作者：徐继宏 陈灵鸽 秦 霞
环氧树脂被等当量的胺类化合物或多元酸酐固化后,对玻璃、陶瓷和金属等材料具有很高的胶接强度。由于环氧胶粘剂性能优异,它们不仅在次承力结构中得到了极其广泛的应用,也开始应用于某些主承力结构中。
以聚酰胺为固化剂配制的环氧胶粘剂具有剥离强度和剪切强度高、冲击韧性好、疲劳强度高、耐水耐油等特点,在较恶劣的环境中使用往往仍具有较长的使用寿命。考虑到某些典型的施工条件,在此开发了一种适用于海洋环境,能粘接橡胶板和钢板及带漆钢板、能在室温固化、具有抗流淌性、适用期在3～4ｈ的环氧聚酰胺胶粘剂,对该胶粘剂的粘接强度、耐海水性能、耐老化性能及抗蠕变性能进行了考察。
1 物理性能
胶粘剂为无溶剂粘稠液体,由两组分组成,Ａ组分为红褐色粘稠液体,Ｂ组分为橙色粘稠液体。
使用温度:15～65℃。配胶:使用前将Ａ、Ｂ两组分分别搅匀,按质量比Ａ:Ｂ=1:1比例进行混合,搅拌均匀。涂胶:被粘物必须干燥洁净,必要时喷砂或纱布打磨,用丙酮等溶剂清洗除污,晾干,涂胶于被粘物表面,叠合。固化条件:接触压力,室温需1天。3～7天方能达到最佳强度。适用期:35℃下少于2ｈ。
2 粘接性能
2.1 胶粘剂与钢的粘接性能
将25ｍｍ×12.5ｍｍ×2ｍｍ的钢剪切试样用80#砂纸打磨除去表面铁锈露出新鲜面后,用丙酮擦洗被粘面,均匀刮涂一层配置好的胶粘剂,然后将两钢试样对粘,待完全固化后,在ＭＴＳ ＱＴ 25电子拉力试验机上按照ＧＢ7124—86《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》规定进行测试,测得剪切强度为15.9ＭＰａ。
胶粘剂的剥离强度试样由配套用橡胶板和钢板条粘接而成,在粘接试样的开口段以稳定的速度平行地沿着橡胶板的长度方向逐渐剥离,试样单位宽度上所承受的平均剥离力为180°剥离强度。
试验参照ＧＢ Ｔ15254—94《硫化橡胶与金属粘接180°剥离试验》的规定进行,所测得的剥离强度为55.5Ｎ ｃｍ。从以上结果可看出,胶粘剂与钢的剪切粘接强度和剥离强度都比较高,胶粘剂与钢粘接良好。
2.2 胶粘剂对钢—橡胶的粘接性能和耐介质性能
将配套用橡胶板硫化成2ｍｍ厚的胶片,用80#砂纸打磨后,冲成40ｍｍ和25ｍｍ×12.5ｍｍ的试样,然后按2.1处理钢试样,将处理好的胶片试样放入对粘钢试样中间,待胶粘剂完全固化后,将试样浸泡在人造海水中和10#机油中。按照ＧＢ11211—89《硫化橡胶与金属粘合强度的测定—拉伸法》和ＧＢ Ｔ13936—92《硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法》的有关要求测试试样,结果见表1。
破坏形式均为橡胶破坏,说明胶粘剂适用于该配套用橡胶板的粘接。另外,从上表可看出,胶粘剂在浸泡前的粘接强度与在海水、10#机油中浸泡一周后的粘接强度基本一致,在海水和机油介质中的性能较稳定。
2.3 对带漆钢板的粘接性能
工程上许多钢构件已经涂装了防锈漆,为了确保钢构件的防蚀性能,在用胶粘剂粘接时,不允许除掉防锈漆。试验中采用带重防腐蚀涂料和无机富锌防锈漆的钢板,包括底漆和面漆两部分重防腐蚀涂料由环氧树脂、煤焦沥青、防锈颜料增稠剂和固化剂组成。
将40ｍｍ的钢拉伸试样或25ｍｍ×12.5ｍｍ×2ｍｍ的钢剪切试样用80#砂纸打磨除锈,然后用丙酮擦洗干净,按油漆使用说明涂刷油漆。油漆干后均匀刮涂一层配置好的胶粘剂,同时将2ｍｍ厚的阻尼胶片打磨后冲成40ｍｍ和25ｍｍ×12.5ｍｍ的试样,胶片试样两面用丙酮擦洗干净,阻尼胶片夹在两钢试样中间固定牢固,待胶粘剂完全固化后,按照ＧＢ11211-89《硫化橡胶与金属粘合强度的测定拉伸法》和ＧＢ Ｔ13936-92《硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法》对两种底漆的试样进行粘合强度性能测定并进行介质浸泡,性能比较结果见表2。
表2显示,使用无机富锌防锈漆时破坏形式与重防腐涂料的破坏形式不同,前者的粘接强度略高于后者,说明无机富锌防锈漆的附着力优于重防腐涂料。比较表1和表2可以看出,不涂底漆时,粘接强度较高,破坏形式均为橡胶破坏;涂漆后,粘接强度略有下降,破坏形式全部为漆膜破坏。
3 结论
以环氧树脂和聚酰胺为主体材料的胶粘剂与钢板、橡胶板有良好的粘接性,在人造海水和10#机油中浸泡粘接性能变化不大,与重防腐蚀涂料和无机富锌防锈漆均有较好的粘接性,但与无机富锌防锈漆的粘接性高于重防腐蚀涂料。该胶粘剂可用于钢板与钢板、钢板与橡胶板间的粘接。 |
