环氧树脂改性氟橡胶乳液粘接性能研究
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环氧树脂百科名片环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。
环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。
由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
简介英文术语:epoxy Resin凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。
固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能,它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度,介电性能良好,变定收缩率小,制品尺寸稳定性好,硬度高,柔韧性较好,对碱及大部分溶剂稳定,因而广泛应用于国防、国民经济各部门,作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。
我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究,并以很快的速度投入了工业生产,至今已在全国各地蓬勃发展,除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外,也生产各种类型的新型环氧树脂,以满足国防建设及国家经济各部门的急需。
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。
环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。
由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
类型1、活性氢化物与环氧氯丙烷反应;2、以过氧化氢或过酸(例过醋酸)将双键进行液相氧化;3、双键化合物的空气氧化;4、其它。
由于它的性能并不是十分完美的,同时应用环氧树脂的对象也不是千遍一律的,根据使用的对象不同,对环氧树脂的性能也有所要求,例如有的要求低温快干,有的要求绝缘性能优良。
因而要有的放矢对环氧树脂加以改性。
改性的方法1、选择固化剂;2、添加反应性稀释剂;3、添加填充剂;4、添加别种热固性或热塑性树脂;5、改良环氧树脂本身。
环氧树脂交联度测试方法我折腾了好久环氧树脂交联度测试方法,总算找到点门道。
一开始我真的是瞎摸索啊。
我最先想到的就是溶胀法。
这就好比是给环氧树脂找个“溶剂澡盆”。
我把环氧树脂样品放到特定的溶剂里,想着看它能胀多大,来推断交联度。
但是这里面的坑可多了呢。
首先,这个溶剂的选择就很关键,不能太强也不能太弱。
我一开始随便用了个溶剂,结果环氧树脂要么根本不溶胀,要么就直接溶解得没影了,根本得不出什么有用的结果,这就完全是瞎猫碰死耗子嘛。
后来我知道得选那种对未交联的部分能溶胀但又不会破坏交联结构的溶剂。
像甲苯和二甲苯对于一些环氧树脂体系就比较合适。
把样品放进去,要在恒定的温度下放置一段时间,这个时间的把握也不容易。
时间短了,溶胀没到位;时间长了,又可能出现其他化学变化。
我开始的时候就没控制好时间,拿到的数据乱七八糟的。
再后来我还试过力学性能测试法。
这个呢,就像是给环氧树脂做个体能测试。
交联度高的环氧树脂肯定更“强壮”,力学性能就好呗。
比如说拉伸强度和硬度之类的。
但是这个方法也不好弄。
它很容易受到样品制备的影响。
我在制备测试样品的时候,有一次混料没混均匀,结果测出来的力学性能波动很大,根本不是交联度本身的体现。
想着用这个来准确测交联度是比较难的。
还有热分析的方法,像DSC(差示扫描量热法)。
这就像是给环氧树脂量体温,通过观察它在升温或者降温过程中的热量变化来推断交联度。
不过这里面也要小心啊。
仪器的校准很重要,如果仪器没校准好,那测得的数据根本就是在骗人。
我曾经就因为这个吃过亏,以为自己找到关键了,结果发现是仪器的问题。
我到现在也不敢说完全掌握了环氧树脂交联度测试方法,但这些都是我实实在在的摸索经历,大家要是做这个测试可一定要小心这些问题,多尝试几种方法互相验证,这样结果可能会更靠谱一些。
环氧树脂E51改性增韧研究以雙酚改性环氧树脂E51(EP),达到改性增韧的目的。
进行了一系列实验,对比了用单一环氧树脂、混合树脂与自制混合胺,在相同和不同环氧当量下所得固化物的粘结强度、韧性和硬度。
实验表明,混合树脂固化产物硬度96.6HSD,拉伸强度16.053MP,断裂拉力5114.97N,变形量5.63mm,韧性增加16%。
标签:环氧树脂;增韧;韧性;硬度;粘结强度0 引言E51型环氧树脂粘度低,环氧值高,固化效果,不足之处在于脆性大,韧性低;E20和E12型环氧树脂粘结度高,韧性好的优点,不足之处在于硬度低。
把三种环氧树脂按比例混合,新得到的混合树脂既有E51树脂活性高,固化效果好及高硬度的特点,又有E20和E12中长分子链韧性好的优点,与自制混胺固化后,提高固化物性能,克服了使用单一环氧树脂固化后综合性能差的弊端。
1 实验部分(1)主要试剂。
环氧树脂E12、E20、E51,聚醚胺、聚醚二胺、固化剂促进剂,江苏三木化工;二甲苯,上海泰正化工有限公司;正丁醇,扬州市华香化工有限公司。
(2)主要仪器。
环氧树脂高速分散机,上海机电设备有限公司;电子秤,上海信衡电子有限公司,深圳盛美仪器有限公司;UTM4000系列微机控制电子万能试验机;热重差热分析仪EXSTAR6300,精工盈司电子科技(上海)有限公司。
(3)实验测试。
1)配制溶剂:在二甲苯中加入正丁醇,搅拌均匀。
2)配制树脂:按比例在溶剂中加入环氧树脂E12、E20,高速搅拌二十分钟,待树脂溶解后加入环氧树脂E51,高速搅拌混合均匀,按三种环氧树脂的不同比例制作4种混合液,编号为树脂A、B、C、D。
配制三种单一环氧树脂的溶液。
3)样品测试:以环氧当量:胺当量=1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9分别将树脂与固化剂混合,在室温下实干后,涂抹于马口铁片上进行弯折观察,粘结20mm圆柱用拉力试验机进行测试,用邵氏硬度计进行硬度测量,用差热分析仪进行差热分析。
端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究摘要:环氧树脂是一种重要的高分子材料,在工程领域有着广泛的应用。
环氧树脂的脆性和低韧性限制了其在一些领域的应用。
本文研究了利用端羧基丁腈橡胶对环氧树脂进行改性以提高其韧性和强度的方法。
实验结果表明,端羧基丁腈橡胶能够有效地增韧环氧树脂,并且改性后的环氧树脂具有较好的力学性能和耐热性能。
这些研究结果对于提高环氧树脂的性能,拓展其应用领域具有重要意义。
关键词:端羧基丁腈橡胶;环氧树脂;增韧改性;力学性能;耐热性能1. 引言环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有优异的绝缘性能、耐腐蚀性能和机械性能,广泛应用于航空航天、电子、汽车等领域。
由于其分子结构中存在大量的环氧基团,导致环氧树脂具有较高的硬度和脆性,限制了其在一些领域的应用。
如何提高环氧树脂的韧性和强度成为了研究的热点之一。
2. 实验方法实验所用的环氧树脂为商业级别的环氧树脂,端羧基丁腈橡胶为工业级别的端羧基丁腈橡胶。
实验使用的溶剂为甲苯,催化剂为二甲基苯酚。
所有试剂均为分析纯试剂,按照一定的比例配制而成。
(1) 将环氧树脂和端羧基丁腈橡胶按一定的比例加入甲苯中,并在搅拌下进行混合,得到预混物。
(2) 在预混物中加入一定量的催化剂,并在恒温条件下进行反应。
(3) 将反应得到的树脂溶液倒入模具中,并在一定的温度下进行固化。
固化后取出样品,进行后续的力学性能和耐热性能测试。
3. 结果与讨论3.1 力学性能测试利用万能材料试验机对改性后的环氧树脂样品进行了拉伸测试和冲击测试。
实验结果表明,端羧基丁腈橡胶的加入显著提高了环氧树脂的拉伸强度和冲击韧性。
通过对比分析,发现随着端羧基丁腈橡胶含量的增加,环氧树脂的韧性呈现出逐渐增强的趋势。
这说明端羧基丁腈橡胶对环氧树脂的增韧效果明显,能够有效地提高其力学性能。
利用热重分析仪对改性后的环氧树脂样品进行了热重分析测试。
实验结果显示,端羧基丁腈橡胶的加入并未对环氧树脂的热稳定性产生明显影响,改性后的环氧树脂仍然具有较好的耐热性能。
丙烯酸酯液体改性环氧树脂胶粘剂3.2 胶粘剂力学性能采用环氧基含量为1.2 mmol·g-1的丙烯酸酯液体橡胶增韧环氧树脂胶粘剂,其力学性能见表3。
由表3可见,环氧树脂胶粘剂对不同材料有不同的粘接性,但加入丙烯酸酯液体橡胶后拉伸剪切强度都有不同程度的提高,铝合金试片的拉剪强度提高了133%,复合材料试片提高了124%,45#钢试片提高了84%。
这是因为加入丙烯酸酯液体橡胶,改善了体系的韧性,降低了固化过程中产生的内应力,胶粘剂拉剪强度增大。
下面分别讨论液体橡胶添加量和环氧基含量对拉剪强度的影响。
表3 环氧树脂胶粘剂拉剪强度拉剪强度每百份环氧树脂中液体橡胶的加入份数/MPa 0 5 10 15 20铝合金试片 12.1 20.1 28.2 26.1 22.3玻璃钢试片 7.2 12.0 16.1 14.0(试片破坏) 14.1(试片破坏)45#钢试片 9.2 11.2 16.8 16.6 13.2由表3可见,随液体橡胶添加量的增加,胶粘剂的拉剪强度逐渐增大,当添加量为每百份环氧树脂加10份时,拉剪强度提高幅度最大,分别提高了约133%和124%。
这是因为加入液体橡胶,体系成两相结构,由于橡胶相变形和撕裂的阻力对基体开裂有阻碍和钉扎作用,消耗大量的能量,提高了韧性。
而这种阻碍作用与橡胶相的体积分数成线性关系,故随液体橡胶添加量的增加,基体的韧性增大,拉伸剪切强度逐渐增大。
又由于胶结件在受拉剪载荷时,胶粘剂与胶接件表面粘接作用和胶粘剂本身的强度不同,胶接件的破坏形式也不同。
但是若橡胶含量过大,胶粘剂内聚强度降低,试件呈内聚破坏,拉剪强度反而降低。
3.2.1 丙烯酸酯液体橡胶环氧基含量的影响丙烯酸酯液体橡胶含有的反应性官能团为环氧基,不同环氧基含量的液体橡胶对胶粘剂拉剪强度的影响不同。
图4(图略)是体系中分别加入不同环氧基含量(每百份环氧树脂加入10份)的液体橡胶后,胶粘剂拉剪强度与液体橡胶环氧基含量的关系曲线。
环氧树脂老化研究环氧树脂是一种常用的工业原料,广泛应用于航空航天、电子电器、建筑材料、汽车制造等领域。
随着使用时间的增长,环氧树脂会发生老化现象,导致其物理性能和化学性能下降,从而影响其使用效果和寿命。
研究环氧树脂老化规律及其影响因素对于提高其使用性能和延长其寿命具有重要意义。
一、环氧树脂老化的特点和表现形式环氧树脂老化主要表现在以下几个方面:1. 力学性能下降:环氧树脂老化后,其强度、韧性、硬度等力学性能会逐渐降低,导致材料变脆或变软,从而引发开裂、变形等问题。
2. 热性能降低:老化后的环氧树脂在高温下容易软化,导致材料失去原有的载荷能力和稳定性。
3. 化学稳定性下降:老化环氧树脂可能会产生氧化、分解等化学反应,从而降低其化学稳定性和耐腐蚀性。
4. 外观变化:老化环氧树脂表面可能出现发黄、褪色、霉斑等现象,影响产品的美观性和外观质量。
二、环氧树脂老化的影响因素1. 温度:高温会加速环氧树脂的老化过程,长时间高温环境是导致环氧树脂老化的主要因素之一。
2. 光照:紫外光对环氧树脂的影响较大,长时间的紫外照射会导致环氧树脂发生光老化,使其机械性能和光学性能受损。
3. 湿度:湿热环境下,环氧树脂容易发生水解和水吸收,加速了其老化过程。
4. 化学介质:环境中的化学介质如酸、碱等会对环氧树脂产生腐蚀作用,从而影响其性能和寿命。
三、环氧树脂老化研究方法1. 实验方法:通过对环氧树脂在不同老化条件下的性能变化进行实验观察和测试,如拉伸强度、断裂伸长率、硬度、玻璃化转变温度等性能指标的测试,以及老化后材料微观结构的观察分析,来研究其老化机理和规律。
2. 数值模拟方法:通过建立环氧树脂老化的数值模型,模拟不同环境条件下的老化过程,预测和评估环氧树脂的老化程度和寿命。
3. 表征分析方法:利用扫描电镜、红外光谱、热重分析等技术手段,对老化环氧树脂的结构、成分、热性能等进行表征和分析,揭示其老化过程和机制。
四、环氧树脂老化抑制和改性技术1. 添加抗氧化剂:在环氧树脂中添加抗氧化剂可以有效延缓其氧化老化过程,提高其耐热性和耐光性。
姚亮 等·环氧树脂对EPDM性能影响的研究·1·2012年 第38卷环氧树脂对EPDM性能影响的研究姚亮,张馨(徐州工业职业技术学院材料工程系,江苏 徐州 221100)摘要:研究了环氧树脂用量对三元乙丙橡胶工艺性能和力学性能的影响,研究结果发现,环氧树脂对三元乙丙橡胶有增塑和增粘作用,影响了其硫化特性,并降低了三元乙丙橡胶硫化胶的力学强度。
关键词:环氧树脂;三元乙丙橡胶;工艺性能;力学性能中图分类号:TQ323.5 TQ330.4 文章编号:1009-797X(2012)09-0001-03文献标识码:B DOI:10.3969/J.ISSN.1009-797X.2012.09.001作者简介:姚亮(1980-),徐州工业职业技术学院,讲师,橡胶加工专业。
收稿日期:2012-04-05三元乙丙橡胶为第三大合成橡胶,仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶,且随着汽车工业的发展,三元乙丙橡胶的用量会越来越大。
由于其饱和的分子主链结构,导致其具有优异的耐热性、耐臭氧老化和耐天候老化性等,但是三元乙丙橡胶加工性能比较差,尤其是自粘性和互粘性。
提高三元乙丙橡胶自粘性的办法有很多,但是用环氧树脂作为增粘剂的研究相对较少,因此本文对环氧树脂增粘剂三元乙丙橡胶进行研究探讨。
1 实验部分1.1 配方与原材料三元乙丙橡胶100份,硬脂酸2份,过氧化二异丙苯4份,硫黄粉0.5份,防老剂264 1份,滑石粉100份,沉淀法白炭黑30份,环氧树脂为变量(分别为0、4、8、12、16、20、24、28、32、36份,分别对应的配方编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10);其中三元乙丙橡胶E P D M 4045为中国石油吉林石化公司销售,环氧树脂E -51为岳阳巴陵石化化工公司销售,其他配合剂均为市售。
1.2 胶料制备E P D M 塑炼→硫黄,防老剂264,硬脂酸→白炭黑,滑石粉→过氧化二异丙苯→制成母炼胶→停放→母炼胶平分→分别加入不同量的环氧树脂→停放→硫化曲线,门尼黏度→硫化→停放→性能测试。
常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展袁腾;周闯;周健;黄家健;涂伟萍;杨卓鸿【摘要】详细介绍了常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展.首先介绍了环氧树脂水性化的途径及各自的特点,主要包括直接乳化法、相反转乳化法、自乳化法和固化剂乳化法等.介绍了常温自干型水性环氧树脂乳液的实现途径,主要包括羰基与酰肼基团室温自交联、硅氧烷室温自交联、不饱和脂肪酸双键室温自氧化交联、异氰酸酯基团室温自交联、基于Michael加成反应的室温交联、氮丙啶与羧基的室温交联、环状碳酸酯与胺基的室温交联、脂环族环氧基团与羧基的室温交联、金属离子与羧基、磺酸基等螯合作用室温交联、辐射固化型常温自交联、常温多重自交联和包埋固化剂型室温自交联等技术,并详细介绍了其机理.最后,指出了常温自交联型水性环氧树脂乳液目前存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)003【总页数】5页(P3011-3015)【关键词】单组份;常温自交联;水性环氧树脂;纳米粒子;乳液;稳定性【作者】袁腾;周闯;周健;黄家健;涂伟萍;杨卓鸿【作者单位】华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南农业大学材料与能源学院,广州510642【正文语种】中文【中图分类】TQ631环氧树脂因其优良的机械物理性能、粘结性能和工艺性能等,已被广泛应用于各个领域,尤其是防腐涂料领域[1]。
但目前使用的环氧树脂多为溶剂型,在生产施工过程中挥发大量溶剂,对人类健康造成严重威胁。
近年来,随着人们环保意识的增强,环境友好型涂料越来越受到重视,其中水性涂料发展速度最快,也是最成熟的,所以具有环境友好特性的水性环氧树脂体系成为备受关注的研究方向之一[2]。
环氧树脂改性氟橡胶乳液粘接性能研究 荣立平;刘晓辉;李欣;赵颖;王刚;张大勇;朱金华;米长虹;周红霞 【摘 要】研究了环氧树脂乳液、胺固化剂对改性氟橡胶乳液粘接性能的影响.采用DSC、TG等手段对改性氟橡胶乳液固化反应活性和耐热性进行了表征.试验结果表明:环氧树脂乳液改性剂能明显改善氟橡胶乳液的粘接性能,改性氟橡胶乳液固化物5%热失重温度大于290℃,改性氟橡胶乳液在加热固化和室温固化条件下都有较高的固化度.
【期刊名称】《有机氟工业》 【年(卷),期】2018(000)004 【总页数】5页(P4-8) 【关键词】氟橡胶乳液;粘接性能;环氧树脂;耐热性 【作 者】荣立平;刘晓辉;李欣;赵颖;王刚;张大勇;朱金华;米长虹;周红霞 【作者单位】黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020;黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020;黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020;黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020;黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020;黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020;黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020;黑龙江省科学院石油化学研究院,黑龙江哈尔滨150040;黑龙江省科学院高技术研究院,黑龙江哈尔滨150020
【正文语种】中 文 0 前言 氟橡胶具有优异的耐高温性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性、耐大气老化性及耐多种化学药品侵蚀的特性[1]。将氟橡胶溶解在溶剂中,加入增黏树脂、固化剂和硫化剂等改性剂,可制备出耐高温、耐油、耐大气老化等性能优异的胶黏剂产品[2],但目前氟橡胶胶黏剂为溶剂型产品,存在环保问题。与溶剂型体系相比,水性体系具有诸多优点,如VOC含量低、气味小、使用安全、价格低等,在工业和商业上具有很大的应用前景[3-4]。 本研究选用环氧树脂乳液对水性氟橡胶乳液进行改性,同时配合固化剂、吸酸剂和硫化剂等助剂来提高氟橡胶乳液的粘接性能,考察了固化剂种类、环氧乳液种类和用量对改性氟橡胶乳液粘接性能的影响、环氧改性氟橡胶乳液的固化热效应以及固化物的耐热性。 1 试验部分 1.1 主要原料 试验主要原料如表1所示。 表1 主要原料原料规格生产商氟橡胶乳液工业品山东东岳化工有限公司水性海因环氧树脂工业品美华树脂厂双酚A环氧乳液工业品广东黑马化工有限公司酚醛环氧树脂乳液实验室样品自制 表1(续)原料规格生产商硫化剂分析纯天津市科密欧化学试剂有限公司水性固化剂工业品广州腾威科技股份有限公司吸酸剂工业品苏州优锆纳米材料有限公司 1.2 环氧树脂改性氟橡胶乳液的制备 树脂乳液A组分:将环氧乳液与氟橡胶乳液按计量共混均匀制备组分A; 固化剂B组分:将固化剂、硫化剂、吸酸剂按计量共混均匀制备组分B; 改性乳液制备:使用时将A、B组分机械共混均匀,制备改性氟橡胶乳液。 具体工艺流程如图1所示。 图1 环氧改性氟橡胶乳液制备工艺流程 1.3 剥离强度测试 氟胶布之间的剥离强度按照GB/T2791—1995标准测试。试样制备方法:氟胶布裁剪试件尺寸为25 mm×200 mm,待粘材料表面擦拭清洁后,涂2遍胶,每遍室温晾置10~15 min,待胶层水分挥发干,然后合拢,接触压室温固化7 d或接触压室温固化1 d,再于60 ℃加热固化2 h后测试。 1.4 示差扫描量热分析(DSC) 采用美国TA仪器公司DSCQ-25型热分析仪测试水性改性胺固化环氧乳液,水性改性胺及硫化剂、吸酸剂硫化氟橡胶乳液,水性改性胺及硫化剂、吸酸剂固化环氧改性氟橡胶乳液的固化反应热。样品涂膜,待水分挥发干后测试,温度范围:室温~300 ℃,升温速率10 ℃/min,样品质量5~10 mg,氮气气氛,流速20 mL/min。 1.5 热失重分析(TGA) 采用美国TA仪器公司TG/DTA-5500分析仪测试水性改性胺及硫化剂、吸酸剂固化环氧改性氟橡胶乳液成膜的热失重温度曲线。测试温度范围:室温~400 ℃,升温速率为10 ℃/min,样品质量5~10 mg,氮气气氛,测定样品失重率随温度的变化曲线。 2 结果与讨论 2.1 改性氟橡胶乳液的粘接性能 2.1.1 固化剂对改性氟橡胶乳液粘接性能的影响 本研究选择胺类固化剂,由于胺固化剂能与环氧树脂发生交联反应,同时也能硫化氟橡胶,对固化交联体系起到协同促进作用,使环氧树脂与氟橡胶交联形成共混杂化网络,可以显著提高改性氟橡胶乳液固化后的粘接性能[5],所以选择适当的固化剂对协调好两个反应、提高改性氟橡胶乳液粘接性能非常关键。试验选择一种自制酚醛环氧乳液作为改性剂,当氟橡胶乳液用量为100份时,其用量为20份。筛选能与改性乳液共混的胺类固化剂,每种固化剂用量参考环氧基和氨基的当量配比公式,见式1。 100 g环氧树脂所需固化剂的质量(g)=(固化剂活泼氢当量/环氧树脂环氧基当量)×100 (1) 在计算固化剂用量的基础上增加文献报道中氟橡胶胺硫化剂的用量,作为改性氟橡胶乳液的固化剂用量。考察了固化剂种类对改性乳液状态、粘接氟胶布之间常温剥离强度的影响,试验结果如表2所示。 表2 固化剂种类对改性乳液状态、粘接氟胶布之间常温剥离强度的影响胺类固化剂乳液共混稳定性常温剥离强度/(kN·m-1)三氟化硼乙胺乳白色液体0.81二乙烯三胺凝胶— 表2(续)胺类固化剂乳液共混稳定性常温剥离强度/(kN·m-1)三乙烯四胺凝胶—乙二胺乳白色液体0己二胺乳白色黏稠液体0间苯二甲胺凝胶—聚酰胺200#稳定乳白色液体0.87聚酰胺300#乳白色黏稠液体0.92聚酰胺651#黏稠液体0.32水溶性聚酰胺凝胶—T-31黏稠液体0.56胺固化剂BH53稳定乳白色液体0.45胺固化剂BH56乳白色液体0.95水性改性胺稳定乳白色液体1.13 由表2可知,选用水性改性胺作为固化剂且用量按式1公式计算,制得的改性氟橡胶乳液状态较好,可操作性好,适宜涂胶,固化后的常温剥离强度最高。这种水性胺类固化剂为一种水性改性芳杂环胺固化剂,可以尽量减少对氟橡胶硫化物耐热性的影响。固化剂与环氧树脂交联的网状结构具有很强的粘接性和很好的韧性;而胺类固化剂也可以硫化氟橡胶[6],使改性氟橡胶乳液固化后形成交联网状结构,表现出较好的粘接性能。 2.1.2 环氧乳液对改性氟橡胶乳液粘接性能的影响 试验选用水性改性胺作为改性氟橡胶乳液的固化剂,用量参考式1公式计算。分别选用水性海因环氧树脂、双酚A环氧乳液及自制的酚醛环氧乳液作为改性剂,当氟橡胶乳液用量为100份时,其用量均为20份。考察上述不同种类的环氧树脂乳液改性氟橡胶乳液粘接氟胶布之间的常温及200 ℃的剥离强度,不同种类的环氧乳液技术指标如表3所示,试验结果如图2所示。 表3 环氧乳液技术指标指标水性海因环氧树脂双酚A环氧乳液自制环氧乳液环氧值0.360.200.50固含量/%805050粒径/μm0.21.30.5 表3(续)指标水性海因环氧树脂双酚A环氧乳液自制环氧乳液pH5~67.0±0.55.0±0.5储存期6月6月6月 图2 不同种类环氧乳液改性氟橡胶乳液的粘接性能 由图2可知,不同种类的环氧乳液改性氟橡胶乳液的常温剥离强度相差不大,但自制的酚醛环氧乳液改性氟橡胶乳液200 ℃的剥离强度最高。这是因为酚醛环氧树脂分子结构中带有苯环,耐热性能较普通双酚A环氧树脂好,同时这种酚醛环氧树脂的平均官能度为3,环氧值较高,固化后交联密度高,保留了环氧树脂的固化反应特性、粘接性能及耐热性能。 试验同时考察了不同用量的酚醛环氧树脂乳液改性氟橡胶乳液粘接氟胶布之间的常温剥离强度,水性改性胺固化剂用量参照式1公式计算,结果如图3所示。 图3 不同用量的环氧树脂乳液改性氟橡胶乳液的剥离强度 由图3可知,当氟橡胶用量为100份,环氧树脂乳液用量为15份时,制备的改性氟橡胶乳液粘接氟胶布的常温剥离强度最高。当环氧树脂用量小于15份时,改性氟橡胶乳液的常温剥离强度较差,这是由于氟橡胶乳液自身无黏性,需要环氧树脂提高其粘接强度。当环氧树脂用量较少时,对改性乳液的粘接强度提高很小,使其常温剥离强度较差。 2.2 环氧改性氟橡胶乳液固化反应的DSC分析 分别对环氧乳液、氟橡胶乳液、环氧改性氟橡胶乳液固化前后进行DSC表征,试验结果如图4、图5和图6所示。其中图4为水性改性胺作为固化剂的环氧乳液固化DSC曲线,由图4可以看出,环氧乳液的固化峰温为130 ℃。图5为水性改性胺、硫化剂、吸酸剂作为硫化体系的氟橡胶乳液固化DSC曲线,由图5可以看出,氟橡胶乳液有两个硫化峰[7],分别为一段硫化峰和二段硫化峰,其中一段硫化峰的峰温为133 ℃,二段硫化峰的峰温为260 ℃。氟橡胶乳液经200 ℃硫化成膜后再测试DSC曲线,见图5,发现两段硫化峰均消失。图6为水性改性胺、硫化剂、吸酸剂作为硫化体系的改性氟橡胶乳液固化前、室温固化后、60 ℃固化后及200 ℃固化后的DSC曲线。图6中第一个峰为环氧树脂的固化反应放热峰及氟橡胶一段硫化的反应放热峰,第二个峰为氟橡胶二段硫化的反应放热峰。室温固化后第一个峰明显减小,计算固化度为91%[8],说明环氧树脂和氟橡胶分别发生了固化反应和一段硫化反应。60 ℃固化后的DSC曲线与室温固化后的DSC曲线相似,说明两种固化方式结果相近。而这两种固化条件下的DSC曲线第二个峰都没有明显减小,说明氟橡胶没有二段硫化,这是由于氟橡胶的二段硫化温度较高,一般在260 ℃左右[9],在此固化条件下没有发生二段硫化反应。 图4 环氧乳液固化DSC曲线 图5 氟橡胶乳液固化DSC曲线 图6 改性氟橡胶乳液固化DSC曲线 2.3 改性氟橡胶乳液耐热性能的表征 考察了不同用量的环氧乳液对改性氟橡胶乳液固化物耐热性的影响,测试了水性改性胺及硫化剂、吸酸剂固化酚醛环氧改性氟橡胶乳液成膜的TG曲线,结果如图7所示,曲线数据分析结果如表4所示。 图7 不同用量的环氧乳液改性氟橡胶乳液TG曲线