一种多层粘结材料及其制备方法、应用与流程

本发明涉及粘结剂，尤其涉及一种多层粘结材料及其制备方法、应用。

背景技术：

1、全氟弹性体如全氟醚橡胶，可以制作成耐各种介质(如火箭燃料、脐、氧化剂、四氧化二氮、发烟硝酸等)的产品，用于航天、航空、化工、石油、核能等工业部门。

2、全氟醚橡胶主要由四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚为主要单体，并与少量带硫化基团的第三单体共聚而成。全氟醚橡胶中所有碳原子上的氢原子全被氟原子所取代，其具有对高温及化学药品极其稳定的结构，如其具有高温稳定性，还可抵抗1600多种化学品的腐蚀。

3、但是由于全氟醚橡胶的主链上只有碳和氟原子，因而聚合物链的惰性很强，导致了其不易与粘结剂或其他物质粘附，容易分离、脱落。尤其当全氟醚橡胶与金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料复合使用时，由于二者的材质、性能均差异巨大，更容易分离。现有粘结剂一般只能提高金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料或者全氟醚橡胶中一种的粘结性，而对另一种的粘结性就会降低；现有粘结剂无法同时提高二者的粘结性。

4、而全氟醚橡胶由于其优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性，常用于密封组件中，比如门阀产品，由于密封组件对密封性能的高要求，使得密封基材与全氟醚橡胶间的粘结性能也会要求更高，因此亟需提供一种对金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料与全氟醚橡胶均有良好粘结性能的粘结材料。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种多层粘结材料及其制备方法、在密封组件中的应用，本发明对金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料与全氟弹性体均具有良好的粘结性能，可以实现金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料与全氟弹性体紧密粘结。

2、本发明提出了一种多层粘结材料，各层的粘结材料均为环氧树脂，各粘结层中含有全氟聚合物和交联剂，全氟聚合物、交联剂在各层中的含量均逐层递增，各粘结层中全氟聚合物的含量为0-30wt％，各粘结层中交联剂的含量为0-3wt％。

3、优选地，全氟聚合物中含有硫化基团，所述硫化基团能与交联剂实现交联硫化。

4、优选地，硫化基团包括：氰基、-br、-i、全氟苯氧基中的至少一种。

5、优选地，交联剂包括：二胺类交联剂、双酚类交联剂、有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯、四苯基锡中的至少一种。

6、优选地，全氟聚合物的121℃门尼粘度为45-95。

7、优选地，多层粘结材料的各层中均含有固化剂。

8、优选地，固化剂为双氰胺、二氨基二苯砜中的至少一种。

9、优选地，各层中固化剂含量为2-6wt％。

10、优选地，各层中全氟聚合物的含量以1.5-15wt％的增幅逐层递增。

11、优选地，各个层中全氟聚合物和交联剂的重量比为100:3-10。

12、优选地，多层粘结材料的层数为2-6层。

13、优选地，多层粘结材料的总厚度为50-80μm。

14、优选地，多层粘结材料中，各单层的厚度≥10μm。

15、本发明还提出了上述多层粘结材料的制备方法，包括如下步骤：将全氟聚合物、交联剂与有机溶剂混匀，然后加入环氧树脂混匀，得到各个单层的粘结材料溶液；在基体表面依次涂覆各个单层的粘结材料溶液，使得全氟聚合物、交联剂在各层中的含量均逐层递增，固化得到多层粘结材料。

16、优选地，固化温度为100-130℃，固化时间为15-70min。

17、优选地，有机溶剂为含氟有机溶剂。

18、本发明还提出了上述多层粘结材料在粘结全氟弹性体与材料a中的应用，其中，材料a包括金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料中的一种。

19、优选地，多层粘结材料中全氟聚合物含量多的一侧与全氟弹性体粘结，全氟聚合物含量少的一侧与材料a粘结。

20、优选地，与全氟弹性体粘结的一层中全氟聚合物含量为2-30wt％。

21、优选地，与材料a粘结的一层中全氟聚合物含量为0-15wt％。

22、优选地，全氟弹性体与材料a一起进行硫化。

23、有益效果：

24、本发明通过在多层粘结材料中加入全氟聚合物和交联剂，在全氟弹性体如全氟醚氟橡胶硫化时，各层中的全氟聚合物也会一并发生硫化交联反应，使得多层粘结材料与全氟弹性体之间形成穿插的交联网络，二者之间形成很强的结合强度，从而提高多层粘结材料对全氟弹性体的粘结性能；并且各层间也存在相互穿插的交联网络，使得各层紧密连接，避免分层现象，进一步提高粘结性能。

25、本发明采用涂敷固化多层的形式获得多层粘结材料，并通过控制各层中全氟聚合物、交联剂的含量，使其含量逐层递增，使得多层粘结材料既可以与金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料紧密粘结，又可以和全氟弹性体紧密结合，实现了金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料与全氟弹性体的紧密粘结。多层粘结材料中，多层粘结材料中全氟聚合物含量多的一侧更容易与全氟弹性体粘结，不含全氟聚合物的一侧或者全氟聚合物含量少的一侧更容易与金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料粘结。

26、本发明通过多层和全氟聚合物含量逐层递增的设计，可以避免当粘结剂只有一层时，需要精确控制全氟聚合物的含量，避免出现不粘附金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等材料或不粘附全氟弹性体的问题，并且当粘结剂只有一层时，对全氟聚合物的含量要求较高，难以调整到合适的含量。另外本发明通过控制各层中全氟聚合物的含量增幅、层数、单层厚度和总厚度，使得各层之间可以紧密粘结，避免各层之间容易分离，影响最终的粘结效果。

技术特征：

1.一种多层粘结材料，其特征在于，各层的粘结材料均为环氧树脂，各粘结层中含有全氟聚合物和交联剂，全氟聚合物、交联剂在各层中的含量均逐层递增，各粘结层中全氟聚合物的含量为0-30wt％，各粘结层中交联剂的含量为0-3wt％。

2.根据权利要求1所述多层粘结材料，其特征在于，全氟聚合物中含有硫化基团，所述硫化基团能与交联剂实现交联硫化；优选地，硫化基团包括：氰基、-br、-i、全氟苯氧基中的至少一种；优选地，交联剂包括：二胺类交联剂、双酚类交联剂、有机过氧化物、三烯丙基异氰脲酸酯、四苯基锡中的至少一种；优选地，全氟聚合物的121℃门尼粘度为45-95。

3.根据权利要求1所述多层粘结材料，其特征在于，多层粘结材料的各层中均含有固化剂；优选地，固化剂为双氰胺、二氨基二苯砜中的至少一种；优选地，各层中固化剂含量为2-6wt％。

4.根据权利要求1所述多层粘结材料，其特征在于，各层中全氟聚合物的含量以1.5-15wt％的增幅逐层递增；优选地，各个层中全氟聚合物和交联剂的重量比为100:3-10。

5.根据权利要求1所述多层粘结材料，其特征在于，多层粘结材料的层数为2-6层；优选地，多层粘结材料的总厚度为50-80μm；优选地，多层粘结材料中，各单层的厚度≥10μm。

6.一种如权利要求1-5任一项所述多层粘结材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将全氟聚合物、交联剂与有机溶剂混匀，然后加入环氧树脂混匀，得到各个单层的粘结材料溶液；在基体表面依次涂覆各个单层的粘结材料溶液，使得全氟聚合物、交联剂在各层中的含量均逐层递增，固化得到多层粘结材料。

7.根据权利要求6所述多层粘结材料的制备方法，其特征在于，固化温度为100-130℃，固化时间为15-70min；优选地，有机溶剂为含氟有机溶剂。

8.一种如权利要求1-5任一项所述多层粘结材料在粘结全氟弹性体与材料a中的应用，其中，材料a包括金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料中的一种。

9.根据权利要求8所述多层粘结材料在粘结全氟弹性体与材料a中的应用，其特征在于，多层粘结材料中全氟聚合物含量多的一侧与全氟弹性体粘结，全氟聚合物含量少的一侧与材料a粘结；优选地，与全氟弹性体粘结的一层中全氟聚合物含量为2-30wt％；优选地，与材料a粘结的一层中全氟聚合物含量为0-15wt％。

10.根据权利要求8所述多层粘结材料在粘结全氟弹性体与材料a中的应用，其特征在于，全氟弹性体与材料a一起进行硫化。

技术总结本发明公开了一种多层粘结材料，各层的粘结材料均为环氧树脂，各粘结层中含有全氟聚合物和交联剂，全氟聚合物、交联剂在各层中的含量均逐层递增，各粘结层中全氟聚合物的含量为0‑30wt％，各粘结层中交联剂的含量为0‑3wt％。本发明还公开了上述多层粘结材料的制备方法，包括如下步骤：将全氟聚合物、交联剂与有机溶剂混匀，然后加入环氧树脂混匀，得到各个单层的粘结材料溶液；在基体表面依次涂覆各个单层的粘结材料溶液，使得全氟聚合物、交联剂在各层中的含量均逐层递增，固化得到多层粘结材料。本发明还公开了上述多层粘结材料的应用。本发明可以使得金属、陶瓷、玻璃、木质材料、石质材料等多种物质与全氟弹性体紧密粘结。技术研发人员：王记中,崔璨,叶寅,何海军,崔哲受保护的技术使用者：上海熹贾精密技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27