阻燃型双组分聚氨酯结构胶的制备及性能研究

制备了一种阻燃双组分PU(聚氨酯)结构胶(其A组分为添加了阻燃增塑剂和阻燃无机填料的羟基组分,B组分为异氰酸酯固化剂),并讨论了聚酯多元醇、阻燃增塑剂和阻燃无机填料等掺量对结构胶强度和阻燃性能的影响。研究结果表明:该结构胶的各项性能优异[阻燃等级达到S4(SGS)级,拉伸强度为8.5 MPa,断裂伸长率为111%,w(固含量)>98%(相对于A组分、B组分混合质量而言)],可以满足高速铁路动车组车身部分结构粘接的要求。     

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。     

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。     

结构胶粘接厚度对建筑幕墙抗形变能力影响分析

隐框式建筑幕墙是当前建筑幕墙设计的主要形式,其结构胶粘接厚度对于幕墙安全性尤为关键,因此分析了结构胶粘接厚度对建筑幕墙抗形变能力影响。根据胶粘剂力学性能中的拉伸弹性模量与剪切模量进行结构胶粘接厚度计算,确定建筑幕墙最佳结构胶粘接厚度,并分析建筑幕墙结构胶变形性能,获取了结构胶拉伸变形同剪切变形的相关性。根据结构胶相关拉伸剪切强度测试标准,利用电子万能测试机进行结构胶粘接厚度对结构胶变形能力的影响测试和结构胶变形对建筑幕墙抗变形能力的影响测试。测试结果显示当结构胶粘接厚度达到最优值后,随着粘接厚度逐渐增加结构胶粘剂拉伸与剪切强度整体表现为逐渐降低状态,而粘接厚度下降则易导致胶粘剂粘接强度下降;结构胶受外力加载条件下产生的变形是建筑幕墙结构变形位移量的20%左右。     

改性环氧乙烯基酯结构胶黏剂的性能研究

以有机蒙脱土作为触变改性剂、以二氧化硅和石棉纤维作为增强改性组分,制备了改性的环氧乙烯基酯结构胶黏剂。研究了有机蒙脱土、二氧化硅及石棉纤维用量对改性的环氧乙烯基酯结构胶黏剂触变性能、力学性能及黏结强度的影响。结果表明:当环氧乙烯基酯树脂∶有机蒙脱土∶二氧化硅∶石棉纤维的质量比为100∶10∶30∶7时,制备的改性胶黏剂具有最优性能。改性胶黏剂的1d压缩强度为58MPa,14d压缩强度为72MPa,14d拉伸强度为30MPa,14d正拉粘结强度为5MPa,正拉破坏形式为混凝土的内聚破坏,垂直施工无挂流现象。     

低气味丙烯酸酯结构胶的研制

制备了一种低气味丙烯酸酯结构胶,并研究了不同低气味单体及用量、增韧剂用量、氧化-还原体系用量等对结构胶性能的影响。配方优化后制备的结构胶的组成包括A组分和B组分,其中,A组分包括:甲基丙烯酸甲酯为20%(wt)、甲基丙烯酸-2-苯氧基乙基为17%(wt)、四氢呋喃甲基丙烯酸酯为17%(wt)、N,N-二甲基苯胺为0.8%(wt),抗冲击剂B-564为36.6%(wt),丁二烯橡胶为3%(wt),液体丁腈树脂Nipol 1312为5%(wt),阻聚剂叔丁基邻苯二酚为0.03%(wt),磷酸酯类金属附着力促进剂0.57%。B组分包括:邻苯二甲酸二丁酯为65%(wt)、过氧化苯甲酰为20%(wt)、抗冲击剂B-564为15%(wt)。A组分与B组分的质量比为10∶1,结构胶的拉伸剪切强度为17.8MPa,断裂伸长率为190%,固化时间为10min。     

水下加固用建筑结构胶的研制

研究了市场上几种固化剂(H01、H02等)、增韧剂(685)及重粉料掺量对水下建筑结构胶性能的影响,从而开发出一种水下加固用建筑结构胶产品。研究结果表明:以H01/H02作为复合固化剂,当w(685)=5%、w(重粉料)=50%(均相对于EP总质量而言)时,结构胶的综合性能相对最好,其拉伸强度(34.7 MPa)、断裂伸长率(1.5%)、拉伸弹性模量(3.2 GPa)、弯曲强度(68.2 MPa)、压缩强度(82.9 MPa)、拉伸剪切强度(室温干态22.3 MPa、水下15.4 MPa)和对接粘接强度(35.6 MPa)等均满足GB 50728—2011标准中的指标要求。     

装配式建筑用硅烷改性聚醚密封胶的制备及性能探讨

试验优选MS预聚物为主体黏料,纳米碳酸钙为填料,复配适量的增塑剂、硅烷偶联剂和催化剂等功能助剂制得适用于装配式建筑的硅烷改性聚醚密封胶。考察了MS预聚物黏度、纳米碳酸钙粒径、增塑剂与偶联剂种类对密封胶性能的影响。试验结果表明,以黏度6s/10g的MS预聚物粘料所制的密封胶模量为0.27MPa、拉伸强度1.33MPa、断裂伸长率670%、100%内聚粘接破坏;采用KS-80与KS-100按照1∶1复配作为密封胶填料,所制MS胶100%模量低、拉伸强度1.08MPa、断裂伸长率942%、弹性恢复率84%;聚醚三元醇增塑剂溶胀性1.9%、拉伸粘接效果好;环氧基LT-560偶联剂制胶,所制密封胶弹性伸长率1170%,100%拉伸模量为0.22%,适用于装配式建筑粘接、密封施工需求。     

缓凝型环氧树脂建筑结构胶的制备与性能研究

以高活性酚醛胺(T-31)为主固化剂、聚酰胺树脂(PA)为辅助固化剂及增韧改性组分、气相白炭黑为触变改性组分,以水泥、超细石英砂及石棉纤维为增稠及增强改性组分,制备了高温施工适用期较长、触变性较好、强度较高及韧性较佳的EP(环氧树脂)建筑结构胶。研究结果表明:该结构胶的适用期为75min,并且垂直施工无流淌现象;该结构胶的1d压缩强度为60MPa、14d压缩强度为80MPa、14d拉伸强度为35MPa、14d剪切强度为17MPa且其与混凝土界面的正拉粘接强度为6.0MPa(界面破坏形式为混凝土内聚破坏),完全满足GB50728—2011标准中的指标要求。     

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。     

激光表面处理提高铝合金胶接接头强度的研究

粘接作为重要的汽车轻量化连接技术之一,胶接接头的强度和性能是我们关注的重点,胶接接头的强度和性能完全取决于胶粘剂接触的表面类型,因此在粘接之前对基材表面进行一定处理是粘接工艺中最重要的环节之一。金属的表面处理包括溶剂擦拭、机械打磨、化学清洗和酸蚀。激光表面处理是一种新型绿色环保的表面处理工艺,它可以高速有效的清洁材料表面附着物,并且改变材料表面微观结构及材料表面自由能及浸润性。从而提高粘接接头十字拉伸强度、单搭接拉伸剪切强度和接头耐水性能。通过激光处理,所有接头的破坏形式由界面破坏转为内聚破坏。对铝合金环氧结构胶2098G胶接接头而言,十字拉伸强度、剪切强度和水浴剪切强度,激光处理后比溶剂擦拭分别提高了17.8%,133.8%,88.1%。对铝合金聚氨酯结构胶TS6015胶接接头而言,十字拉伸强度、剪切强度和水浴剪切强度,激光处理后比溶剂擦拭分别提高了698%,225%,223%。激光表面处理有效的使铝合金胶接接头的强度达到胶的本体强度的94%~100%,是铝合金粘接的有效表面处理方法。     

硫化工艺参数对汽车用天然橡胶胶料减震衬套粘接性能和耐湿热老化性能的影响

采用正交试验研究硫化工艺参数对汽车用天然橡胶（NR）胶料减震衬套粘接性能和耐湿热老化性能的影响。结果表明：湿热老化后NR胶料的邵尔A型硬度增大,拉伸强度和拉断伸长率减小;NR胶料减震衬套粘接性能稳定性最佳的硫化工艺参数组合为：硫化时间600 s,硫化温度155℃,注胶压力21 MPa;在温度为70℃、湿度为85%～100%的条件下湿热老化504 h后,NR胶料减震衬套的最大破坏力平均值为22.74 kN,破坏后覆胶率为100%,满足NR胶料减震衬套的橡胶与金属骨架的粘接要求。     

丙烯酸酯、环氧树脂对聚氨酯胶黏剂性能影响的研究

聚酯218多元醇、环氧树脂(E-51)和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以预聚体法合成预聚物,乙酸乙酯为溶剂(X组分)。而甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)在偶氮二异丁腈(AIBN)引发下,乙酸乙酯为溶剂合成共聚物(Y组分)。将X、Y两组分混合作为A组分,以芳香胺类为主要成分制成B组分。A、B组分混合制得改性的聚氨酯胶黏剂,考察了其力学性能、耐温性能及黏合性能。结果表明,在w(固)=80%,w(NCO)=4%,AIBN为MMA和BMA总质量的1%,m(E-51)∶m(MMA)∶m(BMA)=1∶1∶1时,基材有较大拉伸强度。其它条件固定,w(固)=70%时基材有最大拉伸强度(25.02MPa)和最大剪切强度(7.02MPa)。且经过改性后耐温性有明显的提高。     

机械疲劳对单组分有机硅结构密封胶力学性能的影响

通过机械疲劳试验,研究了单组分有机硅结构密封胶的力学性能随机械疲劳次数、应变幅度的变化。结果表明结构胶疲劳过程中的拉伸载荷在不同应变幅度时的变化趋势相同,均在第2次循环拉伸时出现明显下降,而后开始回升并达到一个最大值,超过一定范围后继续增加疲劳次数,拉伸载荷又开始缓慢下降,但载荷值变化的速度随应变幅度的增大而加快;当应变幅度为±12.5%时,结构胶的拉伸粘接强度在机械循环处理3万次~5万次时略有下降,5万次后强度又回升到初始值,10万次~180万次之间逐渐下降。结构胶最大拉伸强度时的伸长率在不同应变幅度下有着相似的变化趋势:先升再降,后再次上升最后下降,且随着应变幅度的增大,这种趋势变化由缓到急;结构胶经机械疲劳后的断裂位置会偏向基材一侧,且会产生一定程度的界面粘接破坏;取各应变幅度下不同疲劳次数后的粘接强度平均值,对机械疲劳次数作图并对曲线进行拟合可得结构胶拉伸粘接强度与机械循环次数的关系y=-0.0206x+1.0218,可预测一定机械疲劳次数时对应的拉伸粘接强度。     

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。     

新型环氧乙烯基酯建筑结构胶的制备与性能研究

以低黏度的EVER(环氧乙烯基酯树脂)为基体,OMMT(有机蒙脱土)为插层改性剂、二氧化硅(SiO_2)和石棉纤维为增强剂,制备了改性EVER结构胶。研究结果表明:EVER分子链极易插入OMMT的片层之间,形成的物理交联点能显著提高体系的触变性,但体系的拉伸强度明显下降;引入SiO_2和石棉纤维后,体系的压缩强度和拉伸强度明显增强。当m(SiO_2)=30 g、m(石棉纤维)=7 g和m(OMMT)=10 g时,体系的1 d压缩强度为48 MPa、14 d压缩强度为76 MPa、拉伸强度为32 MPa、正拉粘接强度为4.5 MPa且触变性良好,完全满足建筑结构胶的性能要求。     

风电叶片用环氧结构胶的工艺性能研究

研究了混合后晾置时间、固化程度、混合比例和胶层厚度对风电叶片用环氧结构胶粘接性能的影响。采用拉伸剪切强度和等效剥离强度对粘接性能进行表征。研究表明:结构胶混合后晾置90 min再进行粘接,粘接强度最高;Tg达到60℃后,粘接强度处于稳定状态;在正负5%的配比变化范围内,粘接性能稳定;胶层厚度增加,剪切强度呈线性下降趋势,而剥离性能基本稳定。此项研究为风电叶片合模工艺优化提供了技术基础。     

环保无溶剂型双组分聚氨酯结构胶的研制

在传统PU(聚氨酯)胶粘剂组成体系中,以蓖麻油作为PAPI(多亚甲基多苯基异氰酸酯)固化剂的改性剂,并引入芳烃基聚酯多元醇和催化剂等,制备出一种适合工业化生产的环保无溶剂型双组分PU结构胶。研究了固化剂的改性、芳烃基聚酯多元醇类型及含量、无机填料和催化剂含量等对PU结构胶黏度和粘接性能的影响。结果表明:固化剂的适当改性有助于提高PU结构胶的粘接强度;当w[芳烃基聚酯多元醇(样8#)]=18%(相对于B组分质量而言)时,PU结构胶的综合性能相对最好,其剪切强度为10.9 MPa、90°剥离强度为50.2 N/cm;无机物填料的引入虽能降低PU结构胶的生产成本,但也会降低其粘接强度;催化剂的引入能有效提高PU结构胶的固化速率,其含量可根据不同地区、不同季节和不同用途进行调节。     

结构胶粘接后的耐久性试验研究

通过50次冻融循环的套筒植筋粘接强度试验,研究了冻融循环对钢筋与结构胶之间界面粘接性能的影响。试验结果表明:与自然状态下养护的结构胶套筒粘接强度相比,经过冻融循环试验后的套筒结构胶的粘接强度仅降低了5.85%;结构胶具有良好的粘接耐久性。     

混凝土裂缝修复用环氧树脂压注胶的制备与性能研究

以低黏度EP(环氧树脂)、固化剂(593)、复合稀释剂(501和692)、偶联剂(KH-560)及消泡剂(B-313)等为主要原料,制备了可用于宽度0.05~1.50 mm的混凝土裂缝修复的EP压注胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(501)∶m(692)∶m(593)∶m(KH-560)∶m(B-313)=100∶10∶10∶30∶2∶0.5时,制备的EP压注胶之综合性能相对最优(黏度为143 m Pa·s、适用期为42 min、压缩强度为54 MPa、拉伸强度为33 MPa和弯曲强度为42 MPa),并呈非脆性破坏特征;该EP压注胶的粘接剪切强度为17 MPa、正拉粘接强度为4 MPa和界面破坏形式为混凝土内聚破坏,完全满足GB 50728—2011标准中的指标要求。