腰果殼油改性酚醛胺環(huán)氧樹(shù)脂固化劑性能研究

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1、收稿日期:2013-08-29作者簡(jiǎn)介:趙明亮(1980-),男,碩士,研究方向:環(huán)氧固化劑的改性及應(yīng)用。E-mail:zmlld@163.com。研究報(bào)告及專(zhuān)論特約專(zhuān)欄新專(zhuān)利腰果殼油改性酚醛胺環(huán)氧樹(shù)脂固化劑性能研究趙明亮1,KIMYun-mi2(1.卡德萊化工(珠海)有限公司,廣東珠海519050;2.CardoliteCorporation,MonmouthJunction,NewJersey08852,USA)摘要:對(duì)比了酚醛胺NX-2003D及聚酰胺Versamid140與環(huán)氧樹(shù)脂Epon828膠粘劑的力學(xué)強(qiáng)度,

2、及在室溫、低溫、潮濕面的粘接強(qiáng)度。通過(guò)設(shè)計(jì)的建筑膠配方,研究了其室溫及低溫的粘接強(qiáng)度增長(zhǎng)速度,及耐濕熱老化性能。結(jié)果表明,在常溫固化時(shí),NX-2003D體系具有與Versamid140體系相近的良好力學(xué)強(qiáng)度及粘接性能;但在低溫條件下,NX-2003D體系表現(xiàn)出優(yōu)于聚酰胺140體系的固化性能,在0℃固化7d及14d后,NX-2003D體系的拉伸剪切強(qiáng)度分別達(dá)到5MPa及11MPa以上,可以滿(mǎn)足使用要求。NX-2003D體系的耐濕熱老化性能及對(duì)潮濕面的粘接強(qiáng)度,也明顯優(yōu)于聚酰胺140體系。關(guān)鍵詞:酚醛胺;環(huán)氧樹(shù)脂建筑膠;低溫

3、固化;潮濕面固化;濕熱老化中圖分類(lèi)號(hào):TQ433.4+37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-5922(2014)02-0057-041前言隨著建筑科技的發(fā)展和新興建材的大量應(yīng)用,建筑用結(jié)構(gòu)膠的需求日益增大。特別是環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠,在建筑加固、石材干掛、混凝土修補(bǔ)等方面得到了廣泛應(yīng)用[1~3]。對(duì)一些苛刻的自然條件,如冬季的低溫,大壩、碼頭等潮濕的基材等,環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠性能尚不理想。針對(duì)上述局限,本公司以腰果殼油為原料,開(kāi)發(fā)出酚醛胺固化劑NX-2003D,與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)配后,具有低溫固化快、對(duì)潮濕面粘接強(qiáng)度高、耐濕熱老化性能好等特

4、2.1實(shí)驗(yàn)原料雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂Epon828,EEW=190,邁圖;固化劑NX-2003D,AHEW=95,卡德萊化工;固化劑Versamid140,AHEW=95,科寧;其他原材料,工業(yè)級(jí),市購(gòu)。2.2實(shí)驗(yàn)儀器萬(wàn)能電子材料試驗(yàn)機(jī)AGS-X10KN,島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司;低溫烘箱,ThermoSCIENTIFIC。2.3試樣制備拉伸、壓縮及彎曲試樣:將環(huán)氧樹(shù)脂Epon828與固化劑按當(dāng)量配比混合均勻,真空脫泡后倒入相應(yīng)模具點(diǎn),大大改善了現(xiàn)有環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠在這些苛刻條件下的中,25℃固化7d后,脫模,備測(cè)試。不足。拉伸

5、剪切強(qiáng)度試樣:將環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑按當(dāng)量配比混合均勻后,涂膠于噴砂后的45號(hào)碳鋼試片,粘接面2實(shí)驗(yàn)部分積12.5mm×25mm,壓合,固定,在相應(yīng)條件下固化后,備測(cè)試。其中潮濕面粘接試樣制備是將試片浸水后,潮濕狀態(tài)下涂膠,粘接。拉伸剪切強(qiáng)度按照GB/T7124—2008《膠粘劑拉伸2.4性能測(cè)試剪切強(qiáng)度的測(cè)定》進(jìn)行,加載速率為9mm/min。拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度按照GB/T快速水浴老化按照GB50550—2010附錄J《結(jié)構(gòu)用2567—2008《樹(shù)脂澆注體性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行,拉伸速粘接材料濕熱老化性能現(xiàn)場(chǎng)快速?gòu)?fù)驗(yàn)方

6、法》及評(píng)定標(biāo)率為2mm/min,壓縮速率為5mm/min,彎曲強(qiáng)度速率準(zhǔn),在80℃水浴中老化168h。研究報(bào)告及專(zhuān)論綜述特約專(zhuān)欄應(yīng)用技術(shù)新專(zhuān)利為10mm/min。表1不同固化劑的環(huán)氧膠力學(xué)強(qiáng)度(25℃/7d固化)Tab.1MechanicalstrengthofEpon828adhesivescuredwithdifferentcuringagents,at25℃/7dNX-2003DVersamid140拉伸強(qiáng)度/MPa5153彎曲強(qiáng)度/MPa10894壓縮強(qiáng)度/MPa75843結(jié)果與討論3.3不同固化劑的性能

7、比較3.3.1測(cè)試配方3.1不同固化劑的環(huán)氧膠力學(xué)性能表2為常見(jiàn)的環(huán)氧建筑膠配方,添加了環(huán)氧樹(shù)脂、固從表1可以看到,NX-2003D固化劑與聚酰胺140相化劑、偶聯(lián)劑、抗沉降劑及觸變劑,A、B組分配比均為比,環(huán)氧膠壓縮強(qiáng)度略低,拉伸強(qiáng)度接近,彎曲強(qiáng)度還2∶1(質(zhì)量比),具有觸變性及抗流掛性。高于Versamid140體系。這說(shuō)明腰果殼油改性所得的酚醛胺固化劑NX-2003D性能較好,可以滿(mǎn)足環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的強(qiáng)度要求。3.2不同固化條件的環(huán)氧膠拉伸剪切強(qiáng)度從圖1可以看出,粘接干燥基材,在充分固化(25℃/7d)時(shí),NX-200

8、3D與Versmid140配制的環(huán)氧膠都有很高的拉伸剪切強(qiáng)度。但在低溫固化時(shí)(0℃/7d),Versamid140體系的剪切強(qiáng)度不到1MPa,而NX-2003D體系已超過(guò)5MPa。說(shuō)明采用NX-2003D的膠粘劑甚至可以在低至0℃的條件下施工。這是由于酚醛胺中酚羥基具有促進(jìn)固化的作用[4]。當(dāng)在潮濕基材表面固化時(shí),N

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