環(huán)氧樹(shù)脂幾乎對(duì)所有的建筑混凝土、金屬、玻璃、纖維、硬質(zhì)塑料等均有很好的粘接力,其固化收縮率也很低,可達(dá)到0. 2%以下[1]。另外環(huán)氧樹(shù)脂的固化物耐老化、耐化學(xué)介質(zhì)性能好,達(dá)到了建筑結(jié)構(gòu)膠應(yīng)具有50年以上壽命的要求[2]。常用的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑主要有聚酰胺類、酮亞胺類、脂環(huán)胺類、聚醚胺類、芳香胺類等。聚酰胺類屬于傳統(tǒng)固化劑,在15~25℃固化很慢,配膠量也大,但當(dāng)溫度高于35℃時(shí),適用期迅速縮短,不便操作,加上黏度太高,無(wú)法容納更多填料而制約了其應(yīng)用。酮亞胺類屬于潛伏性固化劑,雖黏度適宜,但固化過(guò)程中需有水分或胺類參與,且強(qiáng)度尚不能滿足建筑膠標(biāo)準(zhǔn)要求。脂環(huán)胺類和聚醚胺類在高于35℃時(shí)固化較慢,但價(jià)格太高。芳香胺類屬于固體不便于常溫配制。本文采用芳香胺與多環(huán)氧化合物反應(yīng),通過(guò)添加適當(dāng)?shù)幕钚?a href='../../zsk/ct.asp?id=5498' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>稀釋劑和促進(jìn)劑合成一種常溫改性固化劑。該種固化劑在低溫、潮濕下也具有活性,能有效地與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行固化,其與環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)放熱低于通常的脂肪胺及脂環(huán)胺,可以用于大型澆鑄,完全固化產(chǎn)物的熱變形溫度HDT均比一般脂肪胺及脂環(huán)胺高。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要原材料
環(huán)氧樹(shù)脂CYD128、活性稀釋劑EPG660,岳化環(huán)氧樹(shù)脂事業(yè)部;氣相二氧化硅,美國(guó)卡博特;偶聯(lián)劑KH-550,武大新材料有限公司;固化劑HD-MG、促進(jìn)劑DMP-30,湖北大學(xué)化工廠。
1.2 測(cè)試儀器
Instron電液伺服材料實(shí)驗(yàn)機(jī),型號(hào)1341。
1.3 性能測(cè)定
按GB/T 7124—1986膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)定方法(金屬對(duì)金屬)測(cè)定鋼-鋼剪切強(qiáng)度;按GB/T94—1986測(cè)定鋼-鋼不均勻扯離強(qiáng)度;按GB/T2568—1995測(cè)定拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量及伸長(zhǎng)率;按GB/T 2570—1995測(cè)定彎曲強(qiáng)度;按GB/T2569—1995測(cè)定壓縮強(qiáng)度。
1.4 制樣
按GB/T 50367—2006要求處理試樣,制作模具,按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)固化、待測(cè)。
2 結(jié)果與討論
2.1 膠粘劑配方
甲組分是CYD128/EPG660/氣相二氧化硅/KH-550混合物,其質(zhì)量比為100/10~15/適量/1。乙組分是HD-MG(含DMP-30適量)。m甲∶m乙=100∶33。
2.2 HD-MG基本性能及環(huán)氧膠力學(xué)性能
HD-MG胺值: (600±20)mgKOH/g;黏度(25℃): (1200±200)mPa·s; 29℃, 100 g環(huán)氧膠適用期110 min,滿足現(xiàn)場(chǎng)操作適用期30~50 min的要求(普通聚酰胺40℃以下黏度約3 000~30 000mPa·s,不利于操作)。GB/T50367—2006中浸漬膠標(biāo)準(zhǔn)要求如表1所示。
按2. 1配方制備的環(huán)氧膠力學(xué)性能見(jiàn)表2結(jié)合表1、2可以看出:
(1)常溫下隨著固化時(shí)間的延長(zhǎng),固化物力學(xué)性能均有所增長(zhǎng),且在10 d左右基本可以達(dá)到A級(jí)浸漬膠的各項(xiàng)指標(biāo)要求。
(2)80℃/3 h樣品的強(qiáng)度高于常溫/30 d的樣品,且均超過(guò)A級(jí)膠要求,說(shuō)明進(jìn)行中溫后固化有利于提高膠的強(qiáng)度。
(3)
固化膠的伸長(zhǎng)率不太高,說(shuō)明
脆性偏大,需進(jìn)一步改善固化劑
韌性。
3 結(jié)論
通過(guò)對(duì)芳香胺進(jìn)行化學(xué)改性,得到低黏度慢固化的固化劑,用它配制的環(huán)氧膠經(jīng)29℃/7 d或80℃/3 h即可固化,固化物綜合性能良好,達(dá)到或超過(guò)GB/T 50367—2006浸漬膠A級(jí)膠標(biāo)準(zhǔn)。該膠適用期長(zhǎng)、固化溫和,可以在建筑結(jié)構(gòu)加固及相關(guān)行業(yè)使用。但還需進(jìn)一步改善其韌性,使其性能更優(yōu)越。
參考文獻(xiàn)
[1]胡高平,袁紅英,肖衛(wèi)東.金屬用膠粘劑及粘接技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2003. 26.
[2]賀曼羅.建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑施工應(yīng)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社. 2001. 24-26.
[3]胡玉明,吳良義.固化劑[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005. 115-121.
[4] Takahash,i Tsutomn, Nakanwra, et a.l (Sumitomo. chemicalCo.Ltd). JP-koka.i 1999: 99-173, 117.
[5] GB 50367—2006
混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范(摘錄)
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