最大剥离强度为7.49KN/m,典型剥离曲线见图2中试样1。参照《GB/T 1041-2008塑料压缩性能的测定》,在万能拉力试验机上测定试样的承载能力,试样为10mm×10mm×0.9mm粘贴在不锈钢基体上,加载速度为0.1mm/min,抗压强度为(288±10)MPa(高于288MPa时,试样被压延挤出),邵氏硬度(D)为78。

实施例2

a.三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物的制备(n=4)

室温下,转速200rpm的机械搅拌中,先将二氨基二苯醚0.800g(4mmol)溶解于无水溶剂丙酮(11.54g)中,然后将双酚A型二醚二酐2.602g(5mmol)加入,搅拌1小时进行逐步聚合反应后,将N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺0.445g(2mmol)加入上述反应体系,然后在室温下搅拌12小时进行封端反应,得到三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物溶液。

b.减摩材料涂覆胶粘剂

室温下,取所得聚酰胺酸齐聚物溶液5g,涂覆在60g减摩材料的粘接面上,然后在鼓风干燥箱中50℃烘干2小时除去溶剂。

c.粘接固化

将酚醛-缩醛粘合剂50g均匀涂覆在金属基体表面(关节轴承外圈内球面、180°剥离试验不锈钢样条表面)上,然后将经所述聚酰胺酸齐聚物溶液涂覆处理的减摩材料与涂覆酚醛-缩醛粘合剂的金属基体紧密接触,接触压强0.15MPa,按照80℃保温1小时,120℃保温0.5小时,150℃保温2小时的程序完成加热固化。

按照《GB/T 2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》,在万能拉力试验机上测定剥离强度,试样尺寸为宽度25mm,长度180mm,剥离速度100mm/min。图1中试样号2显示其平均剥离强度为6.41KN/m,最大剥离强度为8.66KN/m,典型剥离曲线见图2中试样2。参照《GB/T 1041-2008塑料压缩性能的测定》,在万能拉力试验机上测定试样的承载能力,试样为10mm×10mm×0.9mm粘贴在不锈钢基体上,加载速度为0.1mm/min,抗压强度为(275±9)MPa,邵氏硬度(D)为77。

实施例3

a.三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物的制备(n=5)

室温下,转速300rpm的机械搅拌中,先将二氨基二苯醚1.001g(5mmol)溶解于无水溶剂丁酮18.28g中,然后将双酚A型二醚二酐3.123g(6mmol)加入,搅拌0.5小时进行逐步聚合反应后,将N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺0.445g(2mmol)加入上述反应体系,然后在室温下搅拌16小时进行封端反应,得到三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物溶液。

b.减摩材料涂覆胶粘剂

室温下,取所得聚酰胺酸齐聚物溶液4g,涂覆在60g减摩材料的粘接面上,然后在鼓风干燥箱中80℃烘干2小时除去溶剂。

c.粘接固化

将酚醛-缩醛粘合剂60g均匀涂覆在金属基体表面(关节轴承外圈内球面、180°剥离试验不锈钢样条表面)上,然后将经所述聚酰胺酸齐聚物溶液涂覆处理的减摩材料与涂覆酚醛-缩醛粘合剂的金属基体紧密接触,接触压强0.2MPa,按照80℃保温0.5小时、120℃保温1小时、150℃保温2小时的程序完成固化。

《GB/T 2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》,在万能拉力试验机上测定剥离强度,试样尺寸为宽度25mm,长度180mm,剥离速度100mm/min。图1中试样号3显示其平均剥离强度为6.54KN/m,最大剥离强度为8.15KN/m,典型剥离曲线见图2中试样3。参照《GB/T 1041-2008塑料压缩性能的测定》,在万能拉力试验机上测定试样的承载能力,试样为10mm×10mm×0.9mm粘贴在不锈钢基体上,加载速度为0.1mm/min,抗压强度为(270±8)MPa,邵氏硬度(D)为77。

实施例4

a.三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物的制备(n=2)

室温下,转速300rpm的机械搅拌中,先将二氨基二苯醚0.400g(2mmol)溶解于无水溶剂甲苯12.03g中,然后将双酚A型二醚二酐1.561g(3mmol)加入,搅拌0.5小时进行逐步聚合反应后,将N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺0.445g(2mmol)加入上述反应体系,然后在室温下搅拌20小时进行封端反应,得到三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物溶液。

b.减摩材料涂覆胶粘剂

室温下,取所得聚酰胺酸齐聚物溶液4g,涂覆在72g减摩材料的粘接面上,然后在鼓风干燥箱中100℃烘干1小时除去溶剂。

c.粘接固化

将酚醛-缩醛粘合剂80g均匀涂覆在金属基体表面(如关节轴承外圈内球面、180°剥离试验不锈钢样条表面)上,然后将经所述聚酰胺酸齐聚物溶液涂覆处理的减摩材料与涂覆酚醛-缩醛粘合剂的金属基体紧密接触,接触压强0.3MPa,按照80℃保温1小时、120℃保温1小时、150℃保温1小时的程序完成加热固化。

按照《GB/T 2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》,在万能拉力试验机上测定剥离强度,试样尺寸为宽度25mm,长度180mm,剥离速度100mm/min。图1中试样号4显示其平均剥离强度为6.03KN/m,最大剥离强度为7.95KN/m,典型剥离曲线见图2中试样4。参照《GB/T 1041-2008塑料压缩性能的测定,在万能拉力试验机上测定试样的承载能力》,试样为10mm×10mm×0.9mm粘贴在不锈钢基体上,加载速度为0.1mm/min,抗压强度为(266±6)MPa,邵氏硬度(D)为76。

实施例5

a.三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物的制备(n=1)

室温下,转速400rpm的机械搅拌中,先将二氨基二苯醚0.200g(1mmol)溶解于无水溶剂1,4-二氧六环10.12g中,然后将双酚A型二醚二酐1.041g(2mmol)加入,搅拌0.5小时进行逐步聚合反应后,将N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)乙二胺0.445g(2mmol)加入上述反应体系,然后在室温下搅拌24小时进行封端反应,得到三甲氧基硅烷封端的聚酰胺酸齐聚物溶液。

b.减摩材料涂覆胶粘剂

室温下,取所得聚酰胺酸齐聚物溶液4g,涂覆在80g减摩材料的粘接面上,然后在鼓风干燥箱中120℃烘干0.5小时除去溶剂。

c.粘接固化

将酚醛-缩醛粘合剂120g均匀涂覆在金属基体表面(关节轴承外圈内球面、180°剥离试验不锈钢样条表面)上,然后将经所述聚酰胺酸齐聚物溶液涂覆处理的减摩材料与涂覆酚醛-缩醛粘合剂的金属基体紧密接触,接触压强0.3MPa,按照80℃保温0.5小时、120℃保温0.5小时、150℃保温3小时的程序完成加热固化。

按照《GB/T 2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》,在万能拉力试验机上测定剥离强度,试样尺寸为宽度25mm,长度180mm,剥离速度100mm/min。图1中试样号5显示其平均剥离强度为5.95KN/m,最大剥离强度为7.48KN/m,典型剥离曲线见图2中试样5。参照《GB/T 1041-2008塑料压缩性能的测定》,在万能拉力试验机上测定试样的承载能力,试样为10mm×10mm×0.9mm粘贴在不锈钢基体上,加载速度为0.1mm/min,抗压强度为(259±6)MPa,邵氏硬度(D)为75。

对比例

将酚醛-缩醛粘合剂60g均匀涂覆在金属基体表面(关节轴承外圈内球面、180°剥离试验不锈钢样条表面)上,然后将未经任何处理的减摩材料与涂覆酚醛-缩醛粘合剂的金属基体紧密接触,接触压强0.2MPa,按照80℃保温0.5小时、120℃保温1小时、150℃保温2小时的程序完成加热固化。

按照《GB/T 2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》,在万能拉力试验机上测定剥离强度,试样尺寸为宽度25mm,长度180mm,剥离速度100mm/min。图3显示其平均剥离强度为0.78KN/m,最大剥离强度为1.23KN/m,典型剥离曲线见图4。参照《GB/T 1041-2008塑料压缩性能的测》定,在万能拉力试验机上测定试样的承载能力,试样为10mm×10mm×0.9mm粘贴在不锈钢基体上,加载速度为0.1mm/min,抗压强度为(180±10)MPa,邵氏硬度(D)为75。

由以上实施例和对比例可知,本发明提供了一种胶粘剂及其在粘接复合纤维织物与金属基体中的应用,将本发明的胶粘剂用于关节轴承中内外套圈之间复合纤维织物减摩材料的粘接,可以起到粘接和法向承载作用,胶粘剂的粘接强度较通用的酚醛-缩醛粘合剂提高5倍以上,平均粘接强度达到4.0KN/m以上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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