高弹性环氧封闭胶的研制及应用

2022-09-10

引言

环氧树脂是一种热固性树脂, 由于它分子结构含有中含有两个或两个以上环氧基团, 使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的立体网状结构的高聚物具有粘结强度高、附着力强、化学稳定性好、力学强度高等优点, 因此, 它广泛地应用于工民建筑、公路桥梁、矿山、隧道的修补粘结, 但其固化物的交联密度高, 内应力大, 导致其固化物伸长率低导致易开裂、抗冲击性能差等缺点。因此, 提高其固化物伸长率备受关注。本文主要是采用自制增韧剂对环氧树脂进行改性提高其固化物的伸长率进行研究以及实际应用的效果。

一、实验部分

1. 实验原材料

环氧树脂618, 江苏三木化工股股份有限公司;环氧活性稀释剂, 安徽新远化工有限公司;硅微粉, 安徽凤阳;稠变剂, 江苏常州;偶联剂, 浙江杭州;固化剂, 混合胺, 高弹性增韧剂, 自制;促进剂, 江苏常州。

2. 实验主要设备

万能材料测试机, 上海百诺

3. 基本配方

二、配制工艺

甲组份的配制:将环氧树脂、活性稀释剂、高弹性增韧剂混合均匀, 然后, 加入硅微粉、稠变剂搅拌混合均匀, 抽真空排出气泡;乙组份的配制:将固化剂、促进剂、偶联剂混合均匀, 然后, 加入硅微粉、稠变剂混合搅拌均匀, 抽真空排出气泡。

三、性能测试方法

1. 配胶

使用重量比配置, 甲组份:乙组份=3:1配制混合均匀。

2. 制作模型

将配制好的胶水加入到磨具中, 填满赶出气泡, 刮除多余的胶水, 凝胶后脱模, 常温保养7天。

3. 测试

拉伸强度、伸长率按GB/T2568测试

四、结果与讨论

1. 增韧剂份额的确定:

封闭缝隙的胶水目前不少, 如聚氨酯、硅酮橡胶、改性环氧等, 由于环氧具有很多优点, 价格相对低廉、粘结强度高、施工相对简易、对施工的环境要求相对低等优点, 所以, 我们选用环氧进行改性, 为使得改变环氧的脆性, 我选用自行配制的高弹性的增韧剂, 它具有与环氧树脂的相容性好, 并且该材料本身具有一定的环氧基团能够很好的与固化剂反应, 与环氧形成互参的网络结构, 防止时间长, 而导致增韧剂析出的风险, 从而降低材料的性能, 我设定方案在无填料的情况下, 对基材通过改变增韧剂的质量份数, 得到下表的数据:

从上表可以发现空白试验随增韧剂的份数增加, 在一定的范围内, 它的伸长率是不断的增加的, 但是, 拉伸强度也是不断的降低的。

2. 填料份额的确定:

作为封闭裂缝用必须要有一定的强度, 因此, 我选用配方中增韧剂的份额为25%, 这时材料还有一定强度, 同时, 还有比较高的伸长率的前提下, 对填料加入的份额对胶体性能进行考察, 由于我采用的环氧树脂和固化剂均为液体, 加入填料主要目的是为了提高胶水的工艺性便于施工不流淌, 另一方面是可以降低成本

从上表发现随着填料的份数增加拉伸的强度是降低的, 同时, 伸长率要大幅度的下降

五、应用

该材料可用于动态载荷的构件裂缝的修复, 在舟山的某座桥由于混凝土出现了裂缝, 防止水气等进去腐蚀到里面的结构层钢筋等, 从而会降低桥的寿命, 如果修补的材料刚性过大, 没有足够的伸长率, 修补的位置本身属于薄弱的环节, 很容易出现二次裂开, 我们选用伸长率大于10%的该材料进行修补, 修补后没有出现反射或二次裂开的现象, 从而可以起到对桥的保护延长桥的使用寿命。