本发明属于粘结剂制备
技术领域：
，具体涉及一种超低温短固化时间胶粘剂的制备方法。
背景技术：
：超低温胶粘剂是指工作在深冷环境(低于-160℃)下并具有足够粘接强度的胶粘剂，作为一种深冷环境中的连接材料，广泛应用于航空航天、人造卫星、超导磁体、绝热杜瓦、深冷液体的贮箱设备以及核能等领域。超低温胶粘剂由于工作环境苛刻，除了具有一般胶粘剂常温下的粘接强度、适用期、黏度等常规性能外，还必须在超低温环境中保持足够的粘接强度、韧性、耐腐蚀性、耐磨性以及抗疲劳性等，有些甚至要求良好的真空密封性。目前超低温胶粘剂按照基体材料，主要可分为：改性环氧胶粘剂、聚氨酯胶粘剂及其他类型胶粘剂。现有技术中制得的超低温胶粘剂，虽然力学性能优异，但是存在着固化时间较长，制备工艺较长的技术缺陷。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明提供一种超低温短固化时间胶粘剂的制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的。一种超低温短固化时间胶粘剂的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将石榴石微粉加入至65-70℃的改性液中，浸泡处理2-3小时后，离心得到沉淀，将沉淀烘干后，得到改性石榴石粉，其中改性液由以下重量份的组分制成：高锰酸钾15-20份、二水合钼酸钠1-4份、1-金刚烷基三甲基氢氧化铵0.1-0.3份、水解聚马来酸酐2-5份、水280-300份；（2）按重量份计，将15-20份改性石榴石粉加入至250-300份去离子水中，超声处理后，向其中加入40-50份偏钒酸铵、1-3份聚乙醇胺、0.6-0.8份甲基丙烯磺酸钠，混合搅拌均匀后，在150-160℃下保温反应10-12小时后，冷却至室温，离心得到固体凝胶，将固体凝胶采用去离子水冲洗至最后一次冲洗水的ph值为6.0-7.5后，停止冲洗，将固体凝胶干燥处理后，得到钒氧化物-石榴石前驱体，再将其煅烧处理后，得到三氧化二钒-石榴石；（3）按重量份计，将28-32份四氢呋喃聚醚环氧树脂、5-7份三氧化二钒-石榴石、1-3份线型聚二茂铁基硅烷、6-8份固化剂混合均匀后，抽真空除去气泡，在35-40℃下，固化处理10-12小时后，得到成品。具体地，上述步骤（1）中，石榴石粉的平均粒径大小为20-30μm。具体地，上述步骤（1）中，沉淀烘干处理时的温度为100-105℃，烘干处理的时间为2-3小时。具体地，上述步骤（2）中，超声处理时，超声波的频率为36-40khz，超声处理的时间为30-40min。具体地，上述步骤（2）中，煅烧处理时，升温速度为10℃/min，升温至450℃保温处理4小时，然后冷却至室温，煅烧完成。具体地，上述步骤（3）中，线型聚二茂铁基硅烷是以二茂铁基二甲基硅烷为单体，正丁基锂为引发剂，在溶剂四氢呋喃中聚合制成。具体地，上述步骤（3）中，固化剂为by3600芳香胺固化剂。由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：本发明提供的一种超低温短固化时间胶粘剂的制备方法，操作过程绿色环保，工艺短，生产效率高，制得的粘结剂，在低温环境中，依然具有优异的力学性能，并且耐高低温循环的性能优异，尤其是固化时间短，在25℃左右，10小时即可完全固化。其中，步骤（1）制得的改性石榴石粉，孔隙率高，空间结构稳定，层状结构的稳定优异，能有效的提升三氧化二钒与其的结合强度，避免了三氧化二钒在温度反复变化时，容易从并粘结剂中发生析出的现象；三氧化二钒的添加，可与固化剂协同作用，有效的缩短粘结剂的固化时间，同时，三氧化二钒还能与改性石榴石粉协同作用，提升粘结剂中高分子有机物立体网状结构的稳定性，进而有效的提升了粘结剂的耐低温性能以及耐高低温循环的性能；步骤（3）中，线型聚二茂铁基硅烷具有优异的稳定性，由于有机硅和过渡金属铁的存在，将其加入至粘结剂中后，可有效的高分子有机物交联结构的稳定性，提升粘结剂在低温环境中的力学性能。具体实施方式以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。实施例1一种超低温短固化时间胶粘剂的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将石榴石微粉加入至65℃的改性液中，浸泡处理2小时后，离心得到沉淀，将沉淀烘干后，得到改性石榴石粉，其中改性液由以下重量份的组分制成：高锰酸钾15份、二水合钼酸钠1份、1-金刚烷基三甲基氢氧化铵0.1份、水解聚马来酸酐2份、水280份；（2）按重量份计，将15份改性石榴石粉加入至250份去离子水中，超声处理后，向其中加入40份偏钒酸铵、1份聚乙醇胺、0.6份甲基丙烯磺酸钠，混合搅拌均匀后，在150℃下保温反应10小时后，冷却至室温，离心得到固体凝胶，将固体凝胶采用去离子水冲洗至最后一次冲洗水的ph值为6.0后，停止冲洗，将固体凝胶干燥处理后，得到钒氧化物-石榴石前驱体，再将其煅烧处理后，得到三氧化二钒-石榴石；（3）按重量份计，将28份四氢呋喃聚醚环氧树脂、5份三氧化二钒-石榴石、1份线型聚二茂铁基硅烷、6份固化剂混合均匀后，抽真空除去气泡，在35℃下，固化处理10小时后，得到成品。具体地，上述步骤（1）中，石榴石粉的平均粒径大小为20μm。具体地，上述步骤（1）中，沉淀烘干处理时的温度为100℃，烘干处理的时间为2小时。具体地，上述步骤（2）中，超声处理时，超声波的频率为36khz，超声处理的时间为30min。具体地，上述步骤（2）中，煅烧处理时，升温速度为10℃/min，升温至450℃保温处理4小时，然后冷却至室温，煅烧完成。具体地，上述步骤（3）中，线型聚二茂铁基硅烷是以二茂铁基二甲基硅烷为单体，正丁基锂为引发剂，在溶剂四氢呋喃中聚合制成。具体地，上述步骤（3）中，固化剂为by3600芳香胺固化剂。实施例2一种超低温短固化时间胶粘剂的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将石榴石微粉加入至68℃的改性液中，浸泡处理2.5小时后，离心得到沉淀，将沉淀烘干后，得到改性石榴石粉，其中改性液由以下重量份的组分制成：高锰酸钾18份、二水合钼酸钠3份、1-金刚烷基三甲基氢氧化铵0.2份、水解聚马来酸酐3份、水290份；（2）按重量份计，将18份改性石榴石粉加入至280份去离子水中，超声处理后，向其中加入45份偏钒酸铵、2份聚乙醇胺、0.7份甲基丙烯磺酸钠，混合搅拌均匀后，在155℃下保温反应11小时后，冷却至室温，离心得到固体凝胶，将固体凝胶采用去离子水冲洗至最后一次冲洗水的ph值为7.0后，停止冲洗，将固体凝胶干燥处理后，得到钒氧化物-石榴石前驱体，再将其煅烧处理后，得到三氧化二钒-石榴石；（3）按重量份计，将30份四氢呋喃聚醚环氧树脂、6份三氧化二钒-石榴石、2份线型聚二茂铁基硅烷、7份固化剂混合均匀后，抽真空除去气泡，在38℃下，固化处理11小时后，得到成品。具体地，上述步骤（1）中，石榴石粉的平均粒径大小为25μm。具体地，上述步骤（1）中，沉淀烘干处理时的温度为103℃，烘干处理的时间为2.5小时。具体地，上述步骤（2）中，超声处理时，超声波的频率为38khz，超声处理的时间为35min。具体地，上述步骤（2）中，煅烧处理时，升温速度为10℃/min，升温至450℃保温处理4小时，然后冷却至室温，煅烧完成。具体地，上述步骤（3）中，线型聚二茂铁基硅烷是以二茂铁基二甲基硅烷为单体，正丁基锂为引发剂，在溶剂四氢呋喃中聚合制成。具体地，上述步骤（3）中，固化剂为by3600芳香胺固化剂。实施例3一种超低温短固化时间胶粘剂的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将石榴石微粉加入至70℃的改性液中，浸泡处理3小时后，离心得到沉淀，将沉淀烘干后，得到改性石榴石粉，其中改性液由以下重量份的组分制成：高锰酸钾20份、二水合钼酸钠4份、1-金刚烷基三甲基氢氧化铵0.3份、水解聚马来酸酐5份、水300份；（2）按重量份计，将20份改性石榴石粉加入至300份去离子水中，超声处理后，向其中加入50份偏钒酸铵、3份聚乙醇胺、0.8份甲基丙烯磺酸钠，混合搅拌均匀后，在160℃下保温反应12小时后，冷却至室温，离心得到固体凝胶，将固体凝胶采用去离子水冲洗至最后一次冲洗水的ph值为7.5后，停止冲洗，将固体凝胶干燥处理后，得到钒氧化物-石榴石前驱体，再将其煅烧处理后，得到三氧化二钒-石榴石；（3）按重量份计，将32份四氢呋喃聚醚环氧树脂、7份三氧化二钒-石榴石、3份线型聚二茂铁基硅烷、8份固化剂混合均匀后，抽真空除去气泡，在40℃下，固化处理12小时后，得到成品。具体地，上述步骤（1）中，石榴石粉的平均粒径大小为30μm。具体地，上述步骤（1）中，沉淀烘干处理时的温度为105℃，烘干处理的时间为3小时。具体地，上述步骤（2）中，超声处理时，超声波的频率为40khz，超声处理的时间为40min。具体地，上述步骤（2）中，煅烧处理时，升温速度为10℃/min，升温至450℃保温处理4小时，然后冷却至室温，煅烧完成。具体地，上述步骤（3）中，线型聚二茂铁基硅烷是以二茂铁基二甲基硅烷为单体，正丁基锂为引发剂，在溶剂四氢呋喃中聚合制成。具体地，上述步骤（3）中，固化剂为by3600芳香胺固化剂。对比例1将步骤（1）中的改性液替换成等量的清水，其余操作步骤与实施例1完全相同。对比例2将步骤（3）中的三氧化二钒-石榴石替换成等量的三氧化二钒和石榴石粉的混合物，其中，三氧化二钒和石榴石粉的质量比为2:1，其余操作步骤与实施例2完全相同。对比例3步骤（3）中不添加线型聚二茂铁基硅烷，其余操作步骤与实施例3完全相同。分别用各实施例和对比例的方法制得成品，然后测试其各项性能，试验结果如表1所示：表1粘结剂性能测试结果项目固化时间，h-200℃剪切强度，mpa-200℃剥离强度，kn/m实施例19.834.544.6对比例110.523.236.2实施例29.434.944.9对比例216.320.430.1实施例39.135.245.1对比例310.020.431.5由表1可知，三氧化二钒-石榴石的复合结构，对缩短粘结剂固化时间的效果更加明显；线型聚二茂铁基硅烷的添加，可有效的提升粘结剂在超低温环境中的力学性能。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本
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的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。当前第1页12