高彈性環(huán)氧封閉膠的研制及應(yīng)用

賴永安(杭州固安科技有限公司 杭州 310011)

引言

環(huán)氧樹脂是一種熱固性樹脂，由于它分子結(jié)構(gòu)含有中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物具有粘結(jié)強(qiáng)度高、附著力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、力學(xué)強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，因此，它廣泛地應(yīng)用于工民建筑、公路橋梁、礦山、隧道的修補(bǔ)粘結(jié)，但其固化物的交聯(lián)密度高，內(nèi)應(yīng)力大，導(dǎo)致其固化物伸長(zhǎng)率低導(dǎo)致易開裂、抗沖擊性能差等缺點(diǎn)。因此，提高其固化物伸長(zhǎng)率備受關(guān)注。本文主要是采用自制增韌劑對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性提高其固化物的伸長(zhǎng)率進(jìn)行研究以及實(shí)際應(yīng)用的效果。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.實(shí)驗(yàn)原材料

環(huán)氧樹脂618，江蘇三木化工股股份有限公司；環(huán)氧活性稀釋劑，安徽新遠(yuǎn)化工有限公司；硅微粉，安徽鳳陽；稠變劑，江蘇常州；偶聯(lián)劑，浙江杭州；固化劑，混合胺，高彈性增韌劑，自制；促進(jìn)劑，江蘇常州。

2.實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備

萬能材料測(cè)試機(jī)，上海百諾

3.基本配方

二、配制工藝

甲組份的配制：將環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、高彈性增韌劑混合均勻，然后，加入硅微粉、稠變劑攪拌混合均勻，抽真空排出氣泡；乙組份的配制：將固化劑、促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑混合均勻，然后，加入硅微粉、稠變劑混合攪拌均勻，抽真空排出氣泡。

三、性能測(cè)試方法

1.配膠

使用重量比配置，甲組份：乙組份=3:1配制混合均勻。

2.制作模型

將配制好的膠水加入到磨具中，填滿趕出氣泡，刮除多余的膠水，凝膠后脫模，常溫保養(yǎng)7天。

3.測(cè)試

拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率按GB/T2568測(cè)試

四、結(jié)果與討論

1.增韌劑份額的確定：

封閉縫隙的膠水目前不少，如聚氨酯、硅酮橡膠、改性環(huán)氧等，由于環(huán)氧具有很多優(yōu)點(diǎn)，價(jià)格相對(duì)低廉、粘結(jié)強(qiáng)度高、施工相對(duì)簡(jiǎn)易、對(duì)施工的環(huán)境要求相對(duì)低等優(yōu)點(diǎn)，所以，我們選用環(huán)氧進(jìn)行改性，為使得改變環(huán)氧的脆性，我選用自行配制的高彈性的增韌劑，它具有與環(huán)氧樹脂的相容性好，并且該材料本身具有一定的環(huán)氧基團(tuán)能夠很好的與固化劑反應(yīng)，與環(huán)氧形成互參的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，防止時(shí)間長(zhǎng)，而導(dǎo)致增韌劑析出的風(fēng)險(xiǎn)，從而降低材料的性能，我設(shè)定方案在無填料的情況下，對(duì)基材通過改變?cè)鲰g劑的質(zhì)量份數(shù)，得到下表的數(shù)據(jù)：

增韌劑份數(shù)拉伸強(qiáng)度M pa伸長(zhǎng)率%5 45 1.8 10 46 8.5 20 30 15.2 30 18 50 40 12 90 50 8 113

從上表可以發(fā)現(xiàn)空白試驗(yàn)隨增韌劑的份數(shù)增加，在一定的范圍內(nèi)，它的伸長(zhǎng)率是不斷的增加的，但是，拉伸強(qiáng)度也是不斷的降低的。

2.填料份額的確定：

作為封閉裂縫用必須要有一定的強(qiáng)度，因此，我選用配方中增韌劑的份額為25%，這時(shí)材料還有一定強(qiáng)度，同時(shí)，還有比較高的伸長(zhǎng)率的前提下，對(duì)填料加入的份額對(duì)膠體性能進(jìn)行考察，由于我采用的環(huán)氧樹脂和固化劑均為液體，加入填料主要目的是為了提高膠水的工藝性便于施工不流淌，另一方面是可以降低成本

填料份數(shù)拉伸強(qiáng)度M pa伸長(zhǎng)率%5 32 40 20 30 27 40 28 18 60 25 12 80 22 8 100 20 3

從上表發(fā)現(xiàn)隨著填料的份數(shù)增加拉伸的強(qiáng)度是降低的，同時(shí)，伸長(zhǎng)率要大幅度的下降

五、應(yīng)用

該材料可用于動(dòng)態(tài)載荷的構(gòu)件裂縫的修復(fù)，在舟山的某座橋由于混凝土出現(xiàn)了裂縫，防止水氣等進(jìn)去腐蝕到里面的結(jié)構(gòu)層鋼筋等，從而會(huì)降低橋的壽命，如果修補(bǔ)的材料剛性過大，沒有足夠的伸長(zhǎng)率，修補(bǔ)的位置本身屬于薄弱的環(huán)節(jié)，很容易出現(xiàn)二次裂開，我們選用伸長(zhǎng)率大于10%的該材料進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)后沒有出現(xiàn)反射或二次裂開的現(xiàn)象，從而可以起到對(duì)橋的保護(hù)延長(zhǎng)橋的使用壽命。

結(jié)論

通過環(huán)氧樹脂的改性使得膠水保證一定的強(qiáng)度，同時(shí)，確保足夠的伸長(zhǎng)率具有實(shí)際的工程應(yīng)用價(jià)值。

[1]王德中。環(huán)氧樹脂生產(chǎn)與應(yīng)用。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[2]修玉英，等。國(guó)內(nèi)外增韌改性環(huán)氧樹脂的研究進(jìn)展。中國(guó)膠粘劑，2007.