碳/碳复合材料粘接用胶黏剂

(1)原材料与配方
材料 配比/质量份
甲醛(37%)溶液 100 无水乙醇(试剂) 30～40
硼改性苯酚 30～40 炭黑粉 5～10
 
(2)制备方法
①改性酚醛树脂的制备：酚醛树脂是由酚类(苯酚、甲酚、二甲酚等)和醛类(甲醛、乙醛、糠醛等)，在酸或碱催化剂作用下合成的聚合物。改性酚醛树脂是由硼改性苯酚和甲醛(37%)溶液等在碱催化剂作用下合成的，其配方中硼改性苯酚：甲醛摩尔比为1：(1.5～3.5)之问，最好在1：(2.4～2.8)之问，制备方法为先加入全部的硼改性苯酚和甲醛总量的40%～60%，水浴加热，水温保持95℃，搅拌反应45～55min，再加入余下的全部甲醛，同时加人40%的Na()H溶液，将反应液pH值调至大于7，继续在上述条件下搅拌反应充分，大约40min左右，再自然冷却至室温即为改性酚醛树脂，在室温下，其为黏稠状溶胶，溶于无水乙醇等。采用蒸发法测得该改性酚醛树脂固含量为50%～55%。
 
②胶黏剂的制备：用无水乙醇(化学试剂)稀释改性酚醛树脂溶液[它们体积比=(1.5～2.5)：5]，再加入炭黑粉作填料，炭黑粉/改性酚醛树脂一3%～28%，作为碳素材料或C/C复合材料粘接表面的初始胶黏剂。初始胶黏剂固化和碳化后的产物作为最终胶黏剂。
 
③连接方法
试样制备：碳素材料或C/C复合材料试样的接合表面要用细砂纸磨平，保证接合面之间完全接触，然后用无水乙醇清洗和脱脂处理，再在烘箱中110～130℃下烘干备用。
 
试样涂刷初始胶黏剂，在烘干了的试样表面刷涂初始胶黏剂1～4次，其刷涂方法是：前一次刷涂的初始胶黏剂晾干后，再刷后一次;刷涂好的试样晾干后，把它们接合在一起，用夹具夹紧;
 
接合：把上了夹具的试样放入电阻炉中，使初始胶黏剂在130～150℃空气中固化1～2h，形成有一定粘接强度的粘接样;然后再把粘接样放人有氩气保护的固化炉(或真空炉，真空度≥20Pa)中炭化：700～1100℃或更高温度保温1～2h，通过接合面之间炭化产物的扩散使试样粘接起来。
 
(3)性能
普通石墨材料粘接前、后性能没有多大变化，很接近，而且双面剪切强度略大，因此可认为接合界面强度能满足
 
普通石墨材料实际需要。高强石墨材料粘接后分别做双面剪切强度、弯曲强度、冲击强度、导电性能等试验。高强石墨材料粘接前、后性能相差不大，而且弯曲强度和冲击强度较大。因此可认为接合界面强度可以满足高强石墨材料的实际需要。
 
(4)应用
主要用于C/C复合材料和石墨材料的粘接。还可用作耐高温和耐烧蚀胶黏剂。