一种用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，其原料包括如下重量份数的组份：线性钼酸改性酚醛树脂100-150重量份；六次甲基四胺8-10重量份；正硅酸乙酯50-80重量份；KH550处理的莫来石粉100-120重量份；KH550处理的纳米碳化硅100-120重量份；KH550处理的石墨20-50重量份。其能在较低的温度下150℃固化，并获得高温强度，并能耐1000℃高温；其常温剪切强度可以达到10.5MPa，500℃达到7.2MPa，800℃达到5.3MPa，1000℃达到4.2MPa；可专用于SiC粘接。

【技术实现步骤摘要】
一种用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂及其使用方法
本专利技术涉及一种用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂及其使用方法，尤其是一种用于SiC粘接且150℃固化耐1000℃高温的无机-有机杂化耐高温粘接剂及其使用方法。
技术介绍
C／C和SiC的粘接多采用无机胶黏剂，或者将酚醛树脂与无机填料混合，真空环境固化所得的胶黏剂，以及有机硅添加无机填料胶黏剂。这些胶黏剂固化温度高，而且固化工艺相对复杂。目前能够对C材料进行有效粘结的粘结剂包括有机粘结剂和无机粘结剂两大类：无机粘结剂虽然能在高温下工作，但由于其粘结强度较低，对粘接接头有特殊的要求，一半采用套接或槽接等特殊的接头形式，有时候还需要进行机械加固，在结构部件的连接中收到诸多的限制。同时，由于无机粘结剂的热、电、磁等性能与碳材料相差很大，因而存在热应力而容易使材料的粘接部位破坏，不能满足碳材料的导热、导电性能。有机粘结剂一般使用温度局限在200-300℃，不能满足碳材料多用于1000℃以上的高温需求。而且SiC与C／C属于两种不同类型的材料，能够满足C材料的胶黏剂或粘结剂，在用于SiC材料的粘接时却受到很大程度的限制，况且用于C材料的无机粘结剂和有机粘结剂均存在不同程度的局限性。因此，迫切需要一种能在较低的温度下固化，并具有高温强度，且能满足SiC材料在高温环境下的粘接使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于SiC粘接且150℃固化耐1000℃高温的无机-有机杂化的耐高温粘接剂及其使用方法，以克服现有技术中的不足。该无机-有机杂化的耐高温粘接剂可以在较低的温度下150℃固化，并获得高温强度，并能耐1000℃高温。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，其原料包括如下重量份数的组份：所述用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂还包括与所述线性钼酸改性酚醛树脂重量相等的乙醇。本专利技术的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，其常温剪切强度达到10.5MPa，500℃达到7.2MPa，800℃达到5.3MPa，1000℃达到4.2MPa。优选的，所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，其原料包括如下重量份数的组份：进一步的，所述线性钼酸改性酚醛树脂经如下步骤的方法制得：将苯酚和甲醛水溶液按照重量比为100∶100的配比混合，加入2ml盐酸和7.5g钼酸，升温到100℃反应1h，反应完毕采用减压蒸馏至178-182℃结束，获得的固体物质为所述线性钼酸改性酚醛树脂。上述的甲醛水溶液为甲醛质量百分含量为37％的水溶液；上述的盐酸为质量百分含量为37％的盐酸。进一步的，所述KH550处理的莫来石粉经如下步骤的方法制得：将KH550溶解在无水乙醇中，配置成KH550浓度为2％的溶液(质量百分含量)，将莫来石在该溶液中浸润5分钟，取出放置24小时，即可获得所述KH550处理的莫来石粉。进一步的，所述KH550处理的纳米碳化硅经如下步骤的方法制得：将KH550溶解在无水乙醇中，配置成KH550浓度为2％的溶液(质量百分含量)，将纳米碳化硅在该溶液中浸润5分钟，取出放置24小时，即可获得所述KH550处理的纳米碳化硅。进一步的，所述KH550处理的石墨经如下步骤的方法制得：将KH550溶解在无水乙醇中，配置成KH550浓度为2％的溶液(质量百分含量)，将石墨在该溶液中浸润5分钟，取出放置24小时，即可获得所述KH550处理的石墨)。本专利技术的KH550为一种硅烷偶联剂，具体为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。本专利技术的六次甲基四胺作为该无机-有机杂化的耐高温粘接剂的固化剂。本专利技术的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，包括如下步骤：按照上述原料的组份配比混合均匀后，获得所述用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，将该无机-有机杂化的耐高温粘接剂涂覆到需要粘接的SiC试片上，先加压2-3MPa，再升温到148-152℃，固化0.5h即可。优选的，先加压3MPa，再升温到150℃固化0.5h。目前尚无150-152℃固化0.5小时即可获得耐热达到1000℃的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，而本专利技术的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，常温剪切强度可以达到10.5MPa，500℃达到7.2MPa，800℃达到5.3MPa，1000℃达到4.2MPa。本专利技术采用线性钼酸改性酚醛树脂为粘接剂，六次甲基四胺为固化剂，KH550处理的纳米级SiC为主，并添加正硅酸乙酯、KH550处理的莫来石粉和KH550处理的石墨，共同作用获得具有上述剪切强度的无机-有机杂化的耐高温粘接剂。其中常温剪切强度主要依靠六次甲基四胺固化线性钼酸改性酚醛树脂、其他组分为辅获得的，高温剪切强度主要是KH550处理的纳米级SiC、KH550处理的莫来石粉和KH550处理的石墨与正硅酸乙酯为烧结体系，以六次甲基四胺固化线性钼酸改性酚醛树脂为粘接剂获得的本专利技术的无机-有机杂化的耐高温粘接剂用于SiC的粘接。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，在150℃的较低的温度下固化，高温使用过程中采用偶联剂处理的无机填料(即采用KH550处理的纳米级SiC、KH550处理的莫来石粉和KH550处理的无机填料)与正硅酸乙酯、六次甲基四胺固化剂和线性钼酸改性酚醛树脂有机物质烧结在一起，获得高温强度，并能耐1000℃高温；其常温剪切强度可以达到10.5MPa，500℃达到7.2MPa，800℃达到5.3MPa，1000℃达到4.2MPa。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。实施例1用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，其原料的组分配比如表1所示。按照表1所示的原料配比混合均匀，涂覆到需要粘接的SiC试片上，先加压3MPa，再升温到150℃固化0.5h，将获得的实施例1的固化后的无机-有机杂化的耐高温粘接剂按照GB-7124进行测试，其剪切强度如表2所示。对比例1-4对比例1-4的用于SiC粘接的粘接剂，其固化条件与实施例1相同，其原料的组分配比如表1所示，其相应的剪切强度的测试数据如表2所示。表1单位：重量份数实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3对比例4线性钼酸改性酚醛树脂150100135150150150150六次甲基四胺108910101010正硅酸乙酯5080705050KH550处理的莫来石粉100110120100KH550处理的纳米碳化100120110KH550处理的石墨50203020未处理的莫来石粉100100未处理的纳米碳化硅100未处理的石墨2020表2上述表2中的常温是指23℃；上述“--”是指不耐相应温度。从表1和表2中实施例1和对比例1-4的组份和性能数据对比可知：采用KH550偶联剂处理的的纳米级SiC、KH550处理的莫来石粉和KH550处理的无机填料，并且添加正硅酸乙酯的胶黏剂组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于SiC粘接的无机‑有机杂化的耐高温粘接剂，其原料包括如下重量份数的组份：所述用于SiC粘接的无机‑有机杂化的耐高温粘接剂还包括与所述线性钼酸改性酚醛树脂重量相等的乙醇。

【技术特征摘要】
1.一种用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，包括如下步骤：按照用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的原料组份配比混合均匀后，获得所述用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，将该无机-有机杂化的耐高温粘接剂涂覆到需要粘接的SiC试片上，先加压2-3MPa，再升温到148-152℃，固化0.5h；其中，所述用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，其原料包括如下重量份数的组份：所述用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂还包括与所述线性钼酸改性酚醛树脂重量相等的乙醇。2.如权利要求1所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，其特征在于，先加压3MPa，再升温到150℃固化0.5h。3.如权利要求1所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，其特征在于，其原料包括如下重量份数的组份：4.如权利要求1或3所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，其特征在于，所述用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂，其常温剪切强度达到10.5MPa，500℃达到7.2MPa，800℃达到5.3MPa，1000℃达到4.2MPa。5.如权利要求1或3所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，其特征在于，所述线性钼酸改性酚醛树脂经如下步骤的方法制得：将苯酚和甲醛水溶液按照重量比为100∶100的配比混合，加入2ml盐酸和7.5g钼酸，升温到100℃反应1h，反应完毕采用减压蒸馏至178-182℃结束，获得的固体物质为所述线性钼酸改性酚醛树脂。6.如权利要求1或3所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，其特征在于，所述KH550处理的莫来石粉经如下步骤的方法制得：将KH550溶解在无水乙醇中，配置成KH550的质量百分含量浓度为2％的溶液，将莫来石在该溶液中浸润5分钟，取出放置24小时，即可获得所述KH550处理的莫来石粉。7.如权利要求1或3所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，其特征在于，所述KH550处理的纳米碳化硅经如下步骤的方法制得：将KH550溶解在无水乙醇中，配置成KH550的质量百分含量浓度为2％的溶液，将纳米碳化硅在该溶液中浸润5分钟，取出放置24小时，即可获得所述KH550处理的纳米碳化硅。8.如权利要求1或3所述的用于SiC粘接的无机-有机杂化的耐高温粘接剂的使用方法，其特征在于，所述KH550处理的石墨经如下步骤的方法制得：将KH550溶解在无水乙醇中，配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：高春波，浦丽莉，冯吉龙，梁西良，王超，
申请(专利权)人：黑龙江工程学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23