室溫固化環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備及性能研究

《室溫固化環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備及性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、2014年9月第23卷第9期Vol.23No.9，Sep.2014中國膠粘劑CHINAADHESIVES（509）-29-室溫固化環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備及性能研究劉運學(xué)1，姚鵬程1，李蘭1，王旭1，葛大利2（1.沈陽建筑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽110168；2.沈陽中辰鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司，遼寧沈陽110141）摘要：以腰果酚、甲醛和三乙烯四胺為原料，采用一步法制備了環(huán)氧樹脂（EP）用腰果酚醛三乙烯四胺新型固化劑；然后以雙酚A型EP為基體樹脂、腰果酚醛三乙烯四胺為固化劑和聚乙烯醇縮丁醛（PVB）為增韌改性劑，制備了室溫固化EP膠粘劑。研

2、究結(jié)果表明：當(dāng)w（PVB）=10%（相對于EP質(zhì)量而言）時，膠粘劑的拉伸強度（30.58MPa）、沖擊強度（6.30kJ/m2）和剪切強度（17.71MPa）相對最大；此時改性EP膠粘劑的熱穩(wěn)定性相對最好，并且其斷裂方式由脆性斷裂變?yōu)轫g性斷裂。關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂；膠粘劑；增韌；改性；固化劑中圖分類號：TQ433.437文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1004-2849（2014）09-0029-04DOI:10.13416/j.ca.2014.09.0080前言環(huán)氧樹脂（EP）是可通過固化反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂[1]。EP固化前通常呈黏稠狀或固

3、體粉末狀，其主體是帶有環(huán)氧基的低聚物，可借助固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化。以腰果酚為原料制成的改性EP固化劑的優(yōu)點是：具有獨特的分子結(jié)構(gòu)，同時具有一般酚醛胺和低分子聚酰胺的性能特點，而且其黏度低[2]，可室溫快速固化，甚至可在低溫、潮濕環(huán)境中固化；適用期長，固化后產(chǎn)物具有良好的耐水性、耐腐性及施工性；腰果酚是可再生物質(zhì)，可完全或部分取代苯酚，并且其價格低于苯酚[3-7]。未經(jīng)改性的EP膠粘劑雖具有較高的拉伸強度和剪切強度，但其沖擊韌性差、剝離強度和耐熱性較低。因此，通常在EP膠粘劑中加入某些高分子化合物進行改性。聚乙烯醇縮醛屬于線型熱塑性高分子化合

4、物，常用的有聚乙烯醇縮丁醛（PVB）[8]和聚乙烯醇縮甲醛，前者韌性好，后者耐熱性高且與EP的混容性良好?？s醛中的羥基可與EP中的羥基發(fā)生醚化反應(yīng)（起增韌作用），可有效提高改性EP膠粘劑的剝離強度、沖擊強度和剪切強度。本研究以PVB作為增韌改性劑、腰果酚醛三乙烯四胺為固化劑，制備了可室溫固化的改性EP膠粘劑。著重探討了PVB含量對該膠粘劑性能的影響，并對其熱性能和沖擊斷面進行了分析。1試驗部分1.1試驗原料腰果酚，工業(yè)級，棗莊市百黛生物科技有限公司；甲醛、三乙烯四胺、二甲苯，分析純，沈陽市東興試劑廠；環(huán)氧樹脂（EP），工業(yè)級（牌號E-51，雙

5、酚A型），星辰化工新材料股份有限公司；硅烷偶聯(lián)劑（KH-550），工業(yè)級，南京向前化工有限公司；2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30），化學(xué)純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；硅微粉，工業(yè)級（粒徑約23μm），連云港市博奧硅微粉有限公司；聚乙烯醇縮丁醛（PVB），工業(yè)級，上海海頓塑膠有限公司。普通碳鋼（2mm厚），鞍山鋼鐵集團公司。1.2試驗儀器TCS-2000型電子萬能試驗機，高鐵科技股份有限公司；RXJ-22型液晶顯示沖擊試驗機，深圳市瑞格爾儀器有限公司；S-4800型冷場發(fā)射掃描電鏡，日立高新技術(shù)（上海）國際貿(mào)易有限公司；STA44

6、9F3型TG-DSC同步熱分析儀，德國Netzsch儀器制造收稿日期：2014-03-17；修回日期：2014-08-29?；痦椖浚鹤》颗c城鄉(xiāng)建設(shè)部項目資助（2012-K4-31）。作者簡介：劉運學(xué)（1969—），遼寧沈陽人，碩士，副教授，主要從事高分子材料改性及制備工藝等方面的研究。E-mail：13644004218@163.com-30-（510）中國膠粘劑第23卷第9期有限公司；101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；JB90-D型電動攪拌機，上海標(biāo)本模型廠；FA210

7、4N型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司。1.3試驗制備（1）腰果酚醛三乙烯四胺的制備：將75%腰果酚/二甲苯溶液加入到帶有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的三口燒瓶中，按配比加入甲醛，攪拌均勻后升溫至80~90℃，反應(yīng)50min；逐滴加入計量的三乙烯四胺，升溫至（90±5）℃，恒溫回流反應(yīng)60min；降溫至室溫，減壓蒸餾分離出水后，得到所需產(chǎn)品[9]。（2）測試用樣品的制備：將PVB、EP、KH-550、DMP-30和硅微粉在（25±2）℃水浴中混合攪拌均勻后，制得甲組分；乙組分是自制的腰果酚醛三乙烯四胺固化劑。制作試樣時，將甲組分和乙組分按比例混

8、合攪拌均勻，晾置20min；然后將上述物料注入涂有脫模劑的模具中，室溫放置1d，脫模后（25±2）℃固化若干時間即可。1.4測試或表征（1）拉伸強度：