环氧建筑结构胶的耐热性能研究(3)

　　2.5增韧剂对结构胶热变形温度的影响
　　未经改性的环氧树脂固化物脆性大、易开裂，需要增韧改性.然而，增韧改性往往会不同程度地降低结构胶的耐热性能.因此对结构胶进行增韧改性时，应合理选择增韧剂，避免固化产物的热变形温度产生过多的下降.采用改性脂环胺B1为固化剂，选取2种不同类型的增韧剂对结构胶进行增韧，固化产物的HDT和T冲击剥离长度见表5.
　　由表5可以发现：随着增韧剂掺量的增加，结构胶热变形温度虽均有不同程度的下降，但增韧剂C1对结构胶热变形温度影响较小，且增韧效果明显.当增韧剂C1掺量为15%时，结构胶热变形温度仅下降1℃，T冲击剥离长度也只有26mm，而在相同掺量下，掺聚硫橡胶C2的结构胶热变形温度下降了6.3℃，T冲击试验则完全剥离.这是因为橡胶弹性体C1参与固化反应后，能在环氧树脂固化物中出现分相，形成海岛结构，即增韧剂聚集成球形颗粒分散在环氧树脂交联网络构成的连续相中，分散相颗粒直径通常在几微米以下[6].海岛结构一经形成，一方面，分散的弹性体颗粒通过诱发环氧树脂基体屈服和塑性变形，从而大幅提高固化物的冲击韧性；另一方面，环氧固化物连续相整体结构未被柔化，因而耐热性能损失较小[7].而聚硫橡胶分子结构中的活性基团端巯基与环氧基反应后，其以接枝或嵌段进入到环氧树脂固化体系中，且由于聚硫橡胶的分子链段为柔性链段，使得整个固化交联网络柔化[8]，结构胶耐热性明显降低，HDT大幅下降.
　　此外，当C1掺量超过15%后，结构胶T冲击剥离长度降低幅度减小，而结构胶热变形温度下降幅度有所加大.综合以上分析，初步确定采用“海岛结构”橡胶弹性体C1为增韧剂，其合理掺量为15%.
　　2.6配方优化
　　综合考虑压注型粘钢结构胶的耐热性能、韧性与粘度等技术指标的要求，对结构胶配方进行优化.根据2.3至2.5节的试验结果，选定环氧结构胶A组分为100份环氧树脂、稀释剂（5%单环氧稀释剂A1，5%双环氧稀释剂A2）、增韧剂（15%“海岛结构”橡胶弹性体C1），B组分为复配固化剂（改性脂环胺B1∶酚醛胺B2=7∶3），结构胶的综合性能指标见表6.可以看出优化后环氧结构胶的基本性能满足I类A级压注型粘钢结构胶的要求.
　　3结论
　　1）A，B两种测试方法相比，弯曲应力较小的B法测得的热变形温度较高，且两种方法测得的热变形温度差值与环氧结构胶固化体系有关.
　　2）固化条件对环氧结构胶的热变形温度影响显著，提高固化温度、延长固化时间可以大幅提高结构胶的热变形温度；23℃1d+40℃1d可作为热变形温度快速检测的固化条件；对耐热性有较高要求的加固工程可采用升温固化的方法，不仅可以提高结构胶耐热性能，还可以缩短工期.
　　3）固化剂、稀释剂、增韧剂对环氧结构胶的热变形温度有较大影响.当采用改性脂环胺、酚醛胺等刚性较大的固化剂、官能度较高的环氧稀释剂和“海岛结构”橡胶弹性体增韧剂时，结构胶的热变形温度较高.
　　4）综合考虑结构胶的耐热性能、韧性与粘度等技术指标的要求，配方优化后结构胶能满足规范I类A级压注型粘钢结构胶的要求，热变形温度达到65.9℃.
　　参考文献
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