一种固体复合粘接材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于新型复合材料技术领域，具体涉及一种固体复合粘接材料的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展，各种品种塑料制品的生产技术日趋成熟，已经被广乏用于人们 生活之中，其中塑料棒是重要而且用途较广的塑料品种，随着化工技术的发展，由各种塑 料原料制备的塑料棒由于适用于制作减磨耐磨零件，传动零件，仪表零件，装饰零件等，被 广泛应用于化工、电子、展览会和商店装备、建筑行业、照明工业、家具工业以及广告工业 中。
[0003] 进入21世纪以来，全球复合材料市场快速增长，亚洲尤其中国市场增长较快。 2003~2008年间中国年均增速为15%，印度为9. 5%，而欧洲和北美年均增幅仅为4%。现阶 段，我国玻璃钢、复合材料行业面临一个新的大发展时期，如城市化进程中大规模的市政建 设、新能源的利用和大规模开发、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的铁路建 设、大飞机项目等。在巨大的市场需求牵引下，复合材料产业的发展将有很广阔的发展空 间。从2010年年初起，国家发改委、科技部、财政部、工信部四部委联合制定下发了《关于加 快培育战略性新兴产业的决定》代拟稿，经过半年的意见征求，主要领域从7个扩为9个，其 中"新材料"中分列了特种功能和高性能复合材料两项。
[0004] 国际上普遍使用聚乙烯吡咯烷酮作为胶粘剂，制成的胶棒能提供足够的机械强 度。在此基础上，有人利用水溶性聚合物作为胶粘剂，皂胶作为赋型剂，研制出了一种固体 胶棒，具有更强的粘接性能和机械强度。质量轻、加工温度较金属低，是塑料棒应用的重要 优点；但是由于塑料制品的固有缺陷，阻燃性能、力学性能、耐热性能还需提高并保持稳定。
[0005] 阻燃剂（fireretardant)又称防火剂、耐火剂，就是能够提高易燃或可嫩物的难 燃性、自熄性或消烟性的一种助剂，是重要的精细化工产品和合成材料的主要助剂之一， 包括含卤素、磷、硼、锑、铝、镁等元素的有机或无机物质。通常，将胶粘剂用阻燃剂分为反 应型和添加型2类。前者在胶粘剂合成、固化时作为一个组分参与反应进入交联结构中，因 而其阻燃性较持久。而后者只是简单地掺混于胶粘剂中，常用的有氧化锑、氢氧化镁、卤素 化合物、磷酸酯或盐等。20世纪50年代后，随着高分子材料工业的发展，人类的生产和生活 水平不断提高，其重要标志之一就是合成纤维、塑料、橡胶三大合成材料愈来愈广泛地应用 于交通运翰、建筑材料、电子电器、日用家具、室内装修等各个生产和生活的各个领域。这 些高分子材料已经在世界各国经济建设和人民生活中发挥着巨大作用。但是，高分子材料 一般都是易燃或可燃的，容易引发火灾事故，已成为日益严重、人们普遏关心的社会问题。 所以自60年代起，为了解决合成材料的耐燃、抑烟等问题，确保合成材料使用的安全性， 一些工业发达国家即开始生产和应用阻燃塑料、阻燃橡胶和阻燃纺织品，针对聚合物材料 而采用的一种防护措施，即阻止材料的燃烧及延缓火焰的蔓延，从而减少火灾的发生。最有 效的方法是加人阻嫩剂，阻燃剂随着合成材料的发展而不断发展。随着电器、电子、机械、汽 车、船舶、航空和化工的发展，对产品材质的阻燃要求也愈来愈高。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种固体复合粘接材料的制备方法，得到的产品具有优异的 粘接性能，特别是阻燃性能优异。
[0007] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种固体复合粘接材料的制备 方法，将氰酸酯树脂单体与2, 4, 6-三甲氧基苯甲缩醛季戊四醇碳酸酯单体于130°C反应 40分钟，得到耐热树脂预聚物；将硅溶胶、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、1，3, 5-三缩水甘 油-S-三嗪三酮混合2小时，得到混合物；依次将丁二酸酐、纳米氮化硼加入混合物中，搅拌 4小时，然后加入聚四氟乙烯蜡粉、间硝基磺酸吡啶盐，于60°C搅拌8小时；最后加入二环己 基碳二亚胺、耐热树脂预聚物，于l〇5°C搅拌3小时，得到复合物；再将复合物置入模具中， 模压，即得到固体复合粘接材料。
[0008] 本发明中，二环己基碳二亚胺、聚四氟乙烯蜡粉、间硝基磺酸吡啶盐、耐热树脂预 聚物、硅溶胶、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、1，3, 5-三缩水甘油-S-三嗪三酮、丁二酸酐、纳 米氮化硼的质量比为20 : (17~20) : (3~5) : (68~72) : (16~20) : (28~ 30) : (25 ~28) : (16 ~20) : (19 ~22)。
[0009] 本发明中，氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂，粘接好，反应性好；与单酸酯单体 接枝聚合产物耐热性较好，反应性强，稳定性好。
[0010] 本发明中，硅溶胶的固含量为28% ;二氧化硅的粒径为150~260纳米；纳米氮化 硼的粒径为200~330纳米。硅溶胶不仅利于体系的分散，增加固体粘接材料的常温粘接 性，与纳米氮化硼协同，在燃烧产生高温的时候还能吸收热量，防止粘接失效，同时增加体 系各有机组分的反应性，提高固体粘接材料的综合性能。
[0011] 本发明中，有机物体系为固体粘接材料的主要粘接成分，同时也是体系耐热阻燃 的关键组分；固化程度对于固体粘接材料表现的粘接力有重要影响，特别关系到固体粘接 材料的固化后在燃烧环境下的粘接性；分子量太低则成膜物质干燥速度较慢，高了树脂体 系相容性不佳。本发明的有机物体系不仅在常温下具有有效固化的功能，而且高温时不会 熔化导致粘接失效，特别是固化后的粘接材料在燃烧环境下不会受热失效，具有良好的阻 燃效果。
[0012] 本发明中，间硝基磺酸吡啶盐、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、1，3, 5-三缩水甘 油-S-三嗪三酮为反应性良好的有机物，这些有机物能通过空间位阻稳定作用使各个组分 稳定分散，达到较好的相容效果；在制备粘接材料的反应过程中，能将各组分串联，形成韧 性好、有一定交联密度的固体产品。
[0013] 将有机无机复合物置入模具中，模压(压力为0.2MPa)，即得到复合固体粘接材料； 优选的，模压温度为90°C;时间为30秒。