环氧树脂用聚酰胺固化剂的合成与性能

以二乙烯三胺(DETA)和丙烯酸甲酯(MA)的迈克尔加成产物DETA-MA作为自缩聚单体,以聚醚胺(D230)作为封端剂,采用溶液缩聚法制备了环氧树脂(EP)用线性聚酰胺固化剂。研究结果表明:加入封端剂的初始时间为20 h,最终固化剂的黏度(25℃)为2 010 m Pa·s、胺值为253 mg/g;利用红外光谱(FT-IR)跟踪了缩聚反应进程,通过核磁共振氢谱(1H-NMR)证明了D230可以作为有效的封端剂;当w(固化剂)=80%(相对于EP质量而言)时,EP/低温固化剂体系经室温25℃固化7 d后,相应固化物的综合性能良好,其压缩强度为79 MPa、钢-钢拉伸剪切强度为14.3 MPa、拉伸强度为46 MPa和断裂伸长率为5.8%。     

商用环氧树脂结构胶在无人机上的应用研究

以Lord 320/322为EP(环氧树脂)基体,采用不同的原料配比制备了EP结构胶,并测定了该结构胶的高低温拉伸剪切强度,进而验证了其在无人机胶接装配中的适用性。研究结果表明:m(Lord320/322)∶m(固化剂)质量比在(1.25~2.00)∶1范围内可调,并且能满足复合材料胶接件在冬季、夏季的使用要求;当m(Lord 320/322)∶m(固化剂)=1.25∶1时,EP结构胶在-50℃、常温和65℃时的拉伸剪切强度优异,其室温固化8 h后的拉伸剪切强度可达到固化24 h后的60%,并且具有快速固化的特点。     

低温环氧树脂建筑结构胶的制备和性能研究

以低温时仍具有较好流动性的新型EP(环氧树脂)为主剂,低黏度高活性固化剂(牌号593)和促进剂(牌号DMP-30)为复合固化体系,填料水泥、白炭黑及石棉纤维为增稠、增强改性组分,制备了低温环境中施工性能较好、早期(1 d压缩)强度较高的新型EP建筑结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(593)∶m(DMP-30)∶m(水泥)∶m(白炭黑)∶m(石棉纤维)=100∶30∶2∶125∶115∶10时,制备的胶粘剂具有相对最好的综合性能[如适用期为105 min、涂胶厚度为3 mm时无流挂现象、1 d压缩强度为65 MPa、14 d压缩强度为90 MPa、14 d拉伸强度为34 MPa、14 d正拉粘接强度为6.0 MPa和正拉破坏形式为混凝土内聚破坏],完全满足建筑结构胶的使用要求。     

室温固化双组分环氧树脂结构胶的研究

以环氧树脂(EP)和二乙烯三胺基甘油正丁基醚(593)固化剂为基体,以自制底胶和预处理过的石英粉为填料,制取室温固化双组分EP结构胶。研究了不同配方、粘接工艺对EP结构胶粘接性能的影响。实验结果表明,该EP结构胶在室温条件下具有优异的粘接性能,用于粘接45#钢/钢时,其室温拉伸剪切强度为27.4MPa;该EP结构胶浇铸体的拉伸强度为44.6MPa,拉伸模量为6.82GPa;一种新的自制底胶和经KH-560偶联剂处理过的石英粉填料是拉伸剪切强度显著提高的关键因素。     

可低温快速固化双组分环氧树脂胶粘剂的制备

以低黏度改性双酚A型环氧树脂(牌号EP116)、双酚F型环氧树脂(牌号EP162)为主体树脂,通过对双组分EP(环氧树脂)胶粘剂的主体树脂和固化剂进行选择与优化,制备了可低温快速固化的双组分EP胶粘剂。研究结果表明:当A组分的主体树脂中m(EP116)∶m(EP162)=1∶1、混合脂肪胺6610(含苯环)为固化剂和w(增韧剂聚丙二醇)=4%(相对于EP总质量而言)时,胶粘剂具有相对较好的低温(0℃)固化性能,表干时间为30 min,并且可4 h硬化;固化2 d后,胶粘剂固化物的冲击强度为10.084 k J/m2,拉伸强度、拉伸剪切强度和压缩剪切强度分别为25.34、12.60、14.90 MPa。     

钢筘用室温固化双组分环氧树脂胶粘剂的研究

纺织器材钢筘用RTV(室温固化)型胶粘剂存在着拉伸剪切强度低、黏度对温度敏感和气味刺鼻等问题,故采用纳米SiO_2(二氧化硅)、热塑性树脂PSF(聚砜)、高Mr(相对分子质量)的EP(环氧树脂)(牌号CYD-128、CYD-014)和聚醚胺对RTV型胶粘剂进行改性。研究结果表明:聚醚胺对固化剂组分进行改性,能有效改善胶粘剂的气味等问题;当w(PSF)=1%、w(CYD-014)=5%时,两者对EP组分的改性效果相对最好;当m(改性EP组分)∶m(改性固化剂组分)=2∶1时,改性胶粘剂具有良好的综合性能,其室温拉伸剪切强度为20.79 MPa、固化放热量为156.5 J/g、黏度对温度的敏感性降低且气味得到改善,完全能够满足实际使用要求。     

低黏度耐超低温室温固化环氧树脂密封剂

以四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯[711EP(环氧树脂)]为基体、二乙二醇缩水甘油醚(JX-023)为柔性改性剂和二乙烯三胺(DETA)为固化剂,制备可室温(25℃)固化的高性能EP密封剂,并采用单因素试验法优选出制备EP密封剂的最优配方。研究结果表明:当m(711EP)∶m(JX-023)∶m(DETA)=1∶1∶3时,EP密封剂的室温综合性能相对最好;其低温(-196℃)剪切强度(16.5 MPa)和低温剥离强度(31.2 kN/m)接近于室温性能,同时其耐高低温(-196～100℃)循环性能优异,初始黏度低于0.1 Pa.s;该EP密封剂可用于超低温领域及微小部件的粘接与密封。     

中温固化单组分EP结构胶的研究

利用超细微双氰胺固化剂与自制脲促进剂制成了单组分环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当w(促进剂)=1%、w(固化剂)=6%时,该EP结构胶可中温固化(125℃固化1 h),其室温储存期超过180 d;该EP结构胶经质量分数为20%的聚酰胺酰亚胺(PAI)增韧后,其T型剥离强度(1.30 kN/m)提高了8倍左右,25、150℃时的拉伸剪切强度为36.8、6.7 MPa,热分解温度大于300℃,说明其具有一定的耐温性能。     

端环氧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂结构胶的研究

采用ETBN(端环氧基液体丁腈橡胶)增韧EP(环氧树脂),制备了单组分EP结构胶。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段对结构胶的拉伸剪切强度及微观结构进行了表征。结果表明:制备该结构胶的适宜条件为m(EP):m(ETBN)=20:3,80℃均匀搅拌20 min,130℃固化1 h;由该结构胶制成的钢-钢胶接件,其室温拉伸剪切强度为23.66 MPa,并且其耐介质性能良好,说明ETBN对EP的增韧效果较好。     

汽车用耐高温结构胶的研制

以双组分环氧树脂(EP)为基体树脂、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)改性双马来酰亚胺(BMI)为固化剂,采用共混法制备出一种汽车同步器用耐高温结构胶。采用差示扫描量热(DSC)法、热重分析(TGA)法和动态力学分析(DMA)法考察了不同固化工艺和不同配方对结构胶的粘接性能、耐热性能及耐冻融循环性能等影响。结果表明:当m(双组分EP)∶m(预聚体或固化剂)=1.0∶1.0以及采用阶梯升温固化工艺"150℃/1 h→180℃/2 h→200℃/1 h"时,该结构胶具有良好的粘接性能(用于碳纤维与金属间粘接时)和工艺性能,其室温剪切强度为33.9 MPa、180℃剪切强度为23.7 MPa;该结构胶可在低于180℃环境中长期使用,并完全满足汽车同步器的使用要求。     

间苯二胺/低分子聚酰胺协同固化EP胶粘剂的研究

在EP(环氧树脂)/低分子PA(聚酰胺)胶粘剂体系中,通过添加适量的改性液体m-PDA(间苯二胺)固化剂,能明显提高胶粘剂体系的力学性能。研究结果表明:当m(EP)∶m(PA)=10∶5时,胶粘剂的综合力学性能最佳;当固化剂中m(m-PDA)∶m(PA)=31.03∶100时,相应胶粘剂的剪切强度(17.68 MPa)和压缩强度(94.34 MPa)俱佳,其EP/低分子PA/m-PDA固化体系的表观活化能(49.39 kJ/mol)介于EP/PA固化体系(59.11 kJ/mol)和EP/m-PDA固化体系(42.15 kJ/mol)之间。     

环氧树脂室温固化体系的研制及性能研究

以兼具引发剂和稀释剂功能的自制BH-1为固化剂,通过引入低黏度活性稀释剂,制备室温固化EP(环氧树脂)胶粘剂;然后以EP/BH-1/活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料,制备相应的复合材料。研究结果表明:当w(BH-1)=4%时,EP浇铸体的室温(25℃)凝胶时间约为8.5 h和玻璃化转变温度(Tg)为130.9℃,并具有优异的力学性能,其冲击强度为50.0 kJ/m2、拉伸强度和模量分别为0.075 GPa和2.80 GPa、弯曲强度和模量分别为0.136 GPa和3.02 GPa;当m(EP)∶m(BH-1)∶m(活性稀释剂)=100∶4∶10时,复合材料的弯曲强度(0.984 GPa)和层间剪切强度(56.1 MPa)分别提高了26.4%和15.2%。     

钝化2-乙基-4-甲基咪唑/环氧树脂低温固化体系研究

测定了三种α-甲基丙烯酸钝化2-乙基-4-甲基咪唑固化环氧树脂(EP)体系的凝胶时间及固化反应放热曲线,制定了EP固化体系的固化工艺条件,并对这三种EP固化体系的室温(20℃)储存特性及其浇铸体的综合性能进行了比较。结果表明:这三种EP固化体系均可在80℃时快速固化,浇铸体的固化工艺条件为80℃/4 h;当m(E-51)∶m(Eg-031)∶m(固化剂)=25∶25∶2时,EP固化体系预浸料具有最长的储存期(15 d),是综合性能优良的低成本复合材料制造用基体树脂,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和热变形温度分别为109.3 MPa、3.0 GPa、7.76 kJ/m2和125℃。     

高温固化环氧树脂胶粘剂的研究

以酚醛环氧树脂(F-51)、不同种类的固化剂和填料等为主要原料,配制不同的EP(环氧树脂)双组分复合材料修补用胶粘剂。采用单因素试验法优选出制备EP胶粘剂的较佳工艺条件。结果表明:当m(F-51)∶m(固化剂PA651)=100∶55、m(气相白炭黑)∶m(高岭土)=15∶80时,制成的EP双组分胶粘剂可在较高温度(室温/1 d→170℃/1 h)条件下固化,其剪切强度为13.8 MPa、压缩强度为85.1 MPa和压缩模量为5.7 GPa,并且其凝胶时间较长、流动性控制性较好、耐介质浸泡性和操作方便性俱佳,完全满足复合材料修补用胶粘剂的使用要求。     

端氨基聚脲增韧固化环氧树脂胶粘剂的研究

为了提高环氧树脂(EP)胶粘剂的韧性,利用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与氨基聚醚进行反应,然后进一步与二乙烯三胺反应合成了二乙烯三胺封端的端氨基聚脲;并以此作为EP的固化剂和增韧剂,制备了高断裂伸长率的EP胶粘剂。实验结果表明,当m(EP)∶m(端氨基聚脲)∶m(三乙烯四胺)=58.8∶39.2∶2.0时,制得的EP胶粘剂的室温拉伸强度为16.2 MPa,断裂伸长率为56%;50℃时的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为35%;该EP胶粘剂在50℃×16 h或25℃×50 h条件下可以完全固化。     

曼尼希改性二乙烯三胺环氧建筑胶固化剂的制备

选用苯酚（P）、甲醛（F）对二乙烯三胺（DETA）进行曼尼希反应改性,研究了产物黏度、胺值与原料配比的关系。将改性的固化剂与环氧树脂E51进行配胶浇注,研究了胶体的力学性能与潮湿环境下的粘接性能。结果表明,P、DETA与F物质的量比[n（P）：n（DETA）：n（F）]=1．5：1．5：1．5的产物综合性能最佳。该固化剂黏度适宜（6542mPa·s）,与E51配胶浇注后,拉伸强度为40MPa,压缩强度达80MPa,潮湿环境下的钢一钢剪切强度为9．2MPa,与混凝土的粘接拉伸强度达47MPa,为混凝土内聚破坏。     

固化剂对低温固化环氧建筑胶性能的影响

研究了6种不同固化体系在-12～0℃温度下的固化情况,探讨了不同固化剂对胶粘剂固化反应速度、压缩强度及钢一钢拉伸剪切强度的影响。试验结果表明,MS-0021固化剂各项性能优于其他固化剂,其压缩强度值为62．56MPa,钢－钢拉伸剪切强度值为1523MPa,可满足胶粘剂的冬季施工要求。