水下环氧树脂固化剂在水利工程应用中的技术与性能

传统的固化剂只适用于干燥的粘接物上,随着我国固化剂的不断更新、升级,水下也可以是用固化剂。本文将主要研究水下环氧树脂固化剂应用于水利工程中,因为水利工程的发展能够对我国的经济、生活起到直接的促进作用。本文通过实验研究的方法,研究七种不同的水下环氧树脂固化剂的黏度、凝胶时间、拉伸剪切强度和压缩强度,每种固化剂都有其各自的不同性能。研究结论表明:胶粘剂的黏度与剪切破坏应力成正比关系,所以需要将高黏度和低黏度的固化剂进行复配,制作出黏度小、剪切破坏应力大的胶粘剂;凝胶时间在1h左右是最为合适的,301P固化剂的凝胶时间正好为1h;301P和810这两种固化剂的剪切强度最大;胶粘剂的压缩强度普遍比剪切强度要高。综合7种固化剂的性能,可以得出301P固化剂较为适合应用于水利工程中,能起到很好的粘接性能,而且也有利于施工。     

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。     

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。     

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。     

铅酸蓄电池用密封胶的配比对性能的影响

以改性环氧树脂(EP)与改性芳香胺固化剂为原料制备铅酸蓄电池极柱灌封用密封胶,着重研究了改性EP与固化剂的配比对胶粘剂性能的影响。实验结果表明,改性EP与固化剂配比对胶粘剂的初步固化时间、热变形温度、剪切强度和拉伸强度的影响显著;3种配比的胶粘剂耐酸碱性能均较好;当m(改性EP)∶m(固化剂)=100∶50时胶粘剂的综合性能最优,其初步固化时间为6 h、热变形温度为97℃、拉伸强度为72 MPa、剪切强度为3.56 MPa且对ABS的粘接达到材料破坏的程度。该胶粘剂室温固化具有一定的适用期,并具有良好的粘接性能、耐久性能和耐酸性能,可以满足蓄电池极柱灌封和粘接的技术要求。     

新型水下结构胶的性能研究

以聚醚胺和聚酰胺为原料制备的水下固化剂作为研究对象,探讨了干燥下/水下固化体系的剪切强度,以及干燥下固化体系的其他性能。结果表明,聚醚胺和聚酰胺复配固化剂体系具有较好的粘接性能,在水下的剪切强度下降很少。放置7 d,干燥下/水下的拉伸剪切强度均大于18.0 MPa;干燥下压缩强度大于65 MPa,弯曲强度大于65 MPa,拉伸强度大于45MPa,断裂伸长率大于2.5%;水温及水下放置时间对粘接性能影响较大,最长放置60 d,水下固化体系的剪切强度大于14.0 MPa。     

适用于低温固化的低黏度高强度环氧树脂结构胶

以碳酸丙烯酯(PC)为活性稀释剂、自制增韧型421固化剂/快固型DETA(二乙烯三胺)固化剂作为复合固化剂,制备环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(PC)∶m(421)∶m(DETA)=100∶20∶24∶6.0时,EP结构胶的初始黏度(60 mPa.s)相对较低,其强度和韧性俱佳(拉伸强度为45 MPa、压缩强度为70 MPa和钢/钢剪切强度为12.0 MPa);该EP结构胶可低温固化(5℃或常温固化7 d后的拉伸强度基本一致),也是一款适用于冬季施工的低黏度高强度EP结构胶。     

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%。     

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。     

API固化反应过程的特性研究

使用不同性能的多官能度异氰酸酯作为水性高分子异氰酸酯(API)胶粘剂的交联固化剂,当主剂与交联固化剂混合均匀时,考察了不同种类羧基丁苯(SBR)胶乳及不同性能的交联固化剂对胶粘剂在固化过程中的黏度、胶接剪切强度和固化速率的影响,探索了API胶粘剂的固化反应机制,并且利用差示扫描量热(DSC)法研究了API胶粘剂的固化反应速率随温度变化的规律。研究结果表明,SBR-1的适用期达到2h,最大剪切强度为5.5 MPa;交联固化剂的种类是影响API胶粘剂适用期和胶接性能的重要因素,环境温度和胶液调配后的放置时间是影响API胶粘剂固化反应速率的重要因素。     

新型快速固化环氧树脂胶粘剂的制备及性能

以己二酸、多胺(如二乙烯三胺、三乙烯四胺或多乙烯多胺等)为原料,采用熔融缩聚法合成了3种低黏度、低毒性且可室温固化的环氧树脂(EP)胶粘剂用聚酰胺固化剂(PA1、PA2或PA3)。探讨了固化剂含量对EP胶粘剂的固化速率和粘接性能等影响,并采用单因素试验法优选出EP/固化剂的最佳配比。结果表明:EP胶粘剂的固化速率和剥离强度依次为EP/PA1胶粘剂>EP/PA2胶粘剂>EP/PA3胶粘剂;当m(PA1):m(EP)=0.6:1.0、w(促进剂)=1.0%(相对于EP质量而言)、固化温度为80℃和固化时间为60min时,相应胶粘剂的适用期较长,并且加热后能快速固化,而且用该胶粘剂制备的包封膜经处理后,其综合性能良好,可满足柔性印刷电路板(FPC)的生产要求。     

Structural Adhesive Bonds to Primers Electrodeposited on Steel

Adhesive bond strength and durability were investigated for steel substrates which had been cathodically electroprimed before bonding. Lap shear and torsional impact strengths of two model epoxy adhesives were evaluated. Very poor strengths and durability were found for one adhesive, which was cured with a mixture of three amine curing agents. Scanning electron microscopy and analysis of primer susceptibility to interaction with the curing agents suggested that, for the high concentrations of curing agent in the amine-cured adhesive, chemical and physical degradation of the primer occurred during cure at elevated temperature.

For the second adhesive, which was cured with a single imidazole catalyst, excellent strength and durability were obtained, with no evidence of primer degradation. Surprisingly, for this adhesive, strengths to primed steel were up to 88% higher than to cleaned (i.e., degreased) bare steel. The concurrent improvements in environmental durability over bare steel, as assessed by water immersion and salt spray accelerated exposures, were attributed to the more favourable surface energetics of the adhesive/primer interface.     

Rheological investigation of cure kinetics and adhesive strength of polyurethane acrylate adhesive

In this work, we used rheological techniques to study both the cure characteristics and the degree of cure of polyurethane acrylate adhesive, a type of reactive adhesive used in hard disk component assembly. These results were then correlated with the tensile shear strengths of adhesives. Here, the cure characteristics of polyurethane adhesive were investigated at isothermal conditions ranging from 25 to 120°C. From the rheological results, the gelation time, the vitrification time, as well as the time required to reach the maximum degree of cure, decreased when increasing the curing temperature. The cure rates of adhesive increased with temperature in three temperature ranges, which were retardation zone, vitrification zone, and reaction‐controlled zone. The cure rates in these zones were controlled by slow diffusion, fast diffusion, and the rate of reaction, respectively. From the temperature sweep of fully‐cured adhesives, we found that the crosslinking level of adhesives increased with curing temperatures at different rates depending on the temperature zones as well. Moreover, the adhesive strength measured by tensile shear test was found to also increase correspondingly with the adhesives' T_g, indicating that the crosslinking level directly affected the adhesive strength. The strong dependence of adhesive strength with crosslinking level indicates that the crosslinking level was essential for high adhesive strength. The correlation of cure characteristics and adhesive strengths at various curing temperatures performed in this study can further provide useful information for planning appropriate curing schemes of polyurethane acrylate adhesives used in electronic and other industries. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

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。     

风电叶片用EP胶粘剂的研究

以不同增韧剂改性EP(环氧树脂)为基体树脂,采用曼尼希改性胺为固化剂制备了不同改性EP胶粘剂。研究结果表明:当增韧剂为聚氨酯(PU)预聚体时,相应的改性EP胶粘剂的粘接性能优异;在上述体系中加入玻璃纤维增强填料后,相应的改性EP胶粘剂的综合力学性能和粘接性能俱佳,其拉伸强度超过75.00 MPa、拉伸模量超过4.00 GPa、断裂伸长率超过4.00%且90°剥离强度超过10.00 kN/m,属于高韧性EP胶粘剂,并且完全满足风电叶片的使用要求。     

固化温度对缓凝黏合剂固化时间和强度的影响

为研究固化温度对缓凝黏合剂固化时间和强度的影响,将缓凝黏合剂在固化温度分别为25、45、65、85 ℃的条件下养护。通过邵氏硬度试验研究了3种缓凝黏合剂在不同固化温度条件下的固化速率,测试了缓凝黏合剂在不同固化温度条件下的拉伸剪切强度、抗折强度和抗压强度。结果表明,固化温度越高,缓凝黏合剂固化时间越短,以25 ℃为基准,45 ℃条件下的固化时间缩短约50 %,45 ℃以上,温度每升高20 ℃,固化时间缩短约10 %;以25 ℃条件下的强度为基准,缓凝黏合剂在不同固化温度条件下拉伸剪切强度的变化率在6 %内,抗折强度的增加率在6 %~45 %,抗压强度的增加率在9 %~50 %。     

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%。