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配方中各種因素對(duì)環(huán)氧兩種測(cè)試方法結(jié)果的影響

時(shí)間:2012-05-22 18:20來源:未知 作者:admin 點(diǎn)擊:
(1) 增韌劑 若在建筑 結(jié)構(gòu)膠 配方中不加入增韌劑,膠粘劑的某些粘接性能和某些膠體性能能達(dá)到A級(jí)膠的要求,且耐濕熱老化性能也不錯(cuò)。但由于雙酚A環(huán)氧樹脂本身的脆性,膠粘劑的

 

(1)       增韌劑
若在建筑結(jié)構(gòu)膠配方中不加入增韌劑,膠粘劑的某些粘接性能和某些膠體性能能達(dá)到A級(jí)膠的要求,且耐濕熱老化性能也不錯(cuò)。但由于雙酚A環(huán)氧樹脂本身的脆性,膠粘劑的其他性能,特別是與韌性相關(guān)的性能,如膠體拉伸強(qiáng)度、拉伸伸長率和彎曲強(qiáng)度,鋼-鋼不均勻扯離強(qiáng)度等則較差,根本達(dá)不到A級(jí)膠的要求,甚至很難達(dá)到B級(jí)膠標(biāo)準(zhǔn)。增韌劑的加入在有效提高膠粘劑韌性的同時(shí),往往會(huì)降低膠粘劑的耐濕熱老化性能,主要原因可能有兩種:一、增韌劑的引入降低了環(huán)氧樹脂分子之間的交聯(lián)密度;二、增韌劑對(duì)兩種測(cè)試方法結(jié)果的影響見表1(增韌劑的添加量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的10%)     增韌劑的影響

增韌劑
空白強(qiáng)度(MPa)
國標(biāo)測(cè)試方法
快速測(cè)試方法
快速測(cè)試方法偏差(%)
備注
種類
 
強(qiáng)度(MPa)
下降率(%)
強(qiáng)度(MPa
下降率%
固化劑選用耐濕熱較好的酚醛胺類
聚硫橡膠
19.06
15.98
16.16
16.11
15.48
-0.68
增韌劑1
21.17
17.43
17.67
17.27
18.42
+0.75
增韌劑2
19.44
18.60
4.32
18.42
5.25
+0.93

從表1可看出,快速測(cè)試方法的偏差有正有負(fù),正偏差表明快速測(cè)試方法下的剪切強(qiáng)度下降率高于國標(biāo)測(cè)試方法,負(fù)偏差則正好相反;但正負(fù)偏差的絕對(duì)值均小于1%。
(2)       填料
建筑結(jié)構(gòu)膠所用的填料一般為中性的石英粉(SiO2)。SiO2性能穩(wěn)定,耐酸堿和高溫,幾乎沒有吸濕性,似乎不會(huì)對(duì)膠粘劑的耐濕熱老化性能有負(fù)面影響。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),石英粉的加入降低了膠粘劑的耐濕熱老化性能,且這種負(fù)面效應(yīng)與石英粉的粒徑和粒度分布有關(guān)。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2(填料量占膠粘劑總量的60%)。
                填料的影響

 
 
石英粉粒徑
空白強(qiáng)度MPa
國標(biāo)測(cè)試方法
快速測(cè)試方法
快速測(cè)試方法偏差%
備注
強(qiáng)度MPa
下降率%
下降率%
強(qiáng)度MPa
固化劑選用酚醛胺芳香胺和脂環(huán)胺三元復(fù)配體系
400目
20.36
17.77
12.72
13.06
17.70
+0.34
280目
23.42
21.07
10.03
9.99
21.08
-0.04
400目:280目(1:1)
22.65
20.43
9.80
10.11
20.36
+0.31

粒徑相對(duì)大的石英粉耐濕熱老化性能要好于粒徑小的石英粉,另外不同目數(shù)的石英粉混合使用效果最佳。填料對(duì)兩種測(cè)試方法的影響比增韌劑小,快速測(cè)試方法偏差的絕對(duì)值均小于0.5%。
(3)       觸變劑
氣象法白炭黑用做環(huán)氧樹脂的觸變劑效果最好,較少的用量(一般不超過環(huán)氧樹脂質(zhì)量的5%)就能達(dá)到觸變和防止填料沉降效果,極大的改善了建筑結(jié)構(gòu)膠的施工工藝性能和常溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性。作為一種納米材料,國內(nèi)很多參考資料都有關(guān)于氣相法白炭黑可增強(qiáng)和提高環(huán)氧樹脂膠粘劑性能的報(bào)道。
(4)       偶聯(lián)劑
硅烷偶聯(lián)劑的加入量相對(duì)觸變劑更少(一般是固化劑的1%左右),對(duì)改善結(jié)構(gòu)膠的耐濕熱老化性能效果顯著。
(5)       固化劑
     固化劑的種類直接決定了建筑結(jié)構(gòu)膠的耐濕熱老化性能。文中選用了5中常用的環(huán)氧樹脂固化劑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。
                   固化劑的影響

固化劑種類
空白強(qiáng)度MPa
國標(biāo)測(cè)試方法
快速測(cè)試方法
快速測(cè)試方法偏差%
強(qiáng)度MPa
下降率%
強(qiáng)度MPa
下降率%
聚酰胺
21.36
1.31
93.84
1.44
93.23
-0.61
12.39
14.16
-14.28
14.25
-15.01
-0.73
20.72
15.22
26.54
15.12
27.03
+0.49
16.07
15.86
1.31
15.65
2.61
+1.30
脂環(huán)胺
15.26
17.60
-15.33
17.82
-16.78
-1.45
備注
①主劑中只含有液體環(huán)氧樹脂成分。②下降率為負(fù)表明強(qiáng)度上升。

雖然固化劑的種類不同,耐濕熱老化性能也各異,但兩種測(cè)試方法檢驗(yàn)的結(jié)果一致,且快速測(cè)試方法偏差的絕對(duì)值不超過1.5%。
(6)       完整的配方(疊加效應(yīng))
主劑和固化劑組分只有各個(gè)成分缺一不可,組成完整的配方,才有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。以大連凱華公司四個(gè)實(shí)用配方為例(兩個(gè)碳纖維膠配方、兩個(gè)粘鋼膠配方)得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);除一個(gè)剪切強(qiáng)度下降外,其余三個(gè)配方反而上升,且兩種測(cè)試方法結(jié)果基本相同,快速測(cè)試方法的偏差絕對(duì)值小于0.3%。
                     疊加效應(yīng)的影響

完整配方
空白強(qiáng)度MPa
國標(biāo)測(cè)試方法
快速測(cè)試方法
快速測(cè)試方法偏差%
強(qiáng)度MPa
下降率%
強(qiáng)度MPa
下降率%
碳纖維膠1
24.06
22.66
5.82
22.63
5.94
+0.12
碳纖維膠2
21.87
22.80
-4.25
22.75
-4.02
+0.23
粘鋼膠1
27.93
30.39
-8.81
30.42
-8.92
-0.11
粘鋼膠2
28.85
28.98
-0.45
29.02
-0.59
-0.14

結(jié)論:1)80℃恒溫水浴×7天的測(cè)試方法能快速檢測(cè)出建筑結(jié)構(gòu)膠的耐濕熱老化性能
             2)快速測(cè)試方法和國標(biāo)測(cè)試方法的結(jié)果基本一致。
             3)快速測(cè)試方法偏差絕對(duì)值在不同因素影響下最高不超過1.5%
 
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