為了提高膠粘劑在室溫條件下的固化速度，并改善其力學性能，研究了固化劑含量、填料含量對環(huán)氧樹脂膠粘劑固化速度和力學性能的影響。結(jié)果表明，當固化劑含量為95～100phr，填料含量為60～80phr時，膠粘劑的綜合性能最好;該新型膠粘劑在室溫12min即可快速固化，剪切強度可達13．8MPa，拉伸強度和彎曲強度分別達到了43．1MPa和83．2MPa。
關(guān)鍵詞:快速固化;環(huán)氧樹脂;膠粘劑;力學性能
中圖分類號:TG429 文獻標志碼:A 文章編號:1671-5276(2012)03-0030-04
0 引言
環(huán)氧樹脂膠粘劑具有粘接力強、力學強度高、化學穩(wěn)定性強、絕緣性能好、固化收縮性小、適應(yīng)性強、抗疲勞性好等一系列優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于機械制造、化工防腐、電子、輕工、水利、交通、汽車和宇航等各個領(lǐng)域［1-3］，已經(jīng)成為不可缺少的基礎(chǔ)材料。特別是隨著機械設(shè)備的迅猛發(fā)展，如何進一步提高膠粘劑的性能和縮短其固化時間，以便更好地應(yīng)用于機械制造與維修、化工設(shè)備的防腐與堵漏等特殊工況條件下的實際需要，是亟待解決的重要問題。例如，在軍用機械裝備的戰(zhàn)場搶修或民用機械設(shè)備的現(xiàn)場維修等方面，對膠粘劑的固化速度要求較高，急需室溫快速固化的高性能膠粘劑。但是，目前環(huán)氧樹脂膠粘劑普遍存在的問題是凝膠時間長、強度低、韌性差等缺點［4］，難以滿足苛刻工況條件下工程應(yīng)用的實際要求。文獻［5］研究的室溫固化高性能膠粘劑，雖然粘接強度較高，但凝膠時間需要幾小時。因此，提高環(huán)氧樹脂膠粘劑的固化速度和力學性能，成為膠粘劑研究的重要問題。本文以FS－2B改性胺為固化劑，用E44環(huán)氧樹脂，制備了一種室溫快速固化、高強度、高韌性的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠粘劑，并研究了固化劑含量、填料含量對膠粘劑力學性能的影響。
1 實驗部分
1．1 原材料
試驗的原材料為E44(6101)環(huán)氧樹脂，分析純;高嶺土，粒度1250目;稀釋劑(D－669);消泡劑(BYK141);硅烷偶聯(lián)劑(KH560)，工業(yè)品;固化劑(FS－2B)，常溫固化劑，工業(yè)級;丙酮CH3COCH3，分析純;無水乙醇C2H5OH，分析純。
1．2 試樣制備
a)膠粘劑的制備
A組分的制備:按配方比例將稱量好的環(huán)氧樹脂加入一個潔凈干燥的容器中，放入烘箱加熱到80℃～100℃，保溫10min;依次加入定量的偶聯(lián)劑、稀釋劑、消泡劑沿同一方向充分攪拌均勻，然后加入稱量好的高嶺土沿同一方向充分攪拌冷卻至室溫即得到該膠粘劑的A組分。
B組分的制備:按配方比例將稱量好的固化劑加入一個潔凈干燥的容器中，放入烘箱加熱到80℃～100℃，保溫10min;加入定量的促進劑沿同一方向充分攪拌均勻，冷卻至室溫即得到該膠粘劑的B組分。
使用時，按比例混合均勻，涂到被粘接的部件上即可，固化條件為25℃，15min。
b)試樣制備
1)剪切強度測試試樣:
將上述配好的膠粘劑，按比例稱取膠粘劑的A組分，再向其中加入B組分，經(jīng)攪拌后涂敷于經(jīng)表面清潔處理后的兩個45#鋼試樣表面之間，并使其固化，固化條件為25℃，15min。
2)拉伸和彎曲強度測試試樣:
將配好的A和B混合膠液注入涂有脫模劑的鋼制試樣模具中，使其固化，在室溫下放置30min后脫模，得到澆鑄體拉伸和彎曲強度測試試樣。
1．3 性能測試
采用CMT5105型電子力學性能試驗機測試了澆鑄體試樣的力學性能。其中，剪切強度測試依據(jù)國家標準GB/T7124－1986;拉伸強度測試依據(jù)國家標準GB/T2567－2008;彎曲強度測試依據(jù)國家標準GB/T2567－2008。運用上海市瑞億儀器有限公司生產(chǎn)的GT－6凝膠時間測定儀測定了凝膠時間，測定方法按照ASTMD3056－85規(guī)定進行。
2 結(jié)果與討論
2．1 固化劑含量對膠粘劑固化時間和剪切強度的影響
固化劑參與固化反應(yīng)的含量存在最佳值，固化劑含量過多或過少，所得的固化物的性質(zhì)均比使用最佳含量時要差。根據(jù)使用需要，膠粘劑的兩個主要性能指標為固化時間與剪切強度，所以可以通過測量以上兩個性能來確定最佳配比。經(jīng)過初步理論計算，固化劑理論含量為85phr