孙明明1,张斌1, 2,张绪刚1,张密林2,李坚辉1,李奇力1,关常参1
(1.黑龙江省石油化学研究院,黑龙江哈尔滨150040; 2.哈尔滨工程大学,黑龙江哈尔滨150001)
摘要：采用自制的含有改性芳胺结构的复合固化剂,使环氧树脂胶适用期延长,固化速度加快。同时对环氧树 脂增韧剂的添加量进行了考查,对比了其剪切强度和剥离强度,结果表明聚氨酯预聚体对环氧树脂进行改性比较 理想,室温剪切强度可达30. 6MPa,剥离强度可达5. 1 kN·m-1。通过进一步对胶粘剂的固化条件、耐介质性能及 耐湿热老化性能的考查,说明J-200-1D胶粘剂具有优异的工艺性能及耐候性能。
关键词：环氧树脂;多元醇;改性;力学性能
中图分类号：TQ 433. 4+37 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2005)02-0004-03
现代工业的发展对胶粘剂提出了越来越高的要求,一个 很重要的要求就是尽可能地降低固化温度,最好是室温固化。环氧树脂类胶粘剂[1~5]室温固化速度慢,如果为提高固化速度加入促进剂或选用高活性的固化剂,其适用期又会缩 短,甚至爆聚。本文选用自制的含有改性芳胺结构的复合固化剂,并用端异氰酸基聚氨酯预聚体对环氧树脂进行改性, 有效地解决了适用期与固化速度的矛盾,研制出了固化速度快、具有较高剪切强度和剥离强度的J-200-1D胶粘剂。
1 实验部分
1. 1 原材料及规格
端异氰酸基聚氨酯预聚体(简称聚氨酯),自制; CTBN, 工业品,兰州石化;聚硫橡胶121,工业品,锦西化工研究院; 环氧树脂E-51,工业品,无锡树脂厂; 6904固化剂(改性芳 胺),自制;其他固化剂均为市售工业品。
1. 2 实验方法
分别将聚氨酯、CTBN、聚硫橡胶121按一定比例加入到 环氧树脂E-51中,搅拌混合均匀,升温至100℃后保温1 h, 自然冷却备用。加入固化剂混合均匀后,即可粘接试片。
1. 3 测试方法
剪切强度:GB/T 7124-1986。
剥离强度:GB/T 7122-1996。
2 结果与讨论
2. 1 固化剂对性能的影响
固化剂的结构不同,其固化环氧树脂所得固化产物的性能也有很大差别。我们首先对市售的多种环氧树脂固化剂固化环氧树脂E-51的性能进行比较,固化条件为25℃/3 d, 结果如表1所示。
由表1可以看出,聚酰胺类固化剂适用期较长,常温剪切强度也较高,但高温强度较低,固化速度太慢,黏度也较 大,操作不便。脂肪胺及改性脂肪胺类固化剂黏度较小,混胶较容易,但其适用期太短,黏度增加较快,而且其固化物很脆,强度比较低。市售的多种固化剂及其组合效果都不理想,为此我们选用自制的含有改性芳胺结构的6904复合固化剂,其黏度较低,固化环氧树脂适用期适中,固化速度快, 粘接强度明显比其他固化剂高。因此选用6904固化剂进行 试验。
2. 2 增韧剂对性能的影响
6904固化剂工艺性较好,但粘接强度仍不高,尤其是剥 离强度很低,这主要是由于主固化体系仍然较脆,因此我们 使用橡胶弹性体对环氧树脂进行增韧改性。对比了聚氨酯、 CTBN、聚硫橡胶121等的增韧效果。添加量均为20份,固化 条件为25℃/3 d,结果见表2。