高性能环氧树脂胶黏剂研究概况

简要介绍了环氧树脂胶黏剂的分类(根据固化温度的高低、耐热性、用途、固化剂的类型不同等)、组分和固化机理。并对国内外几种高性能环氧树脂胶黏剂的研究成果进行了综述,如:耐热性环氧树脂胶黏剂、高韧性环氧树脂胶黏剂、耐湿性环氧树脂胶黏剂、室温固化环氧树脂胶黏剂及其它功能性环氧树脂胶黏剂。对其发展方向进行展望,环氧胶黏剂将向着高性能化和高功能化方向发展,开发环境友好型、低公害胶黏剂以及引进或开发新型固化剂必将成为研究的热点。     

亚胺改性环氧树脂胶黏剂的研究

采用端羧基亚胺中间体对环氧树脂进行改性,用芳香胺做固化剂,制备了亚胺改性环氧树脂胶黏剂.研究了端羧基亚胺中间体的种类及用量、固化剂种类及用量、固化条件等因素对胶黏剂性能的影响.结果表明,采用分子中含有砜基的亚胺中间体对环氧进行改性、用DDS做固化剂制得的胶黏剂的性能最好.亚胺中间体用量为60phr～70phr、固化剂用量控制在固化剂活泼-H/环氧基为0.6～0.7时,胶黏剂的综合性能较好.适合该胶黏剂的固化条件为200℃/2h 220℃/4h.     

聚酰亚胺改性环氧树脂胶黏剂的研究

环氧树脂和聚酰亚胺的性能具有一定的互补性,用聚酰亚胺对环氧树脂进行改性可以综合两者的优点,得到具有良好机械性能和粘结强度的耐高温环氧胶黏剂。用聚酰亚胺中间体聚酰胺酸(PAA)对环氧树脂(EP)进行改性,加入一定量的端羧基丁腈橡胶(CTBN),用4,4’-二氨基二苯砜(DDS)做固化剂,先在一定温度下进行预反应,然后在一定的工艺条件下固化,通过调节不同的配比,得到具有较高耐热性的环氧树脂胶黏剂。具体研究了PAA用量、DDS用量、CTBN用量对胶黏剂力学性能的影响,筛选较好的配方。采用热重分析仪(TG)和差热扫描量热仪(DSC)等研究胶黏剂的耐热性能,并利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对各树脂进行结构表征,采用扫描电镜(SEM)对固化后胶黏剂的断面形貌进行了分析。     

快干型聚四氟乙烯用复合胶黏剂的研制

将环氧树脂胶黏剂作为组分A、有机硅树脂胶黏剂作为组分B,两种组分复配后得到一种快干型复合胶黏剂,将其应用于聚四氟乙烯材质的黏结。对影响复合胶黏剂反应时间、力学性能、固化速率的因素进行探讨,并对该复合胶黏剂进行红外表征。结果表明:与单一型环氧树脂胶黏剂相比,复合胶黏剂的力学性能明显提高,固化速率也有一定程度提升。     

室温固化耐高温环氧树脂固化剂的研究

合成了一种曼尼希碱型室温固化环氧树脂固化剂,并对它的性能进行了考察,研究了POSS对环氧树脂固化行为、耐热性能、力学性能的影响。结果表明,POSS改性的环氧树脂胶黏剂有更高的耐热性;胶黏剂在100℃左右,放热量最大,反应最为剧烈;热失重随着固化剂含量的增加而提高,但是固化剂的含量对胶黏剂稳定性的影响不大;环氧树脂与固化剂的最佳配比为100∶10。     

基于MF/Malek法的FM94胶黏剂固化反应动力学建模

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对环氧树脂FM94胶黏剂的固化动力学进行了研究。基于Model-Free法,分析了不同升温速率下的DSC曲线,解释了FM94胶黏剂的固化机理,求解了反应活化能E值,并通过Malek法确定了固化机理函数为自催化模型。结果表明,采用Model-Free法与Malek法结合获得的自催化模型与实验数据吻合得较好,求解得到的模型在升温速率为2 K/min～10 K/min下能较为准确地描述环氧树脂FM94胶黏剂的固化反应过程。     

环保型无溶剂环氧封端聚氨酯胶黏剂的研制

无溶剂聚氨酯胶黏剂是一种新型的环保型胶黏剂,有着比水性聚氨酯更加优异的性能。实验采用聚多元醇（PPG、PTMG）、甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料,在特定条件下合成聚氨酯预聚体（PUP）,然后加入环氧树脂（E44）和缩水甘油（Glycidyl）对聚氨酯预聚体进行封端反应,再加入环氧树脂（E44）与活性稀释剂,制备出环保型无溶剂环氧封端聚氨酯/环氧树脂胶黏剂,同时采用固化剂间苯二甲胺（m-XDA）与促进剂2,4,6-二氨基甲基苯酚（DMP-30）固化,大大提升了体系的固化速度。考查了不同配比的聚氨酯与环氧树脂,及采用不同的活性稀释剂对胶黏剂的性能的影响,结果表明：添加了15%的660型稀释剂的G/E-PU（PTMG-2000）/EP（E-44）/活性稀释剂复合体系的黏度仅为0.3Pa.s;加入5%的D-085型稀释剂的G/E-PU（PTMG-2000）/EP（E-44）/活性稀释剂体系其拉伸剪切强度最好,可以达到21.63MPa。     

室温固化耐高低温环氧胶黏剂的研制

研制了一种室温固化耐高低温环氧胶黏剂。E-51与低黏度的711环氧树脂配合使用作为主体树脂,同时使用20%wt的自制增韧剂增韧,胶黏剂的综合性能较好,且具有良好的耐高低温性能。胶黏剂室温固化24h即能接近完全固化,耐介质和耐湿热老化性能优异。所制胶黏剂黏度低,可用于粘接和灌封。     

岩土胶结工程用复合环氧树脂胶黏剂的制备及性能研究

以高渗透改性环氧树脂、乙二胺、活性稀释剂、交联促进剂以及磺化油离子交换剂为主要原料,制备了一种适合岩土胶结工程用的复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2,并通过无侧限抗压强度实验和耐水性能实验对其综合性能进行了评价。实验结果表明,复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2的加量越大,养护时间越长,固化土试件的无侧限抗压强度值和水稳定系数就越大,而随着土样含水率的不断增大,固化土试件的无侧限抗压强度值则呈现出“先升高后降低”的趋势,并且随着浸水时间的延长,固化土试件的水稳定系数逐渐降低。当使用含水率为10%的土样时,在FHZ-2的加量为6%,养护时间为7d的条件下,固化土试件的无侧限抗压强度值可以达到2.65MPa,并且在浸水时间为48h时,固化土试件的水稳定系数仍能达到90%以上。复合型环氧树脂胶黏剂FHZ-2的加入,能够显著提高实验用土样的无侧限抗压强度和水稳定系数。     

耐瞬时高温柔性环氧胶黏剂的制备研究

以有机硅改性环氧树脂和改性胺类固化剂制备了耐瞬时高温柔性环氧胶黏剂。对合成的有机硅改性环氧树脂进行了FT-IR分析,并对胶黏剂的固化行为进行了DSC分析。结果表明:有机硅链段成功的引入到环氧树脂中,制得的胶黏剂起始固化温度在71℃左右,固化放热峰对应107.7℃。胶黏剂具有较好的柔性和粘接性能,断裂伸长率为67.2%,剥离强度为10.2k N/m。其耐热性能优于未改性的环氧树脂胶黏剂,700℃残重为5.1%,可耐350℃瞬时高温,并且具有较好的耐老化性能。     

阻燃环氧树脂胶黏剂的研制

采用以KH-560硅烷偶联剂包覆三聚氰胺多聚磷酸酯（MPP）为阻燃剂,以环氧树脂E-44为基体,制备阻燃环氧树脂胶黏剂。通过对所制得胶黏剂进行剪切强度测试、热失重测试以及阻燃性能测试,研究了包覆阻燃剂对环氧树脂胶黏剂力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,采用包覆处理MPP为阻燃剂制备的阻燃环氧树脂胶黏剂综合性能较好,其剪切强度为19．9MPa,氧指数为31．2。最佳配方为100份环氧树脂、30份阻燃剂、30份固化剂、温度为70℃。     

甲基丙烯酸改性环氧树脂改进环氧胶膜性能研究

甲基丙烯酸(MAA)和环氧树脂(EP)进行反应后,添加偶氮二异丁腈(AIBN)和丙烯酸异辛酯,合成的含有丙烯酸树脂链段的环氧树脂作为增韧剂,制备成环氧胶膜。改性后的环氧树脂胶膜剪切强度及剥离强度明显提高,DSC测试显示体系的耐热性能损失不大,用红外光谱分析了固化过程及其改性过程中的反应情况。结果表明,改性后的EP制备出的树脂固化物具有良好的力学及耐热性能。     

室温固化弹性环氧树脂的初步研究简

在环氧树脂中添加自制的聚氨酯弹性改性剂Qs—P24B和QS—P24R,制备了一系列由硬到软的弹性环氧树脂胶粘剂。随着改性剂QS—P24B用量增加,固化物的T。由50℃左右逐步过渡到-50℃,中间配方的DSC曲线出现高、低2个T8经常温固化7d后有的固化物的拉伸强度可达到10MPa左右,断裂伸长率接近100％．胶粘剂性能与进口胶相当,而成本远低于进口。     

改性环氧丙烯酸酯胶粘剂预聚体增韧改性研究

采用聚乙二醇改性环氧E-44树脂,改性后E-44与α-甲基丙烯酸进行酯化反应,得到改性环氧丙烯酸酯预聚体。由单因素实验确定反应条件如下：第一步反应温度为90℃,第二步反应温度为95℃,聚乙二醇与环氧树脂的物质的量比为0．20：1,催化剂四丁基溴化铵用量为2．0％,阻聚剂对羟基苯甲醚用量为0．05％。红外光谱分析表明,改性环氧丙烯酸酯预聚体合成成功。由改性预聚体配制的胶粘剂粘度减小,拉伸剪切强度可达5．95MPa,180°剥离强度也有所提高。     

Comparison of fracture behavior between acrylic and epoxy adhesives

An experimental study was conducted on the strength of adhesively bonded steel joints, prepared epoxy and acrylic adhesives. At first, to obtain strength characteristics of these adhesives under uniform stress distributions in the adhesive layer, tensile tests for butt, scarf and torsional test for butt joints with thin-wall tube were conducted. Based on the above strength data, the fracture envelope in the normal stress-shear stress plane for the acrylic adhesive was compared with that for the epoxy adhesive. Furthermore, for the epoxy and acrylic adhesives, the effect of stress triaxiality parameter on the failure stress was also investigated. From those comparison, it was found that the effect of stress tri-axiality in the adhesive layer on the joint strength with the epoxy adhesive differed from that with the acrylic adhesive. Fracture toughness tests were then conducted under mode l loading using double cantilever beam (DCB) specimens with the epoxy and acrylic adhesives. The results of the fracture toughness tests revealed continuous crack propagation for the acrylic adhesive, whereas stick-slip type propagation for the epoxy one. Finally, lap shear tests were conducted using lap joints bonded by the epoxy and acrylic adhesives with several lap lengths. The results of the lap shear tests indicated that the shear strength with the epoxy adhesive rapidly decreases with increasing lap length, whereas the shear strength with the acrylic adhesive decreases gently with increasing the lap length.     

接枝改性法制备水性环氧阻燃涂料

用过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,引发接枝单体甲基丙烯酸(MAA)与母体环氧树脂E-44在水溶液中共聚制备接枝共聚物,进而用氨水调节其pH值至7～8,制得环氧-丙烯酸接枝共聚乳液,再加入阻燃剂聚磷酸铵(APP)进一步制得水性环氧阻燃涂料。制备水性环氧阻燃涂料的最佳工艺条件为BPO2%(质量分数,下同),MAA6%,APP6%,接枝共聚温度110℃,制备的水性环氧阻燃涂料具有较好的冲击强度(50kg·cm),良好的附着力(1级)和优异的阻燃性能,达到了B1级阻燃热固性塑料标准。     

脂环族环氧树脂／双酚A环氧树脂共混改性研究

采用脂环族环氧树脂（EPL-4221）与双酚A型环氧树脂E-51共混,用酸酐固化剂和促进剂使其固化,研究脂环族环氧树脂的用量对共混树脂性能的影响及其规律性,包括冲击强度、弯曲强度、拉伸强度、维卡软化点温度、漆膜的粘附力、铅笔硬度、耐磨性以及拉伸剪切强度。结果表明,随脂环族环氧树脂用量的增加,共混树脂的综合性能先增加后降低,脂环族环氧树脂的质量分数为15％-20％时,具有最大值。     

中温固化氰酸酯树脂基体动态热机械分析研究

采用动态热机械分析法详细考察了中温(125℃)固化氰酸酯树脂基体的温度-模量谱,研究了连续温度变化情况下促进剂用量、固化温度、环氧树脂、多官能氰酸酯对树脂基体的模量、损耗、玻璃化转变温度等使用性能的影响。促进剂的加入有效地提高了CE树脂中温固化反应程度和固化物的Tg,加入量在1.5phr时,改性CE树脂的弹性模量在150℃处显现出GPa量级波动,但仍呈玻璃态特征,表观Tg达238℃。提高固化温度,可使DMA曲线上的弹性模量波动消失,180℃固化后的Tg与中温固化的表观Tg相近。采用E-51环氧改性CE树脂,会显著降低树脂的耐热性。E-51用量在10份,Tg在233.5℃,用量到20份以上时,CE树脂的Tg急剧降低。酚醛型氰酸酯CY-5能有效地提高树脂的Tg,用量在20份时,Tg可达289℃。     

动态力学分析法用于评价环氧树脂基体与复合材料耐热性的研究

用动态力学方法（DMA）研究了4种酸酐固化环氧树脂基体及一种拉挤环氧／玻璃纤维复合材料,力学损耗曲线上的损耗峰对应温度为材料的玻璃化温度Tg,弹性模量曲线上的切线玻璃化温度为材料的短时使用耐热温度Tu,弹性模量开始明显下降处为材料的长期使用耐热温度Tr。结果表明,DMA测量环氧树脂基体及其复合材料的玻璃化温度Tg具有很高的灵敏度,△Tg〈1℃;通过Tg可以比较不同环氧树脂基体及改性树脂配方的耐热性,确定最佳树脂配比,评价复合材料的耐热性;根据复合材料试样两次动态力学试验扫描得到的△t可以评价复合材料的制造工艺;根据Tu、Tr可以进一步评价环氧树脂基体及其复合材料的耐热性,为具体用途初选合适的耐热配方。     

丁胺-芴基苯并噁嗪/环氧共混树脂的性能研究

以双酚芴、正丁胺和多聚甲醛为原料,二氧六环为溶剂,通过Mannich缩合反应,合成了高纯度丁胺-芴基苯并噁嗪单体（BF-n-b）。以差式扫描量热仪（DSC）研究了苯并噁嗪单体/E-51环氧共混树脂的固化行为,通过动态热机械分析（DMA）和热重分析（TGA）研究了共混树脂的热机械和热稳定性能。结果表明,采用改进的制备方法简化了苯并噁嗪单体的合成过程,单体收率和纯度显著提高;苯并噁嗪/环氧共聚物的玻璃化转变温度（Tg）达到165~178℃,初始热分解温度（热失重5%）达312~342℃,800℃时残碳率最高达22.4%。