慧聪涂料原料网讯：以固化剂、偶联剂及水泥用量，填料种类及其用量、促进剂及其用量等因素为考察对象，进行正交实验设计，考察了环氧胶黏剂中各组分用量对其剪切粘接强度的影响，并测试了其粘接性能及动态黏弹力学性能，同时进行了傅立叶红外光谱(FTIR)结构表征和热重(TGA)分析。通过粘接性能测试，得到了自制固化剂复配环氧树脂及不同助剂的最优配方：环氧树脂100份、固化剂30份、偶联剂5份、水泥120份、填料10份、促进剂2.8份，该环氧胶黏剂的剪切粘接强度为22.0MPa左右，拉伸强度为12.50MPa左右，冲击强度为9.41kJ/m2。TGA表明：环氧胶黏剂在低于335℃时，热稳定性比较好，保留率为90%以上。DMA测试得到：该胶玻璃化温度Tg为50℃左右。通过探索，混凝土哑铃型试件水中固化环氧胶黏剂的拉伸粘接强度达2.5MPa以上。
关键词：环氧树脂；环氧胶黏剂；水下固化；粘接强度；结构与性能；混凝土试件
谢建军1，黄凯1，贺国京2，任森智2（1.中南林业科技大学材料科学与工程学院，湖南长沙410004；2.中南林业科技大学土木工程与力学学院，湖南长沙410004）
中图分类号：TQ433.437文献标识码：A文章编号：1001-0017（2014）01-0005-06
前言
环氧树脂具有优异的力学性能和粘接性能，通过适当的增韧改性，在地下及海底遂道防渗堵漏、建筑水坝与桥梁等修补与加固、风电叶片、机械与化工设备修补、电子电工等领域有广泛应用。为了满足特殊场合的应用，许多具有功能性的环氧树脂、固化剂和配方体系被开发出来，如耐高温环氧树脂及固化剂、柔韧性环氧树脂、低温及超低温固化的固化剂、水下固化环氧树脂胶黏剂、耐酸碱环氧胶黏剂、触变环氧胶黏剂、高低温交变环氧胶黏剂体系等，这些具有特殊功能的材料可用于航空航天、电子灌封、机械与化工设备、冬季水工建筑加固补强等领域[1]。对于水下固化环氧胶黏剂的开发，自20世纪60年代末出现水中固化的环氧树脂涂料以来，人们进行了大量的研究[2~10]，α-氰基丙烯酸酯胶黏剂、聚氨酯型涂料、有机硅胶黏剂、丙烯酸酯类和聚氨酯类的胶黏剂等多种配方及施工工艺相继问世，但国外公开文献报道很少[11]。20世纪80年代中期，在德国和比利时有科学家从仿生的角度进行水下胶黏剂的研究，如多肽类化合物，但仅局限于实验室，且价格很贵[2]，一直没能得到推广应用。最近，张军营等[12]对不同固化剂体系水下固化环氧树脂体系的黏度、反应性、力学性能和粘接性能进行了系统研究。然而，这些研究大多集中在钢片的实验室测试结果，对实际潮湿及水下混凝土试件的试验未见公开报道。本文首先在实验室用钢片探索实验基础上，对潮湿及水下混凝土试件进行了初步测试，获得了较好的结果。
1·实验部分
1.1原料和仪器
双酚A型环氧树脂(E-44)，工业级，巴陵石化公司环氧树脂厂；水下固化剂，自制；水泥：300目，市售；表面活性剂：市售；其它试剂：分析纯，湖南汇虹试剂有限公司。粘接材料为45＃钢，湖南五金公司，按国标GB7124-2008制备试片。
WDW-100型万能电子材料试验机，济南试金集团有限公司；XJJ冲击试验机，承德试验机有限责任公司；Spectrum100型傅立叶变换红外光谱仪，美国PerkinElmer公司；Pyris6型TGA热重分析仪，日本岛津公司；EPLEXOR500N型动态热力学性能频谱仪，德国GABO公司。
1.2试样制备
1.2.1拉伸试样的制备
环氧树脂与不同的固化剂按配比混合均匀后，倒入涂有脱模剂的模具中，室温放置，固化24h，脱模，待用。
1.2.2粘接试样的制备
45#钢试片或混凝土试件打磨机打磨，清洗粉尘后，备用。
实验涉及到四种粘接固化方式：(1)干态粘接与固化：即干燥试片涂胶后，在空气中固化；(2)干态涂胶湿态固化：即干燥试片涂胶后，在水中固化；(3)湿态粘接干态固化：即试片浸水后，潮湿状态下粘接，而后在空气中固化；(4)湿态粘接水中固化：即试片浸水后，涂胶粘接，之后放在水中固化。固化条件均为室温下16~24h。
1.3性能测试方法
强度测试：粘接试片的拉伸性能按GB/T1040-1992进行测试，实验机拉伸速率5mm/min；混凝土试件的拉伸粘接强度按GB/T50081-2003进行测试；粘接试片的剪切粘接强度按GB/T7124-2008进行测试，实验机拉伸速率5mm/min。冲击强度按无缺口塑料试样的简支梁冲击试验方法进行。
表干时间：常温下按照GBl728-1979测试胶样从加料到混合物变成胶体的时间，胶层厚度为4mm，指触干燥即可。
实干时间：常温下按照GBl728-1979测试胶黏剂实际干燥时间。
热重分析：采用Pyris6TGA热重分析仪进行样品扫描，升温速率10℃/min，测试温度30~1000℃。动态黏弹性能：采用德国GABO公司的EPLEXOR500N动态热力学性能频谱仪进行测定。试样按仪器要求自制。
1.4FTIR结构测定
采用Perkin-ElmerSpectrumOne傅立叶变换红外光谱仪测定。固化物结构测试用光谱级溴化钾与固化物混合研磨，压片后进行。液态试样采用光谱级溴化钾压片后在其表面涂薄膜进行。
