李明轩 胡高平(湖北大学化工厂 武汉 430062)
肖卫东(湖北大学化学与材料科学学院 武汉 430062)
凡是能将多种材料紧密粘合在一起且具有一定实用强度的物质统称为胶黏剂,应用于建筑行业的各类胶黏剂叫做建筑胶黏剂,包括用于建筑结构构件在施工、加固、维修等方面的的建筑胶黏剂,还有应用于室内外装修用建筑装修胶以及用于防水、保温等方面的建筑密封胶和用于建材产品制造及其它设备的各种粘接辅装材料等。在建筑胶黏剂中,环氧树脂作为主剂常常被选用。常用的环氧树脂有缩水甘油基型环氧树脂和环氧化聚烯烃,我国用于建筑胶黏剂的环氧树脂主要是前一类。由于环氧树脂胶黏剂具有粘结力强、工艺性能好、胶层机械强度高、耐介质、耐老化性优良、电绝缘性能好、固化物收缩率小、材料来源广泛,因而得到广泛应用[2]。环氧树脂胶黏剂中,固化剂是不可缺少的组成部分,根据种类可分为有机胺类、有机酸酐类、咪唑类、有机高聚物类和其它类等多种[3]。由于环氧树脂的固化受温度的影响非常明显,很多固化剂在室温下对环氧树脂固化的速度比较适宜,基本上能满足建筑上的需要,但是随着温度的降低,特别在温度降到5℃以下(0℃左右)时,一些固化剂就不能很好地参与固化反应,那么,开发低温固化剂的工作就变得尤其重要。
1 实验部分
1.1 原材料
环氧树脂CYD-128,岳化树脂厂;HDT-31,湖北大学化工厂;DMP-30,湖北大学化工厂;多硫醇,德国进口样品;改性脂肪族聚胺-302,江苏;改性脂肪族聚胺-38,江苏;偶联剂KH-550,武汉大学化工厂;硅微粉(600目),湖州硅微粉厂;轻质CaCO3,湖北;气相SiO2,Cab-o-sil。
1.2 样品制备
1.2.1 剪切样制备
室温下,按CYD—128∶KH-550∶混合填料∶固化剂=100∶1∶20∶30～100质量比,分别将CYD—128与除固化剂外的成分搅匀,最后加入各自的固化剂,混合均匀,然后用排笔刷涂胶于A3铁片(各10组),5℃固化一周以上,待测。1.2.2 抗压样制备 配方与抗剪样相同,在5℃下用一次性塑料杯按以上比例调匀,浇铸成圆台形,上径Φ上=26.0mm,下径Φ上=20.0mm,样高h=25.0mm,各浇铸10个样,5℃放置1周以上,待测。
1.3 性能测试
1.3.1 基本性能测试(见表1)
胺值的测定以每克样品所含胺的摩尔数,以KOH的毫克数来表示;黏度用NDJ-1型旋转黏度计于25℃测定;密度的测定按GB611-88《密度测定通用方法》进行[4]。
1.3.2 力学性能检测
剪切强度和抗压强度测试仪均按HG2-151-65、GB1041-70,采用10吨液压万能试验机(型号WE-10,天水红山试验机厂)进行检测。
2 结果与讨论
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由于要选择低温型的固化剂,一些常温下反应活性较强的固化剂,在低温下(10℃)活性较低,因而对环氧树脂的固化变得很难,特别是在接近0℃时,有些固化剂就基本上停滞了反应。当然,在超低温下的固化研究工作已经有人开展了,只是没有形成一个系统。本文仅限于10℃以下(0℃以上)的环氧树脂固化剂的应用作了一些研究。表2为低温固化时间与低温下的抗剪与抗压强度。从表2可以看出,就低温固化而言,多硫醇、302/38、改性胺-38、302/HDT/DMP都是可选之列,但是考虑到固化物的力学强度及固化剂的价格,选择302/38、改性胺-38、302/ HDT/ DMP,在这几种固化剂中优先选择固化剂302/38,原因有以下三个方面:一是这种固化剂的低温固化活性较强,5℃可以在30min内基本硬化;二是固化物在低温下固化一定的时间具有一定的强度,若配比恰当可得到较高性能的环氧树脂固化物;三是在0℃时,302/38的黏度适宜,可操作性好,与环氧树脂混容性良好。
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