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、前言
環(huán)氧樹脂膠粘劑膠粘劑重要品種之環(huán){TodayHot}氧樹脂對各種金屬材料、非金屬材料(鋁、鋼、鐵、銅、木材、玻璃、混凝土)、熱固性材料(酚醛塑料、氨基塑料、飽和聚醋)等都有優(yōu)良粘接性能因此有萬能膠之稱[1]
由于環(huán)氧樹脂膠粘劑眾多優(yōu)越性能所土木建筑用于結(jié)構(gòu)方面尤其受青睞近十幾年來發(fā)展十分迅速膠種也向著環(huán)保、能夠特速條件(潮濕、低溫、水下)下固化、室溫固化、高強(qiáng)度方向發(fā)展應(yīng)用范圍也越來越廣泛[2-4]
我們生產(chǎn)與使用環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠過程也發(fā)現(xiàn)問題目前我國大量使用結(jié)構(gòu)膠固化時(shí)間均需要較長時(shí)間般4-7天而有些工程需要膠粘劑較快固化(室溫下24小氏固化)、強(qiáng)度要求并高我們大部分膠粘劑無法滿足此類要求雖市面上有些產(chǎn)品能夠滿萬些要求些產(chǎn)品產(chǎn)量小、價(jià)格高適合土木建筑方面大規(guī)模應(yīng)用所我們考慮研制種能夠滿足類要求產(chǎn)品
二、實(shí)驗(yàn)部分
1、原材料
實(shí)驗(yàn)使用原材料主要有E-51環(huán)氧樹脂、活性環(huán)氧稀釋劑、增韌劑、偶聯(lián)劑、改性脂肪胺固化劑A、改性脂環(huán)胺固化劑B及氣相觸變劑二氧化硅填料
2、試樣制備
1Cr18Ni9Ti銹鋼被粘基材經(jīng)砂紙打磨丙酮清洗擦洗涂膠并進(jìn)行粘接室溫固化24小時(shí)測試其鋼鋼拉伸剪切強(qiáng)度
3、性能測試{HotTag}
按GB/T 7124試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)取五試件算術(shù)平均值
三、結(jié)與討論
1、快速固化環(huán)氧膠粘劑組份選擇
考慮膠粘劑環(huán)保要求我們選用稀釋劑(組份A)與增韌劑(組份B)時(shí)候均采用了活性組份活性稀釋劑與活性增韌劑能夠參與環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)去揮發(fā)性小符合現(xiàn)環(huán)保要求偶聯(lián)劑(組份C)選用硅烷偶聯(lián)劑因要求膠粘劑能夠快速固化毒性低材料成本又能太高所我們挑選了兩種性能較好改性脂肪胺A(組份D)與改性脂環(huán)胺B(組份E)填料選用滑石粉根據(jù)使用要求適當(dāng)添加現(xiàn)場使用時(shí)能需要膠粘劑有定觸變性所膠粘劑添加適量氣相二氧化硅做觸變劑
2、正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與結(jié)
了確定各組份配比決定選用正交實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)通過兩組正交實(shí)驗(yàn)分別考察兩種固化劑制性能同時(shí)確定其組份含量
(1)改性脂肪胺固化劑A實(shí)驗(yàn)
取E-51環(huán)氧樹脂100份基礎(chǔ)其各組份均與此相配比考察稀釋劑A (3, 6, 9)、增韌劑B(4, 812) ,偶聯(lián)劑C (0.5115)、固化劑A(203040)4因素選用L9(43)正交表
參照GB 7124-1986
膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度測定方法（金屬對金屬）
1.適用范圍
規(guī)定了室溫下金屬對金屬搭接膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度測定方法本標(biāo)準(zhǔn)適用于規(guī)定
條件下制備、測試標(biāo)準(zhǔn)試樣
GB 7124-1986等效采用ISO 4587-1979《膠粘劑—高強(qiáng)度膠粘劑拉伸搭接剪切
強(qiáng)度測定》
2.原理
試樣單搭接結(jié)構(gòu)試樣搭接面上施加縱向拉伸剪切力測定試樣能承受大
負(fù)荷搭接面上平均剪應(yīng)力膠粘劑金屬搭接拉伸剪切強(qiáng)度
3.裝置
3.1試驗(yàn)機(jī)
使用試驗(yàn)機(jī)應(yīng)使試樣破壞負(fù)荷滿標(biāo)負(fù)荷15％-85％之間試驗(yàn)機(jī)力值示
值誤差應(yīng)大于1％
試驗(yàn)機(jī)應(yīng)配備副自動調(diào)心試樣夾持器使力線與試樣心線保持致
試驗(yàn)機(jī)應(yīng)保證試樣夾持器移動速度(5士1) mm/min內(nèi)保持穩(wěn)定
3.2量具
測量試樣搭接面長度和寬度量具精度低于0. 05mm
3.3夾具
膠接試樣夾具應(yīng)能保證膠接試樣符合條文4要求
（注：保證金屬片破壞情況下試樣與試樣夾持器也用銷、孔連接方法能用于仲裁試驗(yàn)．）
4．試樣
4.1除非另有規(guī)定試樣應(yīng)符合圖1形狀和尺寸標(biāo)準(zhǔn)試樣搭接長度（12.5士
0. 5)mm,金屬片厚度(2.0士0.1)mm [ISO厚度(1.6士0.1)mm]試樣搭接
長度或金屬片厚度同對試驗(yàn)結(jié)會有影響
4. 2建議使用LY12-CZ鋁合金、1Cr18Ni9Ti銹鋼、45碳鋼、T2銅等金屬材料
4．3常規(guī)試驗(yàn)試樣數(shù)量應(yīng)少于五仲裁試驗(yàn)試樣數(shù)量應(yīng)少于十
注：1.對于高強(qiáng)度膠枯劑側(cè)試時(shí)出現(xiàn)金屬材料屈服或破壞情況則適當(dāng)增加金屬片厚度或減少搭接長度兩者選擇前者較好
2.測試時(shí)金屬片所受應(yīng)力要超過其屈服強(qiáng)度σs金屬片厚度t按下式計(jì)算：
t= lgτ/σs
式： t 金屬片厚度,mm;
l 試樣搭接長度mm;
τ 膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度Mpa;
σs —金屬材料屈服強(qiáng)度MPa
5．試樣制備
5．1試樣用帶槽（圖2）或帶槽(圖3)平板制備也單片制備
5.2膠接用金屬片表面應(yīng)平整應(yīng)有彎曲、翹曲、歪斜等變形金屬片應(yīng)無毛刺
邊緣保持直角
5.3膠接時(shí)金屬片表面處理、膠粘劑配比、涂膠量、涂膠次數(shù)、晾置時(shí)間等膠接
工藝及膠粘劑固化溫度、壓力、時(shí)間等均按膠粘劑使用要求進(jìn)行
5.4制備試樣都應(yīng)使用夾具保證試樣正確地搭接和精確地定位
5.5切割已膠接平板時(shí)要防止試樣過熱應(yīng)盡量避免損傷膠接縫
6.試驗(yàn)條件
除非另有規(guī)定試樣停放時(shí)間和試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)符合下列要求
6.1試樣制備試驗(yàn)短時(shí)間16h長時(shí)間月
6.2試驗(yàn)應(yīng)溫度(2312)℃環(huán)境進(jìn)行仲裁試驗(yàn)或?qū)囟取穸让舾心z粘劑
應(yīng)溫度(23士2)℃、相對濕度45％^-55％環(huán)境進(jìn)行
6.3對僅有溫度要求測試測試前試樣試驗(yàn)溫度下停放時(shí)間應(yīng)少于半小時(shí)；對有
溫度、濕度要求測試測試前試樣試驗(yàn)環(huán)境下停放時(shí)間般應(yīng)少于16h.
7.試驗(yàn)步驟
7．1用量具測量試樣搭接面長度和寬度精確0. 05mm
7. 2把試樣對稱地夾上、下夾持器夾持處至搭接端距離(50士1)mm.
7. 3開動試驗(yàn)機(jī)(5士1) mm/min內(nèi)穩(wěn)定速度加載記錄試樣剪切破壞大負(fù)
荷記錄膠接破壞類型（內(nèi)聚破壞、粘附破壞、金屬破壞）
8.試驗(yàn)結(jié)
8．1對金屬搭接膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度按下式計(jì)算：
τ=P/(B×L)
式：τ 膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度MPa;
p —試樣剪切破壞大負(fù)荷N；
B —試樣搭接面寬度mm；
L —試樣搭接面長度mm
8.2試驗(yàn)結(jié)剪切強(qiáng)度算術(shù)平均值、高值、低值表示取三位有效數(shù)字
9．試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：
a.膠粘劑型號和批號；
b.金屬材料型號、厚度及表面處理方法；
c.試樣制備方法（帶槽平板、帶槽平板、單片）和膠接工藝必要說明；
d.試樣搭接長度；
e.試樣數(shù)量；
f.試驗(yàn)結(jié)（算術(shù)平均值、高值、低值）；
g.試樣破壞類型和數(shù)量；
h.膠層平均厚度；
i.與本標(biāo)準(zhǔn)同之處