一种复合胶及其制备方法和使用方法与流程

本发明属于复合胶技术领域，特别涉及一种复合胶及其制备方法和使用方法。

背景技术：

以环氧树脂为主的高分子合金修补剂具有粘接性强，应用范围广，抗磨、抗疲劳性好等优点；但环氧树脂固化后交联密度高，呈三维网状结构，存在脆性大、冲击性能差等不足，只能用于一些强度不高的场合。另外，现有高分子合金修补剂也缺少耐磨性。

目前有大量研究通过液体橡胶、热塑性树脂、无机纳米填料等对环氧树脂的增韧改性。一些表面能很高的纳米al2o3、sio2等微粒能均匀嵌在环氧树脂固化后形成的三维网状结构中，其“钉扎”作用明显，可有效增强环氧树脂的内部结合力，不但使其能够承受更大的应力，合适的无机填料而且可提高高分子合金修补剂的耐磨性。目前常规的改进使得高分子合金修补剂的强度和耐磨性有所改善，但仍无法应用到强度和耐磨性要求更高的漏气封堵领域。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复合胶及其制备方法和使用方法，以解决现有复合胶由于强度和耐磨性差，无法完美应用于漏气封堵领域的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合胶，包括a组分和b组分；

a组分为修补剂基料成分；含有双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂和a组分填料；a组分填料中包含纳米ti3c2；

b组分为固化剂；包括苯甲醇、二甲胺和b组分填料；b组分填料中包含纳米ti3c2。

本发明进一步的改进在于：a组分填料具体包括：硅铁、纳米al2o3、滑石粉、纳米ti3c2和硅烷偶联剂。

本发明进一步的改进在于：按质量份数，a组分中各组分的质量份数为：双酚a环氧树脂10-30份、双酚f环氧树脂5-20份、硅铁10-40份、纳米al2o31-5份、滑石粉10-30份、纳米ti3c21-5份、硅烷偶联剂0.1-2份。

本发明进一步的改进在于：所述硅烷偶联剂为kh-560硅烷偶联剂。

本发明进一步的改进在于：b组分填料具体包括：异佛尔酮二胺、dmp-30促进剂、滑石粉、纳米tio2粉末、纳米ti3c2粉末、硅铁粉10-40、乙酰柠檬酸三丁酯和对苯二甲酸二辛酯。

本发明进一步的改进在于：按质量份数，b组分中各组分的质量份数为：苯甲醇20-40份、二甲胺10-30份、异佛尔酮二胺5-15份、dmp-30促进剂1-4份、滑石粉10-30份、纳米tio2粉末10-30份、纳米ti3c2粉末1-5份、硅铁粉10-40份、乙酰柠檬酸三丁酯0.1-2份、对苯二甲酸二辛酯1-2份。

一种复合胶的制备方法，包括：a组分的制备和b组分的制备；

a组分制备具体包括：将双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂混合搅拌；混合搅拌过程中依次加入a组分填料中各组分；加热搅拌至均匀获得a组分；所述a组分填料中包含纳米ti3c2；

b组分制备具体包括：将苯甲醇、二甲胺混合搅拌；混合搅拌过程中依次加入b组分填料中各组分；加热搅拌至均匀获得b组分；所述b组分填料中包含纳米ti3c2。

本发明进一步的改进在于：a组分填料中粉体组分以丙酮的悬浮液形式加入。

本发明进一步的改进在于：b组分填料中粉体组分以丙酮的悬浮液形式加入。

本发明进一步的改进在于：a组分填料具体包括：硅铁、纳米al2o3、滑石粉、纳米ti3c2和硅烷偶联剂；

b组分填料具体包括：异佛尔酮二胺、dmp-30促进剂、滑石粉、纳米tio2粉末、纳米ti3c2粉末、铁粉10-40、乙酰柠檬酸三丁酯和对苯二甲酸二辛酯。

本发明进一步的改进在于：按质量份数，a组分中各组分的质量份数为：双酚a环氧树脂10-30份、双酚f环氧树脂5-20份、硅铁10-40份、纳米al2o31-5份、滑石粉10-30份、纳米ti3c21-5份、硅烷偶联剂0.1-2份；

b组分中各组分的质量份数为：苯甲醇20-40份、二甲胺10-30份、异佛尔酮二胺5-15份、dmp-30促进剂1-4份、滑石粉10-30份、纳米tio2粉末10-30份、纳米ti3c2粉末1-5份、硅铁粉10-40份、乙酰柠檬酸三丁酯0.1-2份、对苯二甲酸二辛酯1-2份。

一种复合胶的使用方法，包括：将所述一种复合胶中a组分和b组分按照1:1的质量比混合均匀，涂抹在待堵漏金属表面。

本发明进一步的改进在于：待堵漏金属表面的粗糙度在ra2.50μm以上。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明将ti3c2引入到环氧树脂中，配合其他的无机填充材料进行有机配合，有效改善强度及耐磨性的问题，特别适用于金属表面的漏气封堵。

进一步的，本发明采用了纳米级的填料，例如纳米al2o3粉末及纳米ti3c2粉末，通过机械混合，可实现与环氧树脂的完美交联，弥补环氧树脂脆性大、强度低的缺陷，特别是纳米ti3c2的引入，由于比面积大、强度高，少量加入就可大幅度提高耐磨性。

进一步的，本发明复合胶涂覆在粗糙度ra2.50μm以上的金属表面，抗拉强度达到18mpa以上，在70度的变循环加热环境中，有效封堵时间超过40天。耐蚀性比纯环氧树脂涂膜高一个数量级，摩擦系数和磨损率下降了60％，表现出优异的减摩耐磨性能。

ti3c2很多性能与石墨烯类似，例如高强度、良好的导热性能等，与石墨烯最大的区别在于，石墨烯只存在单一的共价键难与其他材料复合，但ti3c2既存在共价键，也存在金属键和离子键，自然提供了无数结合的优势。本发明通过添加ti3c2带来了以下几个有益的方面：

1)、提高了高分子胶的强度

在拉伸过程中与ti3c2内交联的官能团可以有效地减缓钛原子层的断裂，从而增强了钛原子层的柔韧性，可有效增加强度。

2)、改善了分散性

ti3c2由于同时存在化合建和离子键，除了很容易与高分子树脂聚合，增加高分子材料的强度，还很容易跟其他无机物聚合，例如纳米al2o3，其丰富的化学性质可以显著影响聚合物材料的结晶行为，其高长径比和羟基提供了氢键相互作用，且亲水性使各种材料具有优异的润湿性，这有助于ti3c2在不同的液体中分散，即使用ti3c2，可以改善其他纳米无机填充物易于团聚的问题。利用ti3c2与其他纳米无机物的复合，还有可以改善增强剂(颗粒、纤维)与基体之间的界面相互作用，提高树脂的力学、热、抗uv和水热老化性能。

3)、摩擦性能

由于ti3c2具有类似石墨的纳米胺化结构，ti3c2薄片的附着力和摩擦值与压力成正比，同温度成反比，可以通过层间键的相互作用、层间压缩和滑移/剪切等耗散能量的方式降低外载荷的影响。本发明中ti3c2和al2o3或tio2颗粒复合一起，进行有机协同，有效提高耐磨性。

具体实施方式

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

层状ti3c2是一种典型的mxene(过渡金属碳化物和(或)氮化物)相二维纳米材料，一般是通过用氢氟酸去腐蚀ti3alc2材料获得；其在储能、催化、吸附等领域被广泛的研究和应用。ti3c2在基准面方向具有高的弹性模量，弯曲强度高于相同厚度的石墨烯。单层的ti3c2弹性模量约300gpa，大于大部分的层状材料。此外，ti3c2的比表面积大，使很薄的涂膜内也可以形成大面积的保护层。

本发明将纳米ti3c2引入到环氧树脂改性中，制备了一种室温固化、操作性好、剪切强度较高，且粘接性强的环氧树脂高分子合金胶粘剂剂，用于gis等设备漏气封堵以及修复磨损失效的金属零部件。相比于其他高分子胶，有更好的强度及耐磨性。环氧树脂改性：在常用的环氧树脂的基础上增加其他物质，改变分子链结构，获得更好的性能。

本发明提供一种复合胶，由a组分和b组分组成；其中：

a组分为修补剂基料成分；含有双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂和a组分填料；填料中包括硅铁(fe3si)、纳米al2o3、滑石粉(mg3(oh)2(si4o10))、纳米ti3c2和硅烷偶联剂；

b组分为固化剂；包括苯甲醇、二甲胺和b组分填料；b组分填料具体包括：异佛尔酮二胺、dmp-30促进剂、滑石粉、纳米tio2粉末、纳米ti3c2粉末、硅铁粉10-40、乙酰柠檬酸三丁酯和对苯二甲酸二辛酯。

具体组分范围：

a组分：按质量份数，取双酚a环氧树脂10-30份，双酚f环氧树脂5-20份，根据需要调整双酚f环氧树脂的比例来调整树脂粘度；填料al2o3预处理颗粒1-5份(颗粒度10-500纳米，优选颗粒度100-500纳米，以防止太细小了团聚严重)、纳米ti3c2预处理粉末1-5份(颗粒度2-20纳米)，预处理硅铁粉占10-40份(颗粒度100-2000纳米)，滑石粉(mg3(oh)2(si4o10))预处理颗粒占10-30份(微纳级滑石粉，颗粒度100-2000nm纳米)，硅烷偶联剂kh-560占0.1-2份。

b组分制备：按质量份数，取苯甲醇20-40份，二甲胺10-30份，异佛尔酮二胺5-15份，dmp-30促进剂1-4份，滑石粉10-30份，纳米tio2粉末10-30份，纳米ti3c2粉末1-5份，铁粉10-40份，乙酰柠檬酸三丁酯0.1-2份，对苯二甲酸二辛酯1-2份。

具体制备方法：

a组分制备：粉末填料分别用丙酮超声分散均匀，获得丙酮填料悬浮液；然后将双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂混合搅拌,搅拌过程中边依次加入各种丙酮填料悬浮液和其它液体填料；用水浴将其加热至80℃,连续机械搅拌3h～4h,使无机填料与环氧树脂充分分散混合，获得a组分。

b组分制备：粉末填料分别用丙酮超声分散均匀，获得丙酮填料悬浮液；苯甲醇、二甲胺混合搅拌,搅拌过程中边依次加入各种丙酮填料悬浮液和其它液体填料；用水浴将其加热至80℃,连续机械搅拌3h～4h,使无机填料与环氧树脂充分分散混合，获得a组分。

实施例1：

a组分：双酚a环氧树脂20份，双酚f环氧树脂12份，填料al2o3预处理颗粒占5份、纳米ti3c2预处理粉末占3份，预处理硅铁粉占34份，滑石粉(mg3(oh)2(si4o10))预处理颗粒占25份,硅烷偶联剂kh-560占1份；填料粉末分别用适量丙酮超声分散均匀；然后将双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂混合搅拌,搅拌过程中边依次加入各种丙酮填料悬浮液；用水浴将其加热至80℃,连续机械搅拌3h～4h,使无机填料与环氧树脂充分分散混合。

b组分：苯甲醇25份，二甲胺12份，异佛尔酮二胺8份，dmp-30促进剂2份，滑石粉20份，纳米tio2粉末18份，纳米ti3c2粉末3份，硅铁粉10份，乙酰柠檬酸三丁酯1份，对苯二甲酸二辛酯1份,与a组分的制备方法类似搅拌均匀即得。

实施例2：

a组分：双酚a环氧树脂15份，双酚f环氧树脂15份，填料n-al2o3预处理颗粒占4份、纳米ti3c2预处理粉末占5份，预处理硅铁粉占40份，滑石粉(mg3(oh)2(si4o10))预处理颗粒占10份,硅烷偶联剂kh-560占0.1份；填料粉末分别用适量丙酮超声分散均匀；然后将双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂混合搅拌,搅拌过程中边依次加入各种丙酮填料悬浮液；用水浴将其加热至80℃,连续机械搅拌3h～4h,使无机填料与环氧树脂充分分散混合。

b组分：苯甲醇20份，二甲胺30份，异佛尔酮二胺5份，dmp-30促进剂1份，滑石粉10份，纳米tio2粉末30份，纳米ti3c2粉末5份，硅铁粉30份，乙酰柠檬酸三丁酯1.5份，对苯二甲酸二辛酯1.5份,与a组分的制备方法类似搅拌均匀即得。

实施例3：

a组分：双酚a环氧树脂10份，双酚f环氧树脂20份，填料n-al2o3预处理颗粒占1份、纳米ti3c2预处理粉末占1份，预处理硅铁粉占20份，滑石粉(mg3(oh)2(si4o10))预处理颗粒占30份,硅烷偶联剂kh-560占2份；填料粉末分别用适量丙酮超声分散均匀；然后将双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂混合搅拌,搅拌过程中边依次加入各种丙酮填料悬浮液；用水浴将其加热至80℃,连续机械搅拌3h～4h,使无机填料与环氧树脂充分分散混合。

b组分：苯甲醇30份，二甲胺10份，异佛尔酮二胺15份，dmp-30促进剂4份，滑石粉30份，纳米tio2粉末10份，纳米ti3c2粉末1份，硅铁粉40份，乙酰柠檬酸三丁酯2份，对苯二甲酸二辛酯1份,与a组分的制备方法类似搅拌均匀即得。

实施例4：

a组分：双酚a环氧树脂30份，双酚f环氧树脂18份，填料al2o3预处理颗粒占3份、纳米ti3c2预处理粉末占2份，预处理硅铁粉占10份，滑石粉(mg3(oh)2(si4o10))预处理颗粒占20份,硅烷偶联剂kh-560占1.5份；填料粉末分别用适量丙酮超声分散均匀；然后将双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂混合搅拌,搅拌过程中边依次加入各种丙酮填料悬浮液；用水浴将其加热至80℃,连续机械搅拌3h～4h,使无机填料与环氧树脂充分分散混合。

b组分：苯甲醇40份，二甲胺12份，异佛尔酮二胺10份，dmp-30促进剂2份，滑石粉20份，纳米tio2粉末24份，纳米ti3c2粉末3份，硅铁粉10份，乙酰柠檬酸三丁酯0.1份，对苯二甲酸二辛酯2份,与a组分的制备方法类似搅拌均匀即得。

实施例5：

a组分：双酚a环氧树脂25份，双酚f环氧树脂5份，填料n-al2o3预处理颗粒占5份、纳米ti3c2预处理粉末占3份，预处理硅铁粉占36份，滑石粉(mg3(oh)2(si4o10))预处理颗粒占25份,硅烷偶联剂kh-560占1.2份；填料粉末分别用适量丙酮超声分散均匀；然后将双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂混合搅拌,搅拌过程中边依次加入各种丙酮填料悬浮液；用水浴将其加热至80℃,连续机械搅拌3h～4h,使无机填料与环氧树脂充分分散混合。

b组分：苯甲醇25份，二甲胺25份，异佛尔酮二胺8份，dmp-30促进剂2份，滑石粉20份，纳米tio2粉末18份，纳米ti3c2粉末3份，硅铁粉10份，乙酰柠檬酸三丁酯1份，对苯二甲酸二辛酯1份,与a组分的制备方法类似搅拌均匀即得。

实施例6

本发明实施例1所制备复合胶，使用时将a组分与b组分按照1：1的比例混合均匀，涂抹在表面粗糙度为ra2.50μm待堵漏金属表面或者需要修补的地方，完全固化后：铝合金表面的强度可达21.3mpa，钢表面达到26.5mpa。在70度的变循环加热环境中，有效封堵时间达到56天，没有出现漏气情况，强度、耐磨性和堵漏效果明显优于现有环氧树脂胶。

本发明复合胶在粗糙度ra2.50μm以上的金属表面，抗拉强度达到18mpa以上，在70度的变循环加热环境中，有效封堵时间超过40天。耐蚀性比纯环氧树脂涂膜高一个数量级，摩擦系数和磨损率下降了60％，表现出优异的减摩耐磨性能。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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