室温固化耐高温耐水胶粘剂的研制
资讯类型:行业新闻 加入时间:2009年7月7日14:59
                                   室温固化耐高温耐水胶粘剂的研制
                                 侯茜坪,彭 静,董艳霞,白乃东,刘 洋
                                (天津市合成材料工业研究所,天津300220)
    摘要:采用酚醛环氧树脂F-51和环氧树脂CYD-128复合树脂、自制的羧基丁腈改性环氧树脂增韧剂和酚醛 胺固化剂以及陶瓷耐热填充剂复配,研制出1种室温固化耐高温耐水胶粘剂。测试了不同固化剂,增韧剂,填 充剂对胶粘剂粘接强度的影响并考察了胶粘剂的耐水性。结果表明,该胶A组分最佳配方为: CYD-128 80g, F -51 20 g,羧基丁腈改性环氧树脂10 g,轻质碳酸钙20 g,陶瓷耐热填充剂1#40 g, 2#20 g; B组分配方为:酚 醛胺固化剂40 g,轻质碳酸钙20 g,陶瓷耐热填充剂1#35 g, A与B质量比为2∶1时,室温固化1 d后的剪切强 度达21·4 MPa(室温), 150℃剪切强度6·2 MPa,水中浸泡30 d后强度几乎无变化。该胶可长期在高温条件下使 用,满足耐磨陶瓷粘接的技术要求。
    关键词:室温固化;耐热;耐磨陶瓷;粘接;耐水
    中图分类号:TQ433·437; TQ323·5 文献标识码:A 文章编号:1002-7432(2008)04-0037-03
    0 引 言
    环氧树脂胶粘剂不仅具有优异的力学性能和电 绝缘性能,而且具有良好的耐介质性,又因其固化 过程中收缩率低,尺寸稳定性好,所以在各个领域 得到广泛应用。在室温下固化,具有较高耐热性和 力学性能,且可在高温环境下长期工作一直是环氧 胶粘剂研究和开发的方向。在工业应用领域,尤其 是大面积施工时,受使用条件和环境的限制,几乎 不可能对环氧树脂胶粘剂进行加热固化,需要在室 外、寒冷条件下固化。例如火电厂风管,钢铁厂英 巴管等金属高磨损部位,正常工作温度在80℃以 上,有的部位温度可达300℃。为延长使用寿命 减少维修频次,防止故障停机,目前主要是在易磨 损部位粘贴耐磨陶瓷。这就要求在粘贴耐磨陶瓷 时,胶粘剂能室温固化,可在高温条件下使用,同 时具有耐水耐腐蚀性。通过采用加入复合树脂合成 增韧剂、耐磨填充剂及耐热固化剂,结合实际应用 工艺研制出室温1 d固化150℃剪切强度>6 MP 且耐水的胶粘剂,已批量生产,得到用户认可。
    1 实验部分
    1·1 主要原料
    CYD-128环氧树脂:工业品,巴陵石化分公司 环氧树脂事业部; F-51酚醛环氧树脂、苄基缩水 甘油醚692:工业品,无锡树脂厂;羧基丁腈改性环 氧树脂增韧剂,自制;芳香胺、酚醛胺固化剂,自 制;碳酸钙、氧化铝,工业品。陶瓷耐热填充剂 1#、2#,工业品; 105缩胺,长沙化工研究院;聚 硫橡胶,进口;羧基丁腈,兰州石化院; T-31、 低分子聚酰胺203,天津延安化工厂。
    1·2 测试方法
    剪切强度:采用标准铝合金试片,经砂纸打 磨、丙酮洗净、晾干,涂胶固化。按GB/T 7124胶 粘剂剪切强度实验方法在CSS-1110电子万能试验 机上测试。
    2 结果与讨论
    2·1 胶粘剂的配制
    A组分:按计量比称取酚醛环氧树脂F-51和 环氧树脂CYD-128预热到80℃,加入增韧剂、 稀释剂692、填充剂,趁热搅拌均匀,经过三辊机 研磨2~3遍后出料分装,得到白色触变性膏状物。 B组分:固化剂与填料充分搅拌均匀,经过三 辊机研磨2~3遍,得到淡黄色触变性膏状物。
    2·2 复合树脂的选择
    酚醛环氧树脂F-51开环活性大,固化速度大 于双酚A环氧,比较适合做快固胶的主体树脂 同时耐热性好。但其粘度大, F-51软化点≤28℃ 是高粘度半固体,无法单独使用。如加入稀释剂降 低粘度则严重影响固化速度和胶粘剂性能,因此用 CYD-128与F-51树脂混合使用,制成复合树脂。
            
    由表1可看出采用复合树脂大大提高固化速度及 粘接强度。当m(CYD-128)∶m(F-51)=80∶20时复合树脂具有较低的粘度,具有较高的粘接强度。
    2·3 增韧剂对胶粘剂性能影响
    分别采用聚硫橡胶、羧基丁腈、羧基丁腈改性环氧树脂增韧剂配制胶粘剂与酚醛胺固化剂配合进行性能对比(见表2)。
          
    从以上数据可看出采用羧基丁腈改性环氧树脂 增韧剂,室温和高温都有很高的粘接强度。
    2·4 固化剂的选择
    分别用聚酰胺203、T-31、105缩胺以及自制 的改性芳胺和酚醛胺为固化剂,对胶粘剂性能的影响做了对比试验(见表3)。
          
    从以上数据看出采用酚醛胺自制固化剂,室温和高温均有很高强度。
    2·5 填充剂对性能的影响
    采用碳酸钙、氧化铝、陶瓷耐热填充剂1#、 2#其他条件不变,对比胶粘剂性能变化(见表4)。
       
    从以上数据可看出采用陶瓷耐热填充剂与轻质碳酸钙复配,不仅具有很高的室温、高温剪切强度,而且胶具有很好的触变性,可有效提高胶的初粘性及防流淌性。
    2·6 胶粘剂耐水性的测试
    用胶粘剂粘好试片,经1 d固化好,浸泡水中观察强度变化(见表5)。
        
    以上数据可看出胶粘剂耐水性很好,强度几乎 不变化。
    3 胶粘剂的组成及性能
    A组分配方: CYD-128 80 g, F-51 20 g,羧 基丁腈改性环氧树脂10 g,轻质碳酸钙20 g,陶瓷 耐热填充剂1#40 g, 2#20 g。
    B组分:酚醛胺固化剂40 g,轻质碳酸钙20 g, 陶瓷耐热填充剂1#35 g。
A∶B(质量比)=2∶1,固化条件:室温1 d,剪 切强度: 21·4 MPa(室温), 6·2 MPa(150℃)。
    4 结 论
    1)采用复合树脂比用单一树脂具有更快的固 化速度和更高的剪切强度。
   2)采用自制增韧剂、固化剂及陶瓷耐热填充 剂复配具有很高的室温和高温剪切强度。
    3)胶粘剂具有很好的耐水性,经室温1 d固 化,可在高温下使用,具有很高的强度及耐水性。 已广泛用于耐磨陶瓷的粘接,经长期使用,耐磨陶 瓷不脱落,大大延长了设备的使用寿命,减少了设 备更新频次,带来了显著经济效益。
    参考文献:
    [1]Dodiuk H, Kenig S·Low temperature Curing epoxies for structure repair [J]·Prog Polym Sci, 1994,19(3):439-467.
    [2]王德中·环氧树脂生产与应用[M].北京:化学工业出版社,2001.
    [3]王家勇,李中怡,钟克煌.CY-22室温固化耐热环氧胶粘剂[J]. 中国胶粘剂,1993(4):15-17.
    [4]张续刚,张斌.室温固化耐高温环氧树脂胶粘剂的研究[J].中国 胶粘剂,2003,12(2):19-22.
    [5]孙明明,张斌.聚氨酯改性环氧树脂光学结构胶的研制[J].化学 与粘合,2005,27(2):78-81.
    [6]余逸,白南燕.免维护蓄电池壳盖用密封胶的研究[J].热固性树 脂,2001,16(5):11-13. 
文章来自:中国胶粘剂网
文章作者:网络管理员
新闻推荐
关闭窗口
信息反馈 | 交流合作 | 服务项目 | 广告刊登 | 关于我们
版权所有:<%=WebName%> 技术支持:<%=Tec%>