化学环氧树脂低温固化剂在建筑胶黏剂中的应用

1、第22卷第2期2004年6月胶体与聚合物Ch inese Jou rnal of Co llo id &po lym er V o l . 22N o. 2Jun . 2004环氧树脂低温固化剂在建筑胶黏剂中的应用李明轩胡高平(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摘要用抗压强度、剪切强度、不同温度下的固化时间研究环氧树脂低温固化剂的性能, 从多种固化剂中选择适合需要的品种, 配成建筑胶黏剂解决环氧树脂低温固化难的问题。随着温度的进一步降低, 环氧树脂的固化更趋缓慢。关键词环氧树脂; 固化剂; 建筑胶黏剂; 测定; 抗压强度; 剪切强度剂, 于

2、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1。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

3、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; HD T -; , ; 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CaCO 3, 湖北; 气相Si O 2, Cab -o -sil 。1. 2样品制备1. 2. 1剪切样制备室温下, 按CYD 128KH -550混合填料固化剂=10012030100质量比, 分别将C

4、YD 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A 3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5上=26. 0mm , 下径5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 胺值的测定以表1固化剂的基本性能固化剂胺值黏度. , 推荐用量3HD T 31460±20110013002040DM P 30500. 13多硫醇200040001

5、00改性胺302250±2010002000803每100g mo l 量为380的环氧树脂每克样品所含胺的摩尔数, 以KO H 的毫克数来收稿日期:2003-11-27 表示; 黏度用NDJ -1型旋转黏度计于25测定; 密度的测定按GB 611-88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H G 2-151-65、GB 1041-70, 采用10吨液压万能试验机(型号W E -10, 天水红山试验机厂 进行检测5。2结果与讨论表2固化时间及力学性能固化剂固化温度初固时间抗剪强度抗压强度HD T 3117. 517多硫醇1271. 315. 2

6、改性胺3022582. 513. 0改性胺3813307. 922. 4302 38525. 20. 0302 HDT DM P7>15. 2备注:1. 2. g 为依据3固化d , 在4下检测。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、3

7、02 38、改性胺-38、302 HD T DM P 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 HD T DM P , 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30m in 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, 1. , 北京:化学工业出版社, 2000:12王德中. 环氧树脂生产与应用, 北京:化学工业出版社, 2001:63孙曼灵. 环氧树脂

8、应用原理与技术, 北京:机械工业出版社, 2002:1114任友直等. 涂科工业用原材料技术标准手册, 北京:化学工业出版社, 1996:7857875晨光化工厂. 塑料测试, 北京:燃料工业出版社, 1973:63Study on the Appl ica tion of Epoxy Resi n L ow Tem pera tureCur i ng Agen t i n the Bu ild i ng AdhesiveL iM ingxuan H u Gaop ing X iao W eidong(T he Chem ical Facto ry of H ubei un iversity

9、W uhan 430062;T he Chem istry A nd M aterial Science D epartm en t of H ubei U n iversity W uhan 430062 Abstract U sing p ressu re strength , cu t strength and cu ring ti m e in differen t tem p eratu re , sever 2al cu ring agen ts have been studied and the p rop er variety have been choo sed . T he bu ilding adhesive m ade from it so lved the p rob lem of low tem p eratu re cu ring . How ever , the low er tem p eratu re , th