一种耐高温高性能阻尼粘接胶及其制备方法与流程

本发明属于阻尼粘接胶及其制备技术领域，具体涉及一种耐高温高性能阻尼粘接胶及其制备方法。

背景技术：

随着现代社会的发展，噪声和振动问题带来的危害日益严重。在日常生活中，噪声会给人们的健康带来很大影响，如果人长期暴露在85db以上的噪声环境，会导致噪声型耳聋。在工程建筑上，振动和噪声产生的宽频随机振动会引起结构件的多共振响应，进而影响结构件和精密仪器的正常工作，严重时会带来灾难性后果。在军事上，由于导弹和飞行器的高速运动，在飞行过程中受到发动机和高速气流的影响，产生的振动和谐动响应会使精密仪器、光学仪表工作环境变得更加严苛，精度难以保证。因此，为了解决上述问题，开发高性能阻尼材料变得尤为重要，阻尼粘接胶也由此应运而生。

cn102061040公开了一种汽车减振产品用高阻尼橡胶配制原料，其虽在常温下具有良好的阻尼性能，但是长期使用温度仅为100℃，不能满足高温阻尼(>100℃)下使用以及高温加工的要求。cn103073842公开了一种用固体丁腈橡胶与环氧树脂及天然橡胶共混的汽车用高分子合金补强胶片材料及其制备方法，由该方法制备的补强胶片材料使用时是将这种高分子复合胶片贴附于钢板表面经高温烘烤形成复合结构。虽然这种高分子合金补强胶片材料能有效增强钢板的弯曲强度，具有优良的粘接性，而且使用方便，不需要涂覆和固化的后处理，但其阻尼性能不佳，只能在室温范围起到一些阻尼效果，不能满足高温阻尼下使用的要求。cn106085294a公开的一种汽车用多功能阻尼胶片，该阻尼胶片虽具备了在常温和高温下补强阻尼的性能，但是不仅形成的胶片结构复杂，具有3层不同的胶层，分别为具有自粘性的补强胶层，阻尼胶层和防粘层，且还因三胶层为不同的化学原料构成，故其制备工艺也相对复杂，需要一层一层的进行制备，而且制得的胶片耐热温度也不能高于300℃，并且常温下阻尼因子仅0.2，阻尼效果并不佳。cn103865272a则公开了一种有机硅阻尼胶及其制备方法，该阻尼胶虽具有较宽的阻尼温域，但因在常温下为可流动性的材料，需要在室温或者加热条件下反应固化成型，使用相对麻烦，增加了后续操作，另一方面耐热性能不理想，不能超过250℃，因此不能满足高温环境加工的要求。

技术实现要素：

本发明目的是针对现有粘接胶存在的缺点和不足，首先提供一种耐高温高性能阻尼粘接胶的制备方法，该方法绿色环保，简单高效。既耐高温又具有高阻尼性能的粘接胶。

本发明的另一目的是提供一种由上述方法制备的新的耐高温高性能阻尼粘接胶。

本发明提供的耐高温高性能阻尼粘接胶的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下：

将质量份为20-40份的聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)和80-60份的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(ema-gma)采用常规的熔融共混的方式，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，或将得到的阻尼粘接胶体共混物经常规方法高温压制得到阻尼粘接胶体膜片。

以上方法中所述的聚甲基丙烯酸甲酯的数均分子量为8～15万。

以上方法中所述的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中的甲基丙烯酸的含量为13-25％。

本发明制备的耐高温高性能阻尼粘接胶，可以控制pmma和ema-gma的不同组成配比，实现粘接性能和阻尼性能的调控，以满足不同的使用条件。

使用时，或直接将阻尼粘接胶体共混物均匀铺展在待粘附的板材上，经高温压制即可，或将阻尼粘接胶体膜片置于两板材之间，经高温压制即可。一般来说，熔融混合均匀得到阻尼粘接胶体共混物后，最好经高温压制成阻尼粘接胶体膜片，这样使用起来既方便，也便于运输储存。

以上使用方法中所述板材为钢板、铝板等不同的金属板。

本发明提供的由上述方法制备的新的耐高温高性能阻尼粘接胶，该阻尼粘接胶的分解温度大于300℃，于75-140℃时，其阻尼因子tanδ>0.3，剪切剥离强度>3mpa。

以上耐高温高性能阻尼粘接胶于75-140℃时，其阻尼因子tanδ为0.3～1.1，剪切剥离强度为3.1～3.7mpa。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、由于本发明方法不仅选用了具有高阻尼因子的聚甲基丙烯酸酯作为制备阻尼粘接胶的组成，用以提供基体的阻尼性能，而且选用的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物能满足阻尼粘接胶的粘接性能要求，同时还因与聚甲基丙烯酸酯具有良好的相容性，因而使所获得的阻尼粘接胶既耐高温，又具有阻尼因子大，有效阻尼温域宽、粘接性好和剪切剥离强度高等优异的性能。

2、由于本发明方法选用的原料相互间匹配性特别好，因而不仅能够更方便的通过调节不同组分的含量来获得一系列满足不同性能要求的阻尼胶体，又能提供良好的粘接性，同时还解决了制备传统粘接胶需要溶剂以及使用时需要二次固化的问题。

3、由于本发明方法只需要将聚甲基丙烯酸甲酯和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物两组分物料进行简单的熔融共混，就可以制备出耐高温高性能阻尼粘接胶，因而方法简单，操作方便，便于推广利用。

附图说明

图1为本发明制备的不同组分含量粘接胶的热重分析曲线(tga)。从图中可以看出，所有不同组分含量的粘接胶的分解温度均高于270℃。

图2为本发明制备的组分ema-gma含量为60～80％粘接胶的动态热机械分析(dma)曲线。从图中可以看出，阻尼因子在75℃以上就高于0.3，说明粘接胶已经开始具有良好阻尼性能，其阻尼温域可达到75-140℃，同时最大阻尼因子为1.1。

图3为本发明制备的不同组分配比粘接胶的剪切粘接强度柱状图。从图中可以看出当ema-gma含量高于60％，其剪切粘接强度就可以高于3mpa。

具体实施方式

下面给出的实施例以对本发明作进一步说明。有必要在此指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，如果该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明保护范围。

值得说明的是：1)以下各实施例所用物料份数均为质量份；2)以下各实施例所制备的耐高温高阻尼粘接胶的阻尼因子tanδ是采用动态分析仪(dmaq800，tainstruments,usa)，选用单悬臂模式，控制温度范围为0℃到150℃，升温速率3℃/min，测试频率15hz测试的。分解温度是在氮气气氛下采用热重分析仪(tg209f1iris,netzsch,germany)进行测试的，所有的样品以10℃min^-1的升温速率进行加热，记录从50℃到600℃的相对质量变化。剪切剥离强度是采用astmd1002标准方法进行测试的。

实施例1

将40份数均分子量为10万的聚甲基丙烯酸甲酯和60份甲基丙烯酸含量为24％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于200℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于200℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在75-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1.1，分解温度318℃，剪切剥离强度3.1mpa。

实施例2

将35份数均分子量为8万的聚甲基丙烯酸甲酯和65份甲基丙烯酸含量为13％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于200℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于200℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在78-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1，分解温度321℃，剪切剥离强度3.6mpa。

实施例3

将30份数均分子量为10万的聚甲基丙烯酸甲酯和70份甲基丙烯酸含量为24％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于200℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于200℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在80-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1，分解温度322℃，剪切剥离强度3.5mpa。

实施例4

将25份数均分子量为15万的聚甲基丙烯酸甲酯和75份甲基丙烯酸含量为25％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于200℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于200℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在80-130℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1，分解温度322℃，剪切剥离强度3.6mpa。

实施例5

将20份数均分子量为10万的聚甲基丙烯酸甲酯和80份甲基丙烯酸含量为24％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于200℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于200℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在90-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子0.9，分解温度321℃，剪切剥离强度3.,7mpa。

实施例6

将40份数均分子量为15万的聚甲基丙烯酸甲酯和60份甲基丙烯酸含量为25％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于220℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于220℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在76-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1.1，分解温度320℃，剪切剥离强度3.2mpa。

实施例7

将35份数均分子量为8万的聚甲基丙烯酸甲酯和65份甲基丙烯酸含量为25％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于200℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于200℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在75-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1.1，分解温度320℃，剪切剥离强度3.5mpa。

实施例8

将30份数均分子量为15万的聚甲基丙烯酸甲酯和70份甲基丙烯酸含量为13％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在220℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于220℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于220℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在80-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1.1，分解温度321℃，剪切剥离强度3.5mpa。

实施例9

将25份数均分子量为8万的聚甲基丙烯酸甲酯和75份甲基丙烯酸含量24％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在200℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于200℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于200℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在75-130℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1，分解温度314℃，剪切剥离强度3.1mpa。

实施例10

将20份数均分子量为15万的聚甲基丙烯酸甲酯和80份甲基丙烯酸含量为13％的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物，在220℃下通过密炼机，熔融混合均匀即可得到阻尼粘接胶体共混物，将得到的阻尼粘接胶体共混物于220℃、10mpa压力下压制成0.3mm阻尼粘接胶体膜片。

将上述膜片夹在两钢板间于220℃、1mpa压力压制成约束阻尼钢板。经测试：在90-140℃的tanδ>0.3，其中最大阻尼因子达1.0，分解温度321℃，剪切剥离强度3.5mpa。