用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂及制备方法与流程

本发明涉及高分子材料制备，尤其涉及用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂及制备方法。

背景技术：

1、树脂基复合材料因其轻质、高强度及功能可设计性，广泛应用于航天器上，因此，在满足粘接性能前提下，航天器对轻质化的追求，迫切需要使用树脂基复合材料；但是对于航天器不同部位，尤其是金属与树脂基复合材料共同使用的部位，两种材料热膨胀系数差异较大，由此产生的热应力会压碎或撕裂刚性胶粘剂，进而使航天器结构失效。

2、硅橡胶体系是200℃以上高温环境下要求低密度高强度需求的最佳选择，相比于单组分硅橡胶胶粘剂，双组分硅橡胶胶粘剂具有可封闭空间固化、深层固化的优点，但硅橡胶表面能低，且分子间力较小，与许多材料都无法自然形成有效粘接。硅橡胶与金属材料粘接时，通过对表面进行打磨和涂覆底涂料等特殊处理可实现有效粘接，但硅橡胶与酚醛树脂、环氧树脂等复合材料的有效粘接难以实现。

3、因此，需要提供一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂及制备方法，解决上述问题。

技术实现思路

1、基于以上所述，本发明的目的在于提供一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂及制备方法，实现金属和复合材料的有效粘接，在航天器中得到应用。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，包括a组分和b组分；

4、a组份包括以下质量份数的原料：硅橡胶基础胶100份、补强填料10-40份、轻质填料5-15份；

5、b组份包括以下质量份数的原料：交联剂2-10份、催化剂0.1-1份、助剂0.5-1.5份；

6、所述助剂通过氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂的环氧开环反应制备得到。

7、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述硅橡胶基础胶包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷。

8、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述补强填料包括气相二氧化硅。

9、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述轻质填料包括空心玻璃微珠。

10、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述交联剂包括正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、正硅酸四丙酯中的一种或多种。

11、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二辛基锡、异辛酸亚锡中的一种或多种。

12、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。

13、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述环氧基硅烷偶联剂包括3-(2,3-环氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种。

14、作为一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的优选方案，所述助剂的制备方法具体包括：将氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂按照1:(1-4)的摩尔比进行混合，升温至80℃-150℃，氨基硅烷偶联剂中的胺与环氧基硅烷偶联剂中的环氧基发生开环反应，搅拌反应1h-4h。

15、一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的制备方法，用于制备上述任一项所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，所述制备方法包括以下步骤：

16、将硅橡胶基础胶研磨，加入补强填料继续研磨，取出分散，加入轻质填料，搅拌均匀，真空脱泡后压出，作为a组分；

17、将交联剂、催化剂、助剂充分搅拌，作为b组分；

18、将a组分和b组分充分混合，得到用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂。

19、本发明的有益效果为：

20、本发明提供一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，具有较低的密度和耐高温性能，该胶粘剂还使用通过氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂的环氧开环反应制备得到的助剂，提高硅橡胶胶粘剂的粘接性，因此硅橡胶胶粘剂可深层固化，实现与酚醛树脂、环氧树脂等复合材料的有效粘接；同时在金属表面不经过特殊处理的前提下，实现与金属的有效粘接，大大简化工艺流程；通过弹性变形消解不同材料间的热变形差，在航天器金属和复合材料的粘接中得到应用。

1.一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，包括a组分和b组分；

2.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述硅橡胶基础胶包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述补强填料包括气相二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述轻质填料包括空心玻璃微珠。

5.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述交联剂包括正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、正硅酸四丙酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二辛基锡、异辛酸亚锡中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述环氧基硅烷偶联剂包括3-(2,3-环氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种。

9.根据权利要求1所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述助剂的制备方法具体包括：将氨基硅烷偶联剂和环氧基硅烷偶联剂按照1:(1-4)的摩尔比进行混合，升温至80℃-150℃，氨基硅烷偶联剂中的胺与环氧基硅烷偶联剂中的环氧基发生开环反应，搅拌反应1h-4h。

10.一种用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂的制备方法，用于制备权利要求1-9任一项所述的用于金属和树脂粘接的双组分硅橡胶胶粘剂，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：