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简述环氧树脂胶粘剂的主要组份及增强其粘接强度的常见方法


       环氧树脂胶粘剂是一种用途非常广泛的胶粘剂,它由环氧树脂加固化剂、填料等组份配制而成,粘接强度高,硬度大,刚性好,能耐酸,碱,油和有机溶液,固化收缩率低,可做为金属、水泥、陶瓷、玻璃、石料、木材、热固性塑料等材料的结构胶粘剂和建筑灌封材料。常见的环氧树脂胶粘剂配方中,环氧树脂和聚氯乙烯树脂为主要胶粘成分,邻苯二甲酸二辛脂为增塑剂,石英粉和白炭黑为填充改性剂,三氟化硼甘油、三氟化硼苯胺、二缩三乙二醇胺为固化剂;磷酸为酸化剂,并起固化促进作用及增加对金属的粘合力。

      通常来说,环氧胶粘剂的粘接强度比较高,但对于一些高强度结构粘结,其粘接性能仍会有不足,还需进一步提高粘接强度。以下就介绍下增强环氧胶粘剂粘接强度的常见方法。

       一、配方中采用高性能环氧树脂。一些高性能的环氧树脂,如AG一80、AFG一90、酚醛环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S环氧树脂、液晶环氧树脂等,其单独配合或与双酚A型环氧树脂共混,都具有很高的粘接强度。液晶环氧树脂是一种高度分子有序,深度分子交联的聚合物网络,可形成自增强结构,力学性能相当优异。少量液晶环枫树脂与B144环氧树脂共混,固化物的拉伸强度和冲击强度明显提升。

       二、使用膜状环氧胶。膜状环氧胶简称环氧胶膜,制造时多选用相对分子质量高的双酚A型固体环氧树脂和多官能环氧树脂。它在粘接时胶膜容易保持厚度均匀一致,因此粘接强度很高。

       三、选用增强性固化剂。固化剂对环氧胶粘剂的粘接强度有重要影响,选用能使环氧胶固化后粘接强度高的固化剂,如双氰胺、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、低分子聚酰胺(315、3051)、G一328、端氨基聚醚、105缩胺、甲基六氢苯酐、均苯四酸二酐/苯酐(20/28)、2一乙基一4一甲基咪唑、线性酚醛树脂等。

       四、添加增强性填充剂。填充剂的加入降低了固化物的热膨胀系数和固化收缩率,减小了固化后成品的内应力。当超负荷作用出现裂纹时,有填料的胶层还能阻止裂纹扩展,从而提高了粘接强度。例如用于金属结构粘接的环氧胶粘剂,加入适量的铁粉可提高剪切强度。增强性的填充剂有硅微粉、白炭黑、硅灰石粉、氧化铝、超细硅酸铝、轻质氧化镶、滑石粉、海泡石粉、凹凸棒土粉、超细煅烧高岭土、氧化铁粉、铁粉、铝粉、锌粉、玻璃磷片、不锈钢鳞片、白云石粉等。

       五、无机晶须增强。晶须是在特殊条件下以单晶形式生长而成的直径极细的纤维,具有高度有序的原子排列结构,因而可接近原子间价键的理论强度,用于增强环氧胶粘剂的潜力极大。可用的晶须有氧化锌晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、硼酸铝晶须、钛基晶须、羟基磷灰石晶须、氢氧化镁晶须、碱式硫酸镁晶须、碳化硅晶须等。

       六、硅烷偶联剂增强。加入适量、合适类型的硅烷偶联剂,能有效提高环氧胶粘剂的粘接强度,起到附着力促进剂的作用。例如环氧胶粘接铝,配方中加入1%左右的KH—550,其剪切强度可达为11.6.MPa;而不添加偶联剂的配方其剪切强度仅为9.7MPa。

       七、填充纤维增强。玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维(Kevlar纤维)、维纶纤维、聚乙烯醇纤维、聚苯硫醚纤维、不锈钢纤维、玄武岩纤维等都可对环氧胶粘剂的粘结性能起增强作用。

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