納米硅微粉改性聚氨酯膠黏劑應用

制得的膠黏劑具有強度高、耐濕熱等特點，主要用于軟質材料或其與金屬、塑料、玻璃等硬質材料，以及要求強度高、耐濕熱等場合的粘接。

A組分為黃色黏稠液體，B組分為白色或乳白色黏稠液體;黏度(25℃±2℃)A組分為≤O.3mPa·s，B組分為≤1mPa。s;固含量為≥95%;常溫拉伸剪切強度(23℃±2℃，相對濕度45%~55%)，鋼對鋼≥15MPa;拉伸剪切強度(80℃±2℃，相對濕度80%~90%)≥14MPa。

該膠黏劑在高溫高濕的條件下，拉伸剪切強度變化不大。試樣在溫度為80℃±2℃，相對濕度為80%~90%的條件下停放一個月測得的拉伸剪切強度，與試樣在溫度為23℃±2℃，相對濕度為45%~55%的條件下停放一個月測得的拉伸剪切強度比較，下降率<8%。

按重量配比將聚四氫呋喃二醇、四羥基聚醚多元醇加入反應釜，啟動攪拌器，打開電加熱開關升溫至100~110℃，抽真空，真空度為0.08~0.1MPa，釜內溫度控制在100~120℃，脫水2~3h，降溫，消除真空;50℃時加入甲苯二異氰酸酯反應3~4h，溫度為70~80℃;滴加預先熔化的二羥甲基丙烷，溫度為70~80℃，1.5~2h滴完，繼續(xù)反應1~2h。

通冷卻水降溫，當溫度降至45~50℃，加入水解穩(wěn)定劑攪拌0.5~1h時，出料制得A組分裝入密封良好的容器中。

將液體氨基樹脂加入反應釜，啟動攪拌器，升溫至50~60℃加鄰苯二甲酸二丁酯、阻燃劑、納米硅微粉，攪拌2~3h;通冷卻水降溫，當溫度降至40~50℃，用60目過濾網過濾，裝入密封良好的容器中。

A組分與B組分按質量比4:(3~4)混合得本發(fā)明產品。使用的納米硅微粉是平均粒徑為20~100nm的粉狀硅微粉。

原材料與配方

材料、配比、質量份、材料、配比、質量份。

端羥基聚丁二烯液體橡膠100，陽離子改性劑 5~20。

有機化納米蒙脫土 2~10 質子化劑 1~10

甲苯二異氰酸酯 6~22 催化劑 O.01~O.30

制備方法:先將陽離子交換容量為50meq的蒙脫土50份，分散到1200份去離子水中，攪拌，形成穩(wěn)定的懸浮體系A將10份十八烷基二甲基芐基氯化銨，溶于100份的去離子水中，加入5份鹽酸，攪拌乳化，形成分散均勻的乳液B;將懸浮體系A加熱到80℃，把乳液B加入懸浮體系A中，攪拌3h后，采用常規(guī)的方法收集有機化納米蒙脫土;將端羥基聚丁二烯液體橡膠100份、有機化納米蒙脫土4份、甲苯二異氰酸酯16份和二月桂酸二丁基錫O.15份，攪拌混合，在60℃，O.07MPa真空度下脫氣、反應2.5h，即獲得產品。

該膠黏劑的T型剝離強度為236.7N/m，與不含納米蒙脫土的相比，提高157.6%。

航空航天工業(yè)中應用端羥基聚丁二烯液體橡膠、端羧基丁腈液體橡膠等作為固體推進劑的黏合劑，就是利用各種端官能團液體橡膠作為高能燃料與氧化劑反應生成二氧化碳和水產生推力;同時可將金屬鋁粉、過氯酸銨等氧化劑、安定劑、燃速催化劑粘接起來，得到高、低溫下都具有一定強度的固體藥柱。

雖然其在固體火箭推進劑中所占的質量分數很小，但其作用是舉足輕重的。美國航天飛機助推器、蘇制SAM~7導彈、我國在各種戰(zhàn)略戰(zhàn)術導彈及火箭上均使用端基液體橡膠作為黏合劑。

硅微粉可分為:普通硅微粉、電工級硅微粉、電子級硅微粉、熔融硅微粉、超細硅微粉、"球形"硅微粉。

⒈普通硅微粉

主要用途用于環(huán)氧樹脂澆注料、灌封料、電焊條保護層、金屬鑄造、陶瓷、硅橡膠、涂料及其它化工行業(yè)。

⒉電工級硅微粉

主要用途用于普通電器件的絕緣澆注，高壓電器的絕緣澆注，APG工藝注射料，環(huán)氧灌封料，高檔陶瓷釉料等。

⒊電子級硅微粉

主要用途主要用于集成電路、電子元件的塑封料和包裝料。

⒋熔融硅微粉

熔融石英微粉(WG)所用原料是天然石英經經高溫熔煉，冷卻后的非晶態(tài)SiO2，經多道工藝加工而成的微粉。該產品純度高，具有熱膨脹系數小，內應力低，高耐濕性，低放射性等優(yōu)良特性。

主要用途用于大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路用塑封料，環(huán)氧澆注料，灌封料，及其它化工領域。

⒌超細硅微粉

主要用途主要用于涂料，油漆，工程塑料，粘合劑，奎橡膠，精密鑄造高級陶瓷。

⒍"球型"硅微粉

"球粒"硅微粉選用高品質石英原礦，經獨特工藝加工而成的一種高強度、高硬度、惰性的球型顆粒，其主要成分SiO2含量99.6%以上，密度為2.65，莫氏硬度為7，細度在325目至5000目之間，白度在70-94之間，具有合理可控的粒度范圍，外觀為白色粉末狀。

高品質"球粒"硅微粉，具有極低的吸油率、混合粘度和摩擦系數。其獨特的球粒結構，與其他棱角形石英粉(硅微粉)相比，粉體流動性好，粉體堆積形成的休止角小，因而在與有機高分子材料混合時分密實，增強機體的強度。易分散、混料均勻、可明顯增加材料的流動性。

主要用途用于涂料、環(huán)氧地坪、硅橡膠等，大幅度降低成本，顯著提高混合材料的加工工藝性能。

硅微粉可劃分為:油漆涂料用硅微粉、環(huán)氧地坪用硅微粉、橡膠用硅微粉、密封膠用硅微粉、.電子級和電工級塑封料用硅微粉、精密陶瓷用硅微粉

⒈油漆涂料用硅微粉

目數:600-2500目

SiO2:>99.5%

白度:70-94度之間

硬度:7(莫氏硬度)

吸油量、混合粘度低、分散性和流動性好，堆積形成的休止角小、耐摩擦。

⒉環(huán)氧地坪用硅微粉

目數:600-1250目

SiO2:>99%

白度:70-94度之間

硬度:7(莫氏硬度)

粘度低、流動性好、堆積性好、易壓實，與環(huán)氧樹脂類易結合。與傳統硅微粉比較可節(jié)約環(huán)氧樹脂用量。

⒊橡膠用硅微粉

目數:1250-5000目

SiO2:>99.5%

白度:>70-94度

硬度:7(莫氏硬度)

⑴.在耐磨橡膠制品中的應用

耐磨橡膠制品包括橡膠板、管、帶、輥，它要求混煉膠具有很好的滲透性和較強的粘結性，試驗結果證明，填充硅微粉的混煉膠充分體現了膠料稀、滲透性好、分散性好、粘結性強等獨特性能，有利于混煉膠在帆布上的擦涂和增強了膠片與帆布之間的粘著強度，制品的扯斷強度、永久變形等機械性能均有明顯改善，尤其增強了橡膠制品的耐磨性。

⑵.在硅橡膠制品中的應用

極低的含水量，很好的絕緣性;最大粒度小于5μm，具有一定的補強性能。

⒋密封膠用硅微粉

目數:1250目

SiO2:>99.5%

白度:>80-94度

硬度:7(莫氏硬度)

經處理后的硅微粉含水量小于0.1%，用于密封膠中可提高膠體的粘接強度、屈服值、剪切力稀釋指數。具有增稠、補強作用、抗撕裂、抗老化作用。

⒌電子級和電工級塑封料用硅微粉

目數:600-5000目

SiO2:>99.5%

白度:>90度

硬度:7(莫氏硬度)

準球形硅微粉用于環(huán)氧樹脂絕緣封裝材料中，可大幅度增加填充量，降低混合材料體系的粘度，改善加工工藝性能，提高混合料的滲透能力，降低固化物的膨脹系數和固化過程的收縮率，減小熱漲差。

⒍精密陶瓷用硅微粉

目數:5000目

SiO2:>99.7%

白度:>92度

硬度:7(莫氏硬度)

可以分為:結晶硅微粉熔融硅微粉方石英硅微粉活性硅微粉。

⒈結晶硅微粉

結晶硅微粉是利用高品位的天然石英，通過獨特的無鐵研磨工藝生產加工而成，其色白、質純。因其工藝成熟而具有穩(wěn)定的物理、化學特性及合理、可控的粒度分布。結晶硅微粉可分為高純度結晶硅微粉、電子級結晶硅微粉及一般填料級結晶硅微粉。結晶硅微粉使用范圍。

⒉熔融硅微粉

熔融硅微粉是選用優(yōu)質的天然石英，通過獨特處理工藝加工而形成的粉末，通過高溫處理，其分子結構排列由有序排列轉為無序排列。其色白，純度較高并具有以下特性:極低的線膨脹系數;良好的電磁輻射性;耐化學腐蝕等穩(wěn)定的化學特性;合理有序、可控的粒度分布。熔融硅微粉使用范圍十分廣泛。

⒊方石英硅微粉

方石英硅微粉是選用優(yōu)質天然石英，運用獨特工藝特殊處理加工而成的粉末。經過高溫煅燒后獲得的高純度硅石，通過快速冷卻，可以穩(wěn)定改變后的晶體結構，由于其穩(wěn)定的化學性質，合理有序、可控的粒度分布。而被廣泛的應用。

⒋活性硅微粉

活性硅微粉通過其獨特的工藝，采用硅烷等材料對硅微粉顆粒表面進行改性處理，增強了硅微粉的憎水性能，提高了混合料及填充系統的機械、電子和化學特性。對硅微粉顆粒表面處理主要是提高填充系統的性能。

①組分配方中的溶劑均為低毒或無毒溶劑，對環(huán)境和生產、使用者的健康無危害。

②將納火材料加入到膠液中增加了交聯點的密度，使微相分離完全，從而使聚氨酯膠黏劑的韌性、初黏性和剝離強度均以所提高。

③采用溶液法配膠，操作工藝簡單，產品質量穩(wěn)定，可以實現工業(yè)化生產。