(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%) 表1 增韌劑的影響
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%)。
表2 填料的影響
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
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
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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