西北工业大学耐高温胶黏剂课件

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1、耐高温有机胶粘剂耐高温有机胶粘剂 报告人报告人:齐暑华齐暑华 教授博导教授博导1西北工业大学耐高温胶黏剂课件一、耐高温胶粘剂研究的背景及意义一、耐高温胶粘剂研究的背景及意义二、耐高温胶粘剂的定义二、耐高温胶粘剂的定义三、耐高温有机胶粘剂的分类三、耐高温有机胶粘剂的分类四、耐高温有机胶粘剂国内外研究情况四、耐高温有机胶粘剂国内外研究情况五、耐高温有机胶粘剂今后的发展趋势五、耐高温有机胶粘剂今后的发展趋势报告内容报告内容2西北工业大学耐高温胶黏剂课件随着近代科学技术的进展，运载火箭、洲际导弹、随着近代科学技术的进展，运载火箭、洲际导弹、航天飞机等空间运载工具以及飞机、汽车、船舶等交通工航天飞机等空

2、间运载工具以及飞机、汽车、船舶等交通工具都向着重量轻，可靠性好，寿命长和能耗低的方向发展。具都向着重量轻，可靠性好，寿命长和能耗低的方向发展。这些新的设计思想对胶粘剂的性能，特别是对其耐高温性这些新的设计思想对胶粘剂的性能，特别是对其耐高温性能提出了更高的要求。有些要求是十分苛刻的。例如：现能提出了更高的要求。有些要求是十分苛刻的。例如：现代超音速飞机代超音速飞机(马赫数马赫数M=3.0M=3.03.5)3.5)所用的胶粘剂不但应具所用的胶粘剂不但应具有良好的综合性能，而且还必须具有足够的耐热性。在高有良好的综合性能，而且还必须具有足够的耐热性。在高速飞行中，蜂窝结构件的外表局部温度可达速飞行

3、中，蜂窝结构件的外表局部温度可达260 260 316 316，而蜂窝结构的内部温度也可达，而蜂窝结构的内部温度也可达200 200 260 260。铝。铝合金的最高使用温度是合金的最高使用温度是180 180，所以在此高温条件下，必，所以在此高温条件下，必须须选用钛合金或碳纤维复合材料来制造蜂窝结构选用钛合金或碳纤维复合材料来制造蜂窝结构件。这种件。这种结构的设计要求胶粘剂除具有耐高温性能之外，还必须对结构的设计要求胶粘剂除具有耐高温性能之外，还必须对钛合金、碳纤维制品等材料有钛合金、碳纤维制品等材料有良好的粘合性能良好的粘合性能。一、耐高温胶粘剂研究的背景及意义一、耐高温胶粘剂研究的背景及

4、意义3西北工业大学耐高温胶黏剂课件 从宇航技术的发展趋势来看，对耐热性的要求也越来从宇航技术的发展趋势来看，对耐热性的要求也越来越高。例如：从发射到重返大气层的几个阶段将经受外层越高。例如：从发射到重返大气层的几个阶段将经受外层空间各种环境的考验，如高低温空间各种环境的考验，如高低温(超高温、超低温及高低超高温、超低温及高低温交变温交变)高真空、高辐射等作用。其中尤以温度条件为苛高真空、高辐射等作用。其中尤以温度条件为苛刻。刻。发射阶段弹头顶部温度可达发射阶段弹头顶部温度可达450 450 550 550，重返重返大气层时弹头顶部外表面温度高达大气层时弹头顶部外表面温度高达2600 2600。

5、这样高的温这样高的温度及气流冲刷任何金属材料及高分子材料都难以承受。所度及气流冲刷任何金属材料及高分子材料都难以承受。所以必须在航天飞机外表面装上陶瓷防热瓦或耐烧蚀隔热层以必须在航天飞机外表面装上陶瓷防热瓦或耐烧蚀隔热层才能确保安全，陶瓷、耐烧蚀层与金属的连接必须用耐热才能确保安全，陶瓷、耐烧蚀层与金属的连接必须用耐热胶粘剂。而胶粘剂。而耐热胶粘剂的主体就是新型耐热高分子材料耐热胶粘剂的主体就是新型耐热高分子材料。4西北工业大学耐高温胶黏剂课件 在寻求新型耐热高分子材料方面，近四十年来国内外作了大量的在寻求新型耐热高分子材料方面，近四十年来国内外作了大量的工作工作,其中最引人注目的是杂环高分子

6、材料。杂环高分子材料品种繁其中最引人注目的是杂环高分子材料。杂环高分子材料品种繁多，但是综合性能良好并已在胶粘剂方面得到多，但是综合性能良好并已在胶粘剂方面得到实际应用的却只有聚苯实际应用的却只有聚苯并咪唑、聚酰亚胺、聚喹恶啉等并咪唑、聚酰亚胺、聚喹恶啉等少数几种。目前杂环高分子材料的研少数几种。目前杂环高分子材料的研究工作已臻于完善，人们已将注意力集中于杂环高分子材料的推广应究工作已臻于完善，人们已将注意力集中于杂环高分子材料的推广应用及其化学改性等方面，以期降低成本、改善工艺性能及综合性能。用及其化学改性等方面，以期降低成本、改善工艺性能及综合性能。近年来，有机胶粘剂有了越来越广泛的应用，

7、近年来，有机胶粘剂有了越来越广泛的应用，胶接技术亦已发展成熟，胶接技术亦已发展成熟，成为胶接、焊接、机械连接当代三大连接技术之一。成为胶接、焊接、机械连接当代三大连接技术之一。为了提高电信号为了提高电信号的传播速度，电子零件的密集安装使印刷电路控制板发热量增大，因的传播速度，电子零件的密集安装使印刷电路控制板发热量增大，因而也要求使用耐高温胶粘剂。此外，耐高温胶粘剂也是制备某些航天而也要求使用耐高温胶粘剂。此外，耐高温胶粘剂也是制备某些航天器的零部件，汽车、坦克、装甲车的密封圈及耐磨件必要的原材料之器的零部件，汽车、坦克、装甲车的密封圈及耐磨件必要的原材料之一。一。5西北工业大学耐高温胶黏剂课

8、件二、耐高温胶粘剂的定义二、耐高温胶粘剂的定义 一种一种有应用价值的耐高温胶粘剂有应用价值的耐高温胶粘剂，除具有，除具有优异的耐热及耐热老化性能优异的耐热及耐热老化性能之之外，还必须具有外，还必须具有良好的力学性能及耐水、耐湿热老化、耐化学介质、耐霉菌、良好的力学性能及耐水、耐湿热老化、耐化学介质、耐霉菌、耐大气老化、耐疲劳、抗蠕变、耐冷热冲击或高低温交变等性能，耐大气老化、耐疲劳、抗蠕变、耐冷热冲击或高低温交变等性能，并具有切并具有切实可行的工艺性能。单纯耐热性好而其他综合性能不佳，对于胶粘剂则使用实可行的工艺性能。单纯耐热性好而其他综合性能不佳，对于胶粘剂则使用价值不大。价值不大。评价胶粘

9、剂耐高温性能的主要依据是粘合性能与温度和时间的关评价胶粘剂耐高温性能的主要依据是粘合性能与温度和时间的关系。系。关于耐高温胶粘剂的定义，国内外至今尚无统一看法。一般认为凡属下关于耐高温胶粘剂的定义，国内外至今尚无统一看法。一般认为凡属下列情况者可视之为耐高温胶粘剂列情况者可视之为耐高温胶粘剂:(1)在在121175下长期使用下长期使用(累计累计15年年)，或者在，或者在204232下累计使用下累计使用 20000 40000小时。小时。(2)在在260371下累计使用下累计使用2001000小时。小时。(3)在在371427下累计使用下累计使用24200小时。小时。(4)在在538816下使用

10、下使用210分钟。分钟。此外，也曾有报道把可在此外，也曾有报道把可在204下累计使用超过下累计使用超过1000小时的胶粘剂统称小时的胶粘剂统称为耐高温胶粘剂。为耐高温胶粘剂。6西北工业大学耐高温胶黏剂课件三、耐高温有机胶粘剂的分类三、耐高温有机胶粘剂的分类 耐高温有机胶粘剂的主要品种有耐高温有机胶粘剂的主要品种有:1.环氧树脂环氧树脂;2.酚醛树脂酚醛树脂;3.聚氨酯聚氨酯;4.聚酰亚胺聚酰亚胺;5.有机硅有机硅;6.氰酸酯等氰酸酯等。7西北工业大学耐高温胶黏剂课件四、耐高温有机胶粘剂国内外研究情况四、耐高温有机胶粘剂国内外研究情况环氧树脂类胶粘剂环氧树脂类胶粘剂环氧树脂是一种含有二个或二个以

11、上环氧基的热固性环氧树脂是一种含有二个或二个以上环氧基的热固性树脂。树脂。环氧树脂是一种很好的胶粘剂，可用来粘接环氧树脂是一种很好的胶粘剂，可用来粘接金属金属、陶陶瓷、玻璃、木材、混凝土及大部分塑料瓷、玻璃、木材、混凝土及大部分塑料，已广泛应用于飞机、卫星、火箭、船舶、汽车、电子已广泛应用于飞机、卫星、火箭、船舶、汽车、电子仪器、轻工、建筑等行业。仪器、轻工、建筑等行业。8西北工业大学耐高温胶黏剂课件国内环氧树脂类胶粘剂国内环氧树脂类胶粘剂 1 目前国内研制出一种目前国内研制出一种双马来酰亚胺改性的环氧树脂胶粘剂双马来酰亚胺改性的环氧树脂胶粘剂，这种胶粘剂可耐这种胶粘剂可耐250 高温，在高温

12、，在-55 200 的剪切强度的剪切强度为为20 MPa，250 的剪切强度为的剪切强度为10 MPa，可以满足航空发，可以满足航空发动机的制造和修理要求；动机的制造和修理要求；2 开发出一种开发出一种室温室温24 h 固化的具有较高强度的耐高温胶粘剂固化的具有较高强度的耐高温胶粘剂。该胶粘剂在该胶粘剂在125 剪切强度达到剪切强度达到14.0 MPa，250 下也有下也有2.5 MPa；室温剥离强度为；室温剥离强度为4.0 kN/m；经；经200 老化老化2000 h 后剪切强度几乎不衰减，短期使用温度达到后剪切强度几乎不衰减，短期使用温度达到250；9西北工业大学耐高温胶黏剂课件国内环氧树

13、脂类胶粘剂国内环氧树脂类胶粘剂 3 研制的研制的F系列环氧树脂固化剂，系列环氧树脂固化剂，可使通用环氧树脂耐可使通用环氧树脂耐300 500 的高温，瞬时可达的高温，瞬时可达1000 以上，且几乎无烟、无以上，且几乎无烟、无气味、耐蚀性能提高一个数量级；气味、耐蚀性能提高一个数量级；4 用用有机硅树脂改性环氧树脂有机硅树脂改性环氧树脂，制得了一种可在，制得了一种可在400 下长下长期使用，期使用，460 短时间使用的环氧胶粘剂。这种胶粘剂在短时间使用的环氧胶粘剂。这种胶粘剂在300 时剪切强度为时剪切强度为8.8 MPa（钢（钢-钢），满足了钻机刹车钢），满足了钻机刹车片在高温下具有高强度的要

14、求。片在高温下具有高强度的要求。10西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外环氧树脂类胶粘剂国外环氧树脂类胶粘剂1 1 俄罗斯在俄罗斯在20世纪世纪6080年代开发了很多耐高温环氧结构胶粘剂年代开发了很多耐高温环氧结构胶粘剂。如。如室温固室温固化，化，最高使用温度为最高使用温度为300，用于钢、钛、铝、镁合金、石棉及玻璃钢胶接的，用于钢、钛、铝、镁合金、石棉及玻璃钢胶接的K-600-31胶粘剂胶粘剂；2 室温固化，室温固化，200 长期使用，长期使用，400 短时间使用，用于金属和非金属材料胶短时间使用，用于金属和非金属材料胶接的接的K-400胶粘剂胶粘剂；3 室温固化，最高使用温度为室温固化，最高使

15、用温度为400，用于钢、钛、铜、黄铜及其它金属材料，用于钢、钛、铜、黄铜及其它金属材料胶接的胶接的胶粘剂胶粘剂；4 200 固化固化3 h，最高使用温度为，最高使用温度为300，用于设备制造时切割部位胶接的，用于设备制造时切割部位胶接的TKM-75胶粘剂胶粘剂；5 200 固化固化3 h，最高使用温度为，最高使用温度为350，用于设备制造的，用于设备制造的TKC-75胶粘剂等。胶粘剂等。11西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外环氧树脂类胶粘剂国外环氧树脂类胶粘剂 日本专利中也报道了几种耐高温环氧胶粘剂。日本专利中也报道了几种耐高温环氧胶粘剂。6 研制了一种研制了一种覆铜板用的覆铜板用的耐高温胶粘剂

16、，它的耐高温胶粘剂，它的30秒焊接耐秒焊接耐热温度为热温度为350，粘接强度为，粘接强度为68.65 MPa;7 用用烯丙基改性环氧树脂烯丙基改性环氧树脂,研制出一种热变形温度为研制出一种热变形温度为290、玻璃化温度为、玻璃化温度为320，可用于电子封装的涂层，可用于电子封装的涂层;8 用用双马来酰亚胺与环氧树脂双马来酰亚胺与环氧树脂共混，制得初始弯曲强度共混，制得初始弯曲强度116 MPa的胶粘剂。这种胶粘剂在的胶粘剂。这种胶粘剂在266 放置放置7天后弯曲强天后弯曲强度为度为133 MPa，Tg 300，可用作半导体封装材料。，可用作半导体封装材料。12西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外环

17、氧树脂类胶粘剂国外环氧树脂类胶粘剂俄罗斯在俄罗斯在20世纪世纪6080年代开发了很多耐高温环氧结年代开发了很多耐高温环氧结构胶粘剂构胶粘剂。1 如如室温固化，室温固化，最高使用温度为最高使用温度为300，用于钢、钛、铝、，用于钢、钛、铝、镁合金、石棉及玻璃钢胶接的镁合金、石棉及玻璃钢胶接的K-600-31胶粘剂胶粘剂；2 室温固化室温固化，200 长期使用，长期使用，400 短时间使用，用于金短时间使用，用于金属和非金属材料胶接的属和非金属材料胶接的K-400胶粘剂胶粘剂；3 室温固化室温固化，最高使用温度为，最高使用温度为400，用于钢、钛、铜、，用于钢、钛、铜、黄铜及其它金属材料胶接的黄铜

18、及其它金属材料胶接的胶粘剂胶粘剂；4 200 固化固化3 h，最高使用温度为，最高使用温度为300，用于设备制造，用于设备制造时切割部位胶接的时切割部位胶接的TKM-75胶粘剂胶粘剂；5 200 固化固化3 h，最高使用温度为最高使用温度为350，用于设备制造，用于设备制造的的TKC-75胶粘剂等。胶粘剂等。13西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外环氧树脂类胶粘剂国外环氧树脂类胶粘剂 日本专利中也报道了几种耐高温环氧胶粘剂。日本专利中也报道了几种耐高温环氧胶粘剂。6 研制了一种研制了一种覆铜板用覆铜板用的耐高温胶粘剂，它的的耐高温胶粘剂，它的30秒焊接耐秒焊接耐热温度为热温度为350，粘接强度为，

19、粘接强度为68.65 MPa；7 用用烯丙基改性环氧树脂烯丙基改性环氧树脂,研制出一种热变形温度为研制出一种热变形温度为290、玻璃化温度为玻璃化温度为320，可用于电子封装的涂层；，可用于电子封装的涂层；8 用用双马来酰亚胺与环氧树脂共混双马来酰亚胺与环氧树脂共混，制得初始弯曲强度，制得初始弯曲强度116 MPa的胶粘剂。这种胶粘剂在的胶粘剂。这种胶粘剂在266 放置放置7天后弯曲强度为天后弯曲强度为133 MPa，Tg 300，可用作半导体封装材料。，可用作半导体封装材料。14西北工业大学耐高温胶黏剂课件酚醛树脂类胶粘剂酚醛树脂类胶粘剂 一般由一般由酚类化合物酚类化合物与与醛类化合物醛类化

20、合物缩聚而成的树脂称为酚醛树脂，缩聚而成的树脂称为酚醛树脂，其中以苯酚与甲醛缩聚而得到的酚醛树脂最为重要。其中以苯酚与甲醛缩聚而得到的酚醛树脂最为重要。酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂，迄今已有一百多年的酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂，迄今已有一百多年的历史。由于其历史。由于其原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单原料易得，价格低廉，生产工艺和设备简单，而且产品，而且产品具有具有优异的力学性能、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成优异的力学性能、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及低的发烟率型加工性、阻燃性及低的发烟率，已成为工业部门不可缺少的材料，

21、已成为工业部门不可缺少的材料，具有非常广泛的用途。具有非常广泛的用途。但纯的酚醛树脂但纯的酚醛树脂脆性大脆性大，剥离强度低，硬度高，韧性差剥离强度低，硬度高，韧性差，并且在，并且在高温高温下易分解，下易分解，因而其在一些领域内的应用受到了限制。随着航空、航天、因而其在一些领域内的应用受到了限制。随着航空、航天、兵器、汽车、电子等高科技领域的不断发展，改性酚醛树脂胶粘剂受兵器、汽车、电子等高科技领域的不断发展，改性酚醛树脂胶粘剂受到了人们的广泛关注。到了人们的广泛关注。15西北工业大学耐高温胶黏剂课件国内酚醛树脂类胶粘剂国内酚醛树脂类胶粘剂 1 西工大齐暑华等人新研制了一种西工大齐暑华等人新研制

22、了一种聚砜改性酚醛树脂聚砜改性酚醛树脂，用，用于型号工程发动机和机体，拉伸强度大于于型号工程发动机和机体，拉伸强度大于560MPa、冲击、冲击强度大于强度大于250MPa、马丁耐热大于、马丁耐热大于310、介电强度大于、介电强度大于16kV/mm；2 国内目前还有一种用于航天器整流罩粘接的单组分改性酚国内目前还有一种用于航天器整流罩粘接的单组分改性酚醛醛丁腈丁腈结构胶粘剂。这种胶粘剂在结构胶粘剂。这种胶粘剂在130固化，可以耐固化，可以耐300 的高温；的高温；3 研制的研制的FB 树脂属于树脂属于硼改性硼改性的热固性酚醛树脂，用该树脂的热固性酚醛树脂，用该树脂制得的胶粘剂具有制得的胶粘剂具有

23、耐高温、耐阻燃耐高温、耐阻燃和很高的粘接性能，在和很高的粘接性能，在800 老化老化1小时仍有小时仍有2 MPa的强度；的强度；16西北工业大学耐高温胶黏剂课件国内酚醛树脂类胶粘剂国内酚醛树脂类胶粘剂 4 用用钼改性酚醛树脂钼改性酚醛树脂，制备出热分解温度为，制备出热分解温度为522 的胶粘剂；的胶粘剂；5 也合成出了在也合成出了在700 仍有仍有75%固体残余物固体残余物硼酚醛热固性树脂硼酚醛热固性树脂；6 研制出一种研制出一种四马来酰亚胺改性的酚醛四马来酰亚胺改性的酚醛-丁腈胶粘剂丁腈胶粘剂，其中含，其中含40份四马份四马来酰亚胺的胶粘剂在来酰亚胺的胶粘剂在300 和和350 的剪切强度分

24、别为的剪切强度分别为8.2 MPa和和5.7 Mpa，处于国内外领先水平；，处于国内外领先水平；7 有机硅改性的酚醛环氧树脂胶粘剂有机硅改性的酚醛环氧树脂胶粘剂，这种胶粘剂可以在，这种胶粘剂可以在300 下长期下长期使用。使用。17西北工业大学耐高温胶黏剂课件 国外酚醛树脂类胶粘剂国外酚醛树脂类胶粘剂 俄罗斯开发出几类具有极高耐热性的改性酚醛结构胶粘剂。俄罗斯开发出几类具有极高耐热性的改性酚醛结构胶粘剂。1 1 如如200 200 固化固化3 h3 h，1000 1000 短时间使用，用于短时间使用，用于石墨和保温材料胶接的石墨和保温材料胶接的BK-8BK-8胶粘剂；胶粘剂；2 180 2 1

25、80 固化固化3 h3 h，500 500 下用于下用于板板-芯结构胶接的芯结构胶接的BK-18BK-18胶粘剂胶粘剂；3 200 3 200 固化固化3 h3 h，600 600 下使用下使用500 h500 h，900 900 短时间使用，用于短时间使用，用于金属金属材料胶接的材料胶接的BK-18MBK-18M胶粘剂；胶粘剂；4 100 4 100 固化固化4 h4 h，1000 1000 短时间使用，用于短时间使用，用于金属和非金属材料胶接的金属和非金属材料胶接的胶粘剂。胶粘剂。18西北工业大学耐高温胶黏剂课件 国外酚醛树脂类胶粘剂国外酚醛树脂类胶粘剂 6 6 印度开发出一种印度开发出一

26、种加成固化热塑性酚醛树脂胶粘剂加成固化热塑性酚醛树脂胶粘剂，这种胶，这种胶粘剂在粘剂在250 250 的短梁剪切强度和室温相比有所提高。的短梁剪切强度和室温相比有所提高。7 7 而用而用聚苯乙烯聚苯乙烯改性后，胶粘剂的粘接性能也得到明显提改性后，胶粘剂的粘接性能也得到明显提高。高。19西北工业大学耐高温胶黏剂课件聚氨酯类胶粘剂聚氨酯类胶粘剂 聚氨酯胶粘剂具有聚氨酯胶粘剂具有耐低温性、透明性和高粘接性耐低温性、透明性和高粘接性，但通用型聚氨酯胶粘，但通用型聚氨酯胶粘剂的剂的耐水性和耐高温性能耐水性和耐高温性能较差，限制了其在很多场合的应用。较差，限制了其在很多场合的应用。国国内聚氨酯类胶粘剂内聚

27、氨酯类胶粘剂 1 1 以以芳香聚酯多醇芳香聚酯多醇为原料，研制出既满足高温蒸煮要求（为原料，研制出既满足高温蒸煮要求（121121，40 min40 min），），又具有良好的粘接强度和工艺性的双组份聚氨酯胶粘剂；又具有良好的粘接强度和工艺性的双组份聚氨酯胶粘剂；2 2 新型的新型的含杂萘联苯结构的聚氨酯胶粘剂含杂萘联苯结构的聚氨酯胶粘剂。这类胶粘剂具有较高的玻璃化温度。这类胶粘剂具有较高的玻璃化温度（170 170 200 200），在氮气气氛中），在氮气气氛中250 250 无失重，因而可以在较高温度下无失重，因而可以在较高温度下使用。使用。20西北工业大学耐高温胶黏剂课件国国外聚氨酯类胶

28、粘剂外聚氨酯类胶粘剂1 1 俄罗斯科学家用俄罗斯科学家用卡硼烷对聚氨酯进行改性卡硼烷对聚氨酯进行改性，获得了意想不到的效果。他们制，获得了意想不到的效果。他们制得了最高使用温度为得了最高使用温度为500 500 800 800，用于钢、钛合金、黄铜、玻璃钢胶接，用于钢、钛合金、黄铜、玻璃钢胶接的的BK-20BK-20胶粘剂胶粘剂；2 2 最高使用温度最高使用温度800 800 1000 1000，用于钢、钛合金、黄铜、玻璃钢胶接的，用于钢、钛合金、黄铜、玻璃钢胶接的BK-BK-20M20M胶粘剂。胶粘剂。21西北工业大学耐高温胶黏剂课件聚酰亚胺类胶粘剂聚酰亚胺类胶粘剂 聚酰亚胺是指大分子聚酰亚

29、胺是指大分子主链链中含有酰亚胺基的高聚物主链链中含有酰亚胺基的高聚物，具有突出的，具有突出的热热稳定稳定 性和耐热老化性能，优异的性和耐热老化性能，优异的高温力学性能、电性能、耐化学介质性能及耐辐射高温力学性能、电性能、耐化学介质性能及耐辐射 性能。性能。2 2 聚酰亚胺胶粘剂可分为热固性和热塑性两大类。近年来热固性树脂因其聚酰亚胺胶粘剂可分为热固性和热塑性两大类。近年来热固性树脂因其 优异的耐热性受到重视并得到发展。优异的耐热性受到重视并得到发展。热固性热固性聚酰亚胺按热固化机理又可分为聚酰亚胺按热固化机理又可分为缩缩 聚型和加成型聚型和加成型。缩聚型聚酰亚胺胶粘剂最早是由。缩聚型聚酰亚胺胶

30、粘剂最早是由芳香族四羧酸二酐与芳香族二芳香族四羧酸二酐与芳香族二 胺缩聚而成，胺缩聚而成，这类胶粘剂具有优异的热氧稳定性、力学和电气性能，首先被应这类胶粘剂具有优异的热氧稳定性、力学和电气性能，首先被应 用于航空领域；用于航空领域；3 3 加成型聚酰亚胺胶粘剂是以不饱和基团封端的小分子量聚酰亚胺齐聚物加成型聚酰亚胺胶粘剂是以不饱和基团封端的小分子量聚酰亚胺齐聚物，通，通过端基间的反应而形成高度交联网状聚合物，其优点是熔融流动性好，固化时过端基间的反应而形成高度交联网状聚合物，其优点是熔融流动性好，固化时无挥发物以及加工性能好。但两者固化产物无挥发物以及加工性能好。但两者固化产物韧性均较差韧性均

31、较差，可以在主链中引入柔，可以在主链中引入柔性基团对其进行增韧。性基团对其进行增韧。22西北工业大学耐高温胶黏剂课件国内聚酰亚胺类胶粘剂国内聚酰亚胺类胶粘剂 4 以以二苯甲烷双马来酰亚胺和二烯丙基双酚二苯甲烷双马来酰亚胺和二烯丙基双酚A为原料为原料，制备出一种耐高温聚酰，制备出一种耐高温聚酰 亚胺胶粘剂。该胶粘剂在亚胺胶粘剂。该胶粘剂在200 250 具有比室温更优异的粘接性能，在具有比室温更优异的粘接性能，在300 仍有仍有3.3 MPa的剪切强度；的剪切强度；5 双马来酰亚胺改性的聚酰亚胺胶粘剂双马来酰亚胺改性的聚酰亚胺胶粘剂，其固化温度低于，其固化温度低于300，可按传统工艺，可按传统工

32、艺固化，具有良好的耐热性，在固化，具有良好的耐热性，在400 有有2 MPa以上的剪切强度，可用于铝合金或以上的剪切强度，可用于铝合金或复合材料的粘接，或作为复合材料基体树脂用于航空航天工业；复合材料的粘接，或作为复合材料基体树脂用于航空航天工业；6 用用苯胺二苯醚和双马来酰亚胺为原料苯胺二苯醚和双马来酰亚胺为原料，制得了一种新型耐高温聚酰亚胺胶粘剂，制得了一种新型耐高温聚酰亚胺胶粘剂，它具有良好的耐热性且剪切强度高，玻璃化温度它具有良好的耐热性且剪切强度高，玻璃化温度270，表面分解温度为，表面分解温度为390，温度指数大于，温度指数大于220；7 氰酸酯改性双马来酰亚胺耐高温胶氰酸酯改性双

33、马来酰亚胺耐高温胶剂，它的热失重开始温度为剂，它的热失重开始温度为355.85，可，可以在以在230 下长期使用。下长期使用。23西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外聚酰亚胺类胶粘剂国外聚酰亚胺类胶粘剂1 典型的典型的热塑性聚酰亚胺胶粘剂热塑性聚酰亚胺胶粘剂是美国是美国NASA-Langley研究中心研究中心1980年开发年开发 的的LARC-TPI。这种胶粘的。这种胶粘的Tg约为约为250，热分解温度约为，热分解温度约为520。室温和。室温和 232 胶接胶接钛合金钛合金的剪切强度分别为的剪切强度分别为36.5 MPa和和13.1MPa；232 老化老化3000h 后，为后，为20.7 MPa；

34、2 为了为了改进聚酰亚胺的热塑性改进聚酰亚胺的热塑性，NASA-Langley研究中心又开发了研究中心又开发了聚酰亚胺砜聚酰亚胺砜胶粘剂。胶粘剂。它兼有它兼有聚砜的热塑性和聚酰亚胺的的耐热性聚砜的热塑性和聚酰亚胺的的耐热性，在，在260 325 下下 具有较高的粘接强度。对具有较高的粘接强度。对Ti被粘物，室温粘接强度高达被粘物，室温粘接强度高达21 MPa，且在，且在232 仍保持较高的强度（仍保持较高的强度（17.9 MPa）；）；。24西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外聚酰亚胺类胶粘剂国外聚酰亚胺类胶粘剂 3 为降低为降低LARC-TPI 成本，日本三井东压化学公司开发出成本，日本三井东压

35、化学公司开发出水为溶剂的水为溶剂的LARC-TPI；这种胶粘剂在这种胶粘剂在室温、室温、177 和和204 下下的搭接剪切强的搭接剪切强 度，度，5000 h 无明显变化，无明显变化，10000 h 稍降；稍降；在在240 经经 5000 h 和和10000 h 老化后的搭接剪切强度分别老化后的搭接剪切强度分别为为21.9 MPa和和21.0MPa，显然两体系在高温下都具有优异的强度。但显然两体系在高温下都具有优异的强度。但ARC-TPI的熔的熔融粘度高融粘度高，不能用于高强度的夹心不能用于高强度的夹心构件中。构件中。25西北工业大学耐高温胶黏剂课件 4 美国的美国的Ratta等等以以1,3-

36、二（二（4-氨基苯氧基）苯和氨基苯氧基）苯和3,3,4,4-联苯基四酸二联苯基四酸二 酐为原料，酐为原料，制备出一种新型的制备出一种新型的半结晶聚酰亚胺结构胶粘剂半结晶聚酰亚胺结构胶粘剂，有效地降，有效地降低了胶粘剂的熔融粘度。这种胶粘剂的低了胶粘剂的熔融粘度。这种胶粘剂的Tg为为210，Tm为为395；在室温，在室温，177 和和232 对这种胶粘剂进行对这种胶粘剂进行7天老化试验天老化试验，其性能异常，其性能异常稳定；稳定；热失重结果表明，在空气和热失重结果表明，在空气和N2中质量损失达到中质量损失达到5%的温度分别为的温度分别为572 和和564；在在430，空气气氛胶粘剂质量损失达到空

37、气气氛胶粘剂质量损失达到5%的时间为的时间为372 min，而，而N2 气氛胶粘剂在气氛胶粘剂在1000 min后的质量损失仅为后的质量损失仅为2.4%。26西北工业大学耐高温胶黏剂课件5 美国美国Amoco公司开发了公司开发了AI-10和和AI-11两种聚酰胺酰亚胺两种聚酰胺酰亚胺胶粘剂。胶粘剂胶粘剂。胶粘剂能耐能耐260，对铝合金、不锈钢、钛合金，对铝合金、不锈钢、钛合金均有很好的粘结性能，剪切强度在均有很好的粘结性能，剪切强度在15 MPa以上；以上；6 而美国而美国Westinghouse公司开发了结构不同的聚酰胺酰亚公司开发了结构不同的聚酰胺酰亚胺胶粘剂。这种胶粘剂也胺胶粘剂。这种胶

38、粘剂也以预聚物胶接以预聚物胶接，胶接后在压力，胶接后在压力0.35 MPa2.8 MPa，温度，温度350 430，加热，加热5 min 即即可固化。可固化。316 经经 500 h老化后，钢试件的剪切强度保持老化后，钢试件的剪切强度保持率为率为75%。27西北工业大学耐高温胶黏剂课件有机硅胶粘剂有机硅胶粘剂 有机硅胶粘剂可分为硅树脂胶粘剂和硅橡胶胶粘剂。有机硅胶粘剂可分为硅树脂胶粘剂和硅橡胶胶粘剂。有机硅树脂是有机硅树脂是以聚有机硅氧烷以聚有机硅氧烷及其改性体为主要原料的及其改性体为主要原料的 一类耐高温胶粘剂。其聚合物分子以一类耐高温胶粘剂。其聚合物分子以SiO键键为主链，为主链，有机基团

39、为侧链，因而兼具有机基团为侧链，因而兼具无机和有机材料无机和有机材料特点，可在特点，可在 很宽的温度内保持理化性能不变；主要用于胶接金属和很宽的温度内保持理化性能不变；主要用于胶接金属和 耐热的非金属材料耐热的非金属材料；而硅橡胶胶粘剂则主要用于胶接耐热橡胶、橡胶与金属而硅橡胶胶粘剂则主要用于胶接耐热橡胶、橡胶与金属 以及其它非金属材料。以及其它非金属材料。28西北工业大学耐高温胶黏剂课件国内有机硅胶粘剂国内有机硅胶粘剂 1 国内目前研制出一种耐高温有机硅国内目前研制出一种耐高温有机硅压敏胶粘剂压敏胶粘剂，这种胶粘剂的，这种胶粘剂的 一个配方在一个配方在260 加热加热3 h 后仍具有非常优异

40、的粘接性能，是一后仍具有非常优异的粘接性能，是一 种较好的耐高温压敏胶粘剂；种较好的耐高温压敏胶粘剂；2 将将硅橡胶、乙烯基三特丁基过氧化硅烷和金属氧化物硅橡胶、乙烯基三特丁基过氧化硅烷和金属氧化物混和配制混和配制 成胶粘剂，提高了胶粘剂的粘接强度和耐热性，解决了硅橡胶和成胶粘剂，提高了胶粘剂的粘接强度和耐热性，解决了硅橡胶和 金属粘接的技术难题。粘接件的室温扯离强度在金属粘接的技术难题。粘接件的室温扯离强度在2.5 MPa以上，以上，300 下的扯离强度为下的扯离强度为0.83MPa1.45 MPa，最高使用温度为，最高使用温度为 350；3 研制了一种可耐研制了一种可耐350 的的双组分有

41、机硅胶粘剂双组分有机硅胶粘剂。这种胶粘剂可以。这种胶粘剂可以 粘接金属、硅橡胶，粘接表面不需要底胶进行处理，且室温粘接粘接金属、硅橡胶，粘接表面不需要底胶进行处理，且室温粘接 强度超过强度超过2.0MPa。29西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外有机硅胶粘剂国外有机硅胶粘剂 1美国美国的的Gen Electric公司出品的硅橡胶密封胶公司出品的硅橡胶密封胶RTV-102在在 室温下室温下24 h 固化，使用温度固化，使用温度150；2 英国英国的的RTV-106和和RTV-108有机硅胶粘剂可在有机硅胶粘剂可在350 下下 长期工作，用于粘接电真空仪器外壳。长期工作，用于粘接电真空仪器外壳。30西

42、北工业大学耐高温胶黏剂课件国外有机硅胶粘剂国外有机硅胶粘剂 3 前苏联对有机硅耐热胶粘剂的研究前苏联对有机硅耐热胶粘剂的研究比美欧多比美欧多，主要应用在航空、，主要应用在航空、航天和导弹等耐高温结构件的胶接而且取得了非常好的应用效果。航天和导弹等耐高温结构件的胶接而且取得了非常好的应用效果。如如150 固化固化2 h，1200 短时间使用，用于钢、钛合金、热稳定短时间使用，用于钢、钛合金、热稳定 的非金属材料胶接的的非金属材料胶接的BK-15胶粘胶粘；4 24 固化固化1224 h，最高使用温度，最高使用温度350，用于绝热材料与钢和，用于绝热材料与钢和 钛合金的胶接的钛合金的胶接的BK-15

43、M胶粘剂；胶粘剂；5 20 固化固化72120 h，最高使用温度，最高使用温度500，用于绝热材料间，绝热，用于绝热材料间，绝热材料与金属胶接的材料与金属胶接的BK-22胶粘剂胶粘剂；6 20 固化固化72 h，最高使用温度最高使用温度400，用于玻璃纤维绝热材料和金属，用于玻璃纤维绝热材料和金属胶接的胶接的BKT-2。31西北工业大学耐高温胶黏剂课件氰酸酯胶粘剂氰酸酯胶粘剂 氰酸酯是指氰酸酯是指含两个或两个以上含两个或两个以上OCN基的二元或多元酚基的二元或多元酚 的衍生物。氰酸酯胶粘剂具有优异的介电性能，适于电子工业的衍生物。氰酸酯胶粘剂具有优异的介电性能，适于电子工业 线路板的粘接及封装

44、；线路板的粘接及封装；氰酸酯胶粘剂能氰酸酯胶粘剂能与金属表面的羟基等基团形成化学键与金属表面的羟基等基团形成化学键，因而对，因而对 金属具有金属具有极好的粘接性极好的粘接性；在固化过程中在固化过程中无无小分子产生，可在小分子产生，可在低压和较低温度下固化成型；低压和较低温度下固化成型；与环氧胶粘剂相比，氰酸酯胶粘剂在高的使用温度下与环氧胶粘剂相比，氰酸酯胶粘剂在高的使用温度下不出现湿气不出现湿气 或热的降解或热的降解，具有更高的耐热性，更好的介电性能，具有更高的耐热性，更好的介电性能，极小的吸湿极小的吸湿 性和良好的性和良好的尺寸稳定性尺寸稳定性，是一类综合性能优异的耐高温胶粘剂。，是一类综合

45、性能优异的耐高温胶粘剂。32西北工业大学耐高温胶黏剂课件氰酸酯胶粘剂氰酸酯胶粘剂 1 有研究表明，有研究表明，间苯二酚氰酸酯间苯二酚氰酸酯由于具有较高的交联密度由于具有较高的交联密度和柔性的醚键而显示出较高的拉伸强度（和柔性的醚键而显示出较高的拉伸强度（124 MPa）和模量（和模量（4.8 GPa）及不明显的玻璃化转变。在室温下，）及不明显的玻璃化转变。在室温下，这种胶粘剂对铝合金、不锈钢和钛合金等这种胶粘剂对铝合金、不锈钢和钛合金等3种金属的胶接种金属的胶接剪切强度达到剪切强度达到40 MPa。在。在204经经233 h 老化后，胶粘剂老化后，胶粘剂仍有较高的强度保持率，是一种耐高温胶粘剂

46、；仍有较高的强度保持率，是一种耐高温胶粘剂；在很多情况下，氰酸酯树脂并不单独作为胶粘剂使用，在很多情况下，氰酸酯树脂并不单独作为胶粘剂使用，而是在其中加入环氧树脂，其目的在于增加胶粘剂的而是在其中加入环氧树脂，其目的在于增加胶粘剂的 适用性和韧性，降低成型温度和成本。适用性和韧性，降低成型温度和成本。33西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外氰酸酯胶粘剂国外氰酸酯胶粘剂 1 Shimp 等在这方面做了很多工作，申请了等在这方面做了很多工作，申请了 多项专利。专利中的体系包括多项专利。专利中的体系包括氰酸酯树脂氰酸酯树脂/多多 元酚缩水甘油醚、氰酸酯树脂元酚缩水甘油醚、氰酸酯树脂/端环氧基热塑端环氧基

47、热塑 性树脂（聚砜、聚醚酰亚胺、聚芳醚等）性树脂（聚砜、聚醚酰亚胺、聚芳醚等）等；等；2 Boyd 等的专利中介绍了用于雷达天线制造等的专利中介绍了用于雷达天线制造 和修理，由和修理，由氰酸酯树脂、双马来酰亚胺、环氰酸酯树脂、双马来酰亚胺、环 氧树脂及有机锡类固化促进剂氧树脂及有机锡类固化促进剂组成的胶粘剂组成的胶粘剂。34西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外氰酸酯胶粘剂国外氰酸酯胶粘剂 3 Emori 等的专利中介绍了一种各向异性等的专利中介绍了一种各向异性 的的导电胶粘剂薄膜。导电胶粘剂薄膜。其组分包括氰酸酯、其组分包括氰酸酯、环氧树脂、有机金属催化剂、导电颗粒和环氧树脂、有机金属催化剂、导电

48、颗粒和用于成膜的热塑性树脂。用于成膜的热塑性树脂。35西北工业大学耐高温胶黏剂课件国外氰酸酯胶粘剂国外氰酸酯胶粘剂 4 Pokorny将将环氧树脂加入到氰酸酯中环氧树脂加入到氰酸酯中来提高其对聚酰亚来提高其对聚酰亚胺膜的粘接性能，并用聚醚多元醇对体系进行增韧。还可胺膜的粘接性能，并用聚醚多元醇对体系进行增韧。还可以用其它韧性有机物与氰酸酯共聚来提高氰酸酯胶粘剂的以用其它韧性有机物与氰酸酯共聚来提高氰酸酯胶粘剂的韧性；韧性；5 Ryang Hong-Son将将仲氨基封端的有机硅氧烷与氰酸酯仲氨基封端的有机硅氧烷与氰酸酯 预聚制得热固化树脂，预聚制得热固化树脂，这类改性树脂可以作为韧性树脂基这类改

49、性树脂可以作为韧性树脂基体、高强弹性体，尤其是作为耐高温结构胶粘剂使用。体、高强弹性体，尤其是作为耐高温结构胶粘剂使用。36西北工业大学耐高温胶黏剂课件聚苯并咪唑胶粘剂聚苯并咪唑胶粘剂 聚苯并咪唑是研究较早的耐高温胶粘剂，它可以在聚苯并咪唑是研究较早的耐高温胶粘剂，它可以在-253 260 下长期使用，下长期使用，539 短时间使用。由于分短时间使用。由于分 子结构中存在子结构中存在N-H键键，其，其热氧稳定性不热氧稳定性不 好好，这是这种胶，这是这种胶 粘剂的致命缺点。粘剂的致命缺点。同时由于原料价格同时由于原料价格昂贵昂贵，固化，固化工艺复杂工艺复杂，聚苯并咪唑至，聚苯并咪唑至 今未得到广

50、泛应用。有研究表明，今未得到广泛应用。有研究表明，分子链上含有芳香醚分子链上含有芳香醚 键的热塑性聚芳醚苯并咪唑可以作为复合材料基体树脂键的热塑性聚芳醚苯并咪唑可以作为复合材料基体树脂 和胶粘剂使用。和胶粘剂使用。37西北工业大学耐高温胶黏剂课件耐高温有机胶粘剂今后的发展趋势耐高温有机胶粘剂今后的发展趋势 近年来，耐高温有机胶粘剂应用地越来越广泛，对其性能的要求近年来，耐高温有机胶粘剂应用地越来越广泛，对其性能的要求 也愈加苛刻。尽管耐高温胶粘剂新产品、新用途不断被报道，但限于也愈加苛刻。尽管耐高温胶粘剂新产品、新用途不断被报道，但限于 胶粘剂本身的固有缺陷，其性能很难有根本上的突破，这在很大

51、程胶粘剂本身的固有缺陷，其性能很难有根本上的突破，这在很大程 度上限制了它们在更多领域内的应用。耐高有机温胶粘剂今后的发展度上限制了它们在更多领域内的应用。耐高有机温胶粘剂今后的发展 趋势将体现在以下几个方面：趋势将体现在以下几个方面：(1)开发开发新型的有机耐高温树脂新型的有机耐高温树脂，制备出耐高温、力学性能好、高，制备出耐高温、力学性能好、高 耐久性的胶粘剂；耐久性的胶粘剂；(2)对对现有的耐高温胶粘剂进行改性现有的耐高温胶粘剂进行改性，提高其综合性能，扩大其应，提高其综合性能，扩大其应 用范围；用范围；38西北工业大学耐高温胶黏剂课件耐高温有机胶粘剂今后的发展趋势耐高温有机胶粘剂今后的发展趋势 (3)研制和开发适用于耐高温胶粘剂的研制和开发适用于耐高温胶粘剂的新型固化添加剂；新型固化添加剂；(4)研究和开发兼具研究和开发兼具无机胶粘剂和有机胶粘剂无机胶粘剂和有机胶粘剂优点的复合优点的复合型胶粘剂；型胶粘剂；(5)利用利用纳米材料纳米材料等新型材料的特殊性能制备出高性能和等新型材料的特殊性能制备出高性能和新功能的复合胶粘剂，以满足航空、航天、兵器、电子、新功能的复合胶粘剂，以满足航空、航天、兵器、电子、汽车、能源等高新技术发展的需要。汽车、能源等高新技术发展的需要。39西北工业大学耐高温胶黏剂课件谢谢！谢谢！40西北工业大学耐高温胶黏剂课件