一种钛合金材料粘结剂及其制备方法、复合材料、应用技术

本发明专利技术涉及粘结材料技术领域，具体公开了一种钛合金材料粘结剂及其制备方法、复合材料、应用，本发明专利技术提供的钛合金材料粘结剂可以用于钛合金粉末成型，通过环氧树脂、强力粘结乳胶、甘油、聚乙烯醇、水等多种原料进行配合，可以将环氧树脂的粉碎性能，强力粘结乳胶的粘结性、流动性和抗结块性能用于钛合金粉末粘结中，使其成型后的各项性能能有优良的体现，而且成本低，工序简单，不需复杂的脱脂工艺，解决了现有粘结剂存在无法在降低钛合金粉末成型过程中的生产成本的基础上，保证成型后材料的性能不削减的问题。而提供的制备方法简单，原材料简单易得，生产成本低，适合大规模生产，具有广阔的市场前景。有广阔的市场前景。有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金材料粘结剂及其制备方法、复合材料、应用


[0001]本专利技术涉及粘结材料
，具体是一种钛合金材料粘结剂及其制备方法、复合材料、应用。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和社会的发展，材料
也得到快速发展。其中，钛合金作为一种重要的金属材料，它有着耐蚀性高、密度小、比强度高、韧性好和焊接性等优秀的性能，在先进飞机、航空发动机、飞船、卫星、运载火箭及医疗等高技术和尖端科技领域发挥着重要作用。
[0003]目前，由于钛合金粉末(以TC4为例，组成为Ti
‑
6Al
‑
4V，属于(α+β)型钛合金，具有良好的综合力学机械性能)的微观颗粒是球状，在制备过程中不易成型。通常，在钛合金粉末与其他纳米材料(例如石墨烯、碳纳米管、B4C、SiC等)进行成型过程中就需要添加粘结剂来帮助钛合金粉末成型。一般来说，粘结剂主要分为热塑性体系、热固性体系等几种类别。经过多次实验表明，现有的石蜡、巴西棕榈蜡、聚丙烯、硬脂酸等粘结剂都不能够有效的对钛合金粉末进行成型粘结，同时热塑性体系粘结剂制备过程中需要进行复杂的脱脂工艺，成本较高；热固性体系粘结剂同样以石蜡、巴西棕榈蜡、硬脂酸为主要成分，再加入EVA(由乙烯和醋酸共聚而成)、甘油、糖醇等物质，虽脱脂时间短，但是内部容易产生气孔，对材料造成不同程度上的性能(硬度、强度等)削减。
[0004]因此，以上的技术方案在实际使用时存在以下不足：现有技术中的粘结剂，存在无法在降低钛合金粉末成型过程中的成本的基础上，保证成型后材料的性能不削减的问题，这导致现有技术中的粘结剂无法适用于钛合金材料与其他纳米材料的成型。为了克服这些困难，需要提供一种高强度复合材料金属粉末粘结剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种钛合金材料粘结剂，以解决上述
技术介绍
中提出的现有粘结剂存在无法在降低钛合金粉末成型过程中的生产成本的基础上，保证成型后材料的性能不削减的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]一种钛合金材料粘结剂，具体是一种高强度复合材料钛基粉末粘结剂，其包括以下的原料：环氧树脂、强力粘结乳胶、甘油、聚乙烯醇以及适量的水；其中，所述强力粘结乳胶是聚醋酸乙烯脂胶乳和邻苯二甲酸二丁酯按照一定比例混合得到的有机配成物。
[0008]作为本专利技术进一步的方案：所述钛合金材料粘结剂的原料还包括聚硫橡胶、酚醛树脂、乙烯树脂、硅树脂、糠醛树脂、聚酯树脂等。
[0009]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种钛合金材料粘结剂的制备方法，所述的钛合金材料粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010]1)按比例称取聚乙烯醇与水，将水加热后加入部分聚乙烯醇进行中速搅拌，得到
溶剂混合物；
[0011]2)按比例称取环氧树脂、强力粘结乳胶加入至所述溶剂混合物中，高速搅拌至混合均匀，然后降温至45
‑
55℃并按照次序加入剩余原料，进行低速搅拌至混合均匀，得到搅拌好的半成品；
[0012]3)将搅拌好的半成品在真空环境中进行静置，得到成品，即为所述钛合金材料粘结剂。
[0013]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种复合材料，所述复合材料的原料包含钛合金粉末以及上述的钛合金材料粘结剂，所述钛合金材料粘结剂用于将钛合金粉末进行粘接成型，或者将钛合金粉末与纳米材料(例如石墨烯、碳纳米管、B4C、SiC等)进行粘接成型。
[0014]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种所述的复合材料在机械制造中的应用。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术实施例提供的钛合金材料粘结剂可以用于钛合金粉末成型，通过环氧树脂、强力粘结乳胶、甘油、聚乙烯醇、水等多种原料进行配合，可以将环氧树脂的粉碎性能，强力粘结乳胶的粘结性、流动性和抗结块性能用于钛合金粉末粘结中，使其成型后的各项性能能有优良的体现，而且成本低，工序简单，不需复杂的脱脂工艺，解决了现有粘结剂存在无法在降低钛合金粉末成型过程中的生产成本的基础上，保证成型后材料的性能不削减的问题。而提供的钛合金材料粘结剂的制备方法简单，原材料简单易得，生产成本低，适合大规模生产，具有广阔的市场前景。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一实施例制备的复合材料的扫描电镜图片。
[0018]图2为图1中的局部放大图。
[0019]图3为采用不同含量石墨烯所对应的复合材料的硬度曲线图。
[0020]图4为本专利技术另一实施例制备的复合材料的扫描电镜图片。
[0021]图5为图4中的局部放大图。
[0022]图6为采用不同含量碳纳米管所对应的复合材料的硬度曲线图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0024]本专利技术实施例提供的一种钛合金材料粘结剂，具体是一种高强度复合材料钛基粉末粘结剂，其包括以下的原料：环氧树脂、强力粘结乳胶、甘油、聚乙烯醇以及适量的水；其中，所述强力粘结乳胶是聚醋酸乙烯脂胶乳和邻苯二甲酸二丁酯按照重量比是0.1
‑
1：0.1
‑
1的比例混合得到的有机配成物。
[0025]作为本专利技术的另一优选实施例，所述聚醋酸乙烯脂胶乳和邻苯二甲酸二丁酯的重量比是0.1
‑
0.5：0.7
‑
0.9。当然，聚醋酸乙烯脂胶乳和邻苯二甲酸二丁酯的重量比还可以是其他的比例，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。优选的，聚醋酸乙烯脂胶乳和邻苯
二甲酸二丁酯的重量比是0.1：0.9，在实际应用中，采用现有的白乳胶产品作为强力粘结乳胶，白乳胶是用途最广、用量最大、历史最悠久的水溶性胶粘剂之一，是由醋酸乙烯单体在引发剂作用下经聚合反应而制得的一种热塑性粘合剂，其中，邻苯二甲酸二丁酯用量不可过多，不要超过聚醋酸乙烯酯单体的10wt％。
[0026]作为本专利技术的另一优选实施例，所述钛合金材料粘结剂的软化点是400℃以上，融化的熔点在450
‑
550℃，一般在500℃左右。
[0027]作为本专利技术的另一优选实施例，所述强力粘结乳胶与环氧树脂的重量之比要控制在5.5以下，具体是控制在2.0
‑
5.3之间。
[0028]作为本专利技术的另一优选实施例，所述强力粘结乳胶与环氧树脂的重量之比控制在2.2
‑
5之间。
[0029]作为本专利技术的另一优选实施例，所述钛合金材料粘结剂包括以下按照重量份的原料：环氧树脂20
‑
40份、强力粘结乳胶50
‑
70份、甘油0.5
‑
1.5份、聚乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金材料粘结剂，其特征在于，所述钛合金材料粘结剂包括以下的原料：环氧树脂、强力粘结乳胶、甘油、聚乙烯醇以及适量的水；其中，所述强力粘结乳胶是聚醋酸乙烯脂胶乳和邻苯二甲酸二丁酯按照重量比是0.1
‑
1：0.1
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1的比例混合得到。2.根据权利要求1所述的钛合金材料粘结剂，其特征在于，所述钛合金材料粘结剂的软化点是400℃以上，融化的熔点在450
‑
550℃。3.根据权利要求1所述的钛合金材料粘结剂，其特征在于，所述强力粘结乳胶与环氧树脂的重量之比在2.0
‑
5.3之间。4.根据权利要求1所述的钛合金材料粘结剂，其特征在于，所述钛合金材料粘结剂包括以下按照重量份的原料：环氧树脂20
‑
40份、强力粘结乳胶50
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70份、甘油0.5
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1.5份、聚乙烯醇0.5
‑
1.5份以及适量的水。5.根据权利要求4所述的钛合金材料粘结剂，其特征在于，所述钛合金材料粘结剂的原料还包括聚硫橡胶、酚醛树脂、乙烯树脂、硅树脂、糠醛树脂、聚酯树脂，且聚硫橡胶、酚醛树脂、乙烯树脂、硅树脂、糠醛树脂、聚酯树脂的总重量是强力粘结乳胶重量的5wt％
‑
15wt％。6.一种如权利要求1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕莹雪，张喜庆，教镇渤，管筱竹，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：