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文檔簡介

1、建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑1 建筑膠黏劑的簡介12 膠黏劑的分類22.1 按應用場所分類22.2 按主要用途分類22.3 按固化情況分類32.4按粘接基材分類32.5按應用領域分類32.6按建筑結(jié)構(gòu)愛膠功能性質(zhì)分類43膠黏劑的組成43.1主體粘料43.1.1環(huán)氧樹脂及其改性物43.1.2丙烯酸樹脂及其改性物53.1.3聚氨酯膠黏劑63.1.4有機硅樹脂及其化合物63.2 固化劑73.2.1 有機胺類固化劑73.2.2 多硫醇固化劑93.3.3 聚酰胺固化劑93.3.4 酚醛樹脂93.3.5 聚硫橡膠93.3.6 聚氨酯103.3.7 其他固化劑103.4增韌劑103.4.1 液體聚硫橡膠增韌劑103.4.

2、2 丁腈橡膠增韌劑103.4.3聚氨酯增韌劑113.4.4尼龍增韌劑113.4.5熱塑性高分子增韌劑113.4.6其他增韌劑114其他組分124.1稀釋劑組分124.2觸變劑124.3偶聯(lián)劑124.4填充劑135市售環(huán)氧樹脂型號及價格136實驗儀器及檢測151 建筑膠黏劑的簡介建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑的定義為:應用于各種建筑物、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件,對其進行加固、補強、修復、粘結(jié)的,具有較高粘結(jié)強度及良好綜合性能的新型膠種,可稱之為建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑。在建筑施工中,相比于傳統(tǒng)的連接加固法有很多的優(yōu)勢:用合成樹脂膠黏劑黏結(jié),加固構(gòu)件,比一般的鉚、焊受力均勻,材料不會產(chǎn)生應力集中的現(xiàn)象,使之更加耐疲勞,尤其能更好的保證構(gòu)

3、件的整體性和提高抗裂性,而整體性在某種程度上關系著構(gòu)件的承載能力和穩(wěn)定性;結(jié)構(gòu)膠黏劑可以將不同性質(zhì)的建筑材料牢固的黏結(jié)起來,也是傳統(tǒng)材料無法比擬的;使用膠黏劑施工,工藝簡單,可以大大縮短工期,往往12天或者更短的時間就可以完成,尤其是在一些固件加固方面,可以修復加固一些傳統(tǒng)方法無法加固的構(gòu)件;對于某些重要軍事工程、交通設施的應急修復與加固、災害中的緊急處理具有重要意義;結(jié)構(gòu)膠黏劑具有很好的物理機械性能,結(jié)構(gòu)本身的強度大大超過混凝土的強度;黏結(jié)性能也很好,耐水、耐介質(zhì)、耐老化性能優(yōu)異,能滿足各種要求;在施工中還可以提高效率、降低成本、節(jié)約能源等;建筑結(jié)構(gòu)膠在新型復合建材和各種功能建材的制造中有著

4、重要的作用;結(jié)構(gòu)膠的廣泛應用利于環(huán)境保護,減少污染以及資源的再生利用和循環(huán)使用。這許多的優(yōu)點使建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑在國內(nèi)外得到飛速發(fā)展。2 膠黏劑的分類2.1 按應用場所分類(1) 粘鋼加固膠按設計要求以黏結(jié)鋼板于構(gòu)件上進行加固補強的膠種。塔又有黏結(jié)膠與灌注膠之分。該類膠具有較高的粘結(jié)強度,良好的施工性能和耐老化性能。它們是國內(nèi)外結(jié)構(gòu)膠的主要品種。(2) 纖維及復合材料加固膠用纖維或復合材料作為加固補強的增強材料,使其粘貼于被加固的構(gòu)件上的新型膠種。它們又有底膠、修補膠和粘結(jié)膠多種不同功能的品種。就碳纖維材料而言,又有碳纖維布粘結(jié)膠、炭纖維板及碳纖維板預應力粘結(jié)膠等,并有著良好的黏結(jié)性能、工藝性能等

5、,是一種歷史不長的新膠種,其用量在不斷的增加。(3) 植筋錨固膠此類膠種已經(jīng)逐步從加固膠種單獨列出來哦了,成為重要的結(jié)構(gòu)膠品種之一。主要用于錨固鋼筋、螺栓和其他構(gòu)件,使其承載負荷。它們均有較好的錨固強度。此類膠包裝不同:桶裝型、注射管裝型及玻璃管裝型,它們都具有良好的施工工藝性能。(4) 其他場所用膠還有許多場所應用結(jié)構(gòu)膠:如修補用膠、現(xiàn)在粘結(jié)施工用膠、堵漏、干掛、特種裝修用膠等。2.2 按主要用途分類現(xiàn)在國內(nèi)外加固膠按主要組成分類如表所示。建筑結(jié)構(gòu)黏結(jié)劑按主要組成分類硅酸鹽類無機建筑結(jié)構(gòu)膠磷酸鹽類其他類環(huán)氧樹脂及改性環(huán)氧樹脂類丙烯酸樹脂類有機建筑結(jié)構(gòu)膠聚氨基甲酸酯類有機硅樹脂類其他類2.3

6、按固化情況分類(1) 常溫固化膠是指在1035干燥條件下,7d內(nèi)完成固化的一類膠種。目前所用的絕大部分膠種屬于此類、(2) 潮濕條件固化膠是指在常溫條件下但是可以在潮濕環(huán)境、潮濕基材的表面、甚至水下也可以完成施工并固化的膠種(3) 低溫固化類可在-5以 甚至-15以下可以順利進行施工,又能在該溫度下1015d內(nèi)完成固化的膠種?,F(xiàn)在既能達到強度要求,又能滿足施工工藝的此類膠種使用產(chǎn)品任然很少,需要進行開發(fā)與完善。(4) 加溫固化性為了提高其加固后膠層的耐溫性能粘接強度,在制定的高于室溫的環(huán)境下長期使用的新型膠種。現(xiàn)在此類品種也很少(5) 其他膠種如用紫外線照射固化的膠種、濕氣固化、快固化的、可控

7、固化速度的新型膠種等。2.4按粘接基材分類按粘接基材分類,將基材分為以混凝土為基材、以鋼材為基材、以砌塊為基材、以石材為基材、以木材為基材以及以其他材料為基材的建筑結(jié)構(gòu)膠等。因為基材不同,對建筑結(jié)構(gòu)膠要求各異,這種分類對于設計與施工較為方便。2.5按應用領域分類近些年,建筑結(jié)構(gòu)膠的應用領域不斷擴大,已從單一的房屋加固向其他基礎設施及建筑業(yè)發(fā)展,因此又可以按應用領域分類。比如公用、民用、公路橋梁用、鐵路、用、水電水利設施用、航空機場用、海港碼頭用、軍事設施用等建筑結(jié)構(gòu)膠。2.6按建筑結(jié)構(gòu)愛膠功能性質(zhì)分類由于應用要求不同,也可以按功能性質(zhì)來分類,如普通型、高強型、耐溫型、阻燃型、水下施工型、低溫施

8、工型、快固化型等。除以上劃分外,還有按施工狀態(tài)劃分、水性與油性劃分、按其反應形式劃分、按其包裝狀態(tài)劃分(雙組份、單組份、雙組份單包裝、化學錨栓等)等。3膠黏劑的組成3.1主體粘料粘料是膠黏劑中將兩種被粘接材料牢固結(jié)合在一起時,起主要作用的組分,它是膠黏劑的基礎。建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑亦是如此,它的各項性能的優(yōu)劣很大程度上主要有粘料決定,現(xiàn)國內(nèi)外的建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑所用的粘料均為熱固性高分子材料,他們包括:各種型號的環(huán)氧樹脂及改性物;各種類型的丙烯酸樹脂及改性物;不同種類的聚氨酯及改性物;有機硅樹脂及其化合物;各種類型的不飽和聚酯樹脂;其他高分子彈性體和材料;無機粘料等。3.1.1環(huán)氧樹脂及其改性物分子中含

9、有兩個或者兩個上的環(huán)氧基團,并且環(huán)氧基團能夠發(fā)生反應形成具有優(yōu)異性能的熱固性樹脂,這樣的物質(zhì)被稱為環(huán)氧樹脂。除此之外,含有兩個以上(含兩個)的環(huán)氧基團,并能通過交聯(lián)能形成性能優(yōu)異的熱固性樹脂,這樣的低分子化合物也被稱為環(huán)氧樹脂。二酚基丙烷縮水甘油醚即雙酚環(huán)氧樹脂,產(chǎn)量在世界范圍內(nèi)占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量75左右,因此被稱為通用型環(huán)氧樹脂。雙酚環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)式與其性能之間的關系如圖對于環(huán)氧樹脂的分類方法,大家普遍接受的有兩種即按狀態(tài)分類和按結(jié)構(gòu)分類。按狀態(tài)可將環(huán)氧樹脂分為固態(tài)、半固態(tài)和液態(tài)三類;按結(jié)構(gòu)可將環(huán)氧樹脂分為很多種類,具體如圖所示此外,還有混合型環(huán)氧樹脂,即分子結(jié)構(gòu)中同時具有兩種不同類型環(huán)氧基的化

10、合物。例如:環(huán)氧樹脂的合成主要有兩種方法:多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活潑氫原子的化合物與環(huán)氧氯丙烷等環(huán)氧基團的化合物縮聚而成鏈狀活環(huán)狀雙烯類化合物的雙鍵與過氧酸經(jīng)環(huán)氧化而成3.1.2丙烯酸樹脂及其改性物 丙烯酸樹脂系丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯或其衍生物的均聚和共聚物的總稱。其化學結(jié)構(gòu)為:其中R為H、CN、烷基、芳基和鹵素等;R'為H、烷基、芳基、輕烷基;其中COOR'也可被CN、CONH2、CHO等基團取代。作為涂料用丙烯酸樹脂則主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其脂與苯乙烯經(jīng)共聚而得到的熱塑性或熱固性丙烯酸系樹脂,以及其他樹脂(如醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂等)改性

11、的丙烯酸樹脂。與其他合成高分子樹脂相比,丙烯酸樹脂涂科具有許多突出的優(yōu)點,如優(yōu)異的耐光、耐候性,戶外曝曬耐久性強,紫外光照射不易分解和變黃能長期保持原有的光澤和色澤,耐熱性好;耐腐蝕,有較好的耐酸、堿、鹽、油脂、洗滌劑等化學品沾污及腐蝕性能。丙烯酸樹脂涂料的種類很多可以進行以下分類:按成膜特性可以分為熱塑性和熱固性;按丙烯酸樹脂聚合物的狀態(tài)可以分為三種:溶劑型、水性、無溶劑型;按應用可分為建筑用、木器用、汽車用、工業(yè)防腐用、塑料表面用、家電用、預涂裝用等。丙烯酸樹脂的合成:丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類及其它烯類單體共聚而成的樹脂,可分為熱塑性與熱固性兩種。丙烯酸樹脂具有良好的光澤度

12、、耐候性、耐化學性和穩(wěn)定性;水溶性丙烯酸樹脂具有無污染、無毒性、無刺激性和生產(chǎn)安全、價格便宜等優(yōu)點。但常規(guī)丙烯酸醋樹脂存在如成膜溫度高、膠膜硬度低、抗回粘性差、耐水性不好、附著力差等缺點。3.1.3聚氨酯膠黏劑聚氨酯膠黏劑是分子主鏈中含有極性很強的氨基甲酸酯基(-NHCOO-)和活性很高的異氰酸酯基(-NCO)的一類性能優(yōu)越的膠黏劑。但聚氨酯膠黏劑耐熱性能較差,在高溫下易分解,不適宜在高溫或濕熱的環(huán)境下使用,故其應用領域受到限制。聚氨酯的合成:聚氨酯的主要原料是含有活性基團異氰酸酯基以及含有活潑氧的聚醚或者聚酯多元醇,以及小分子的擴鏈劑和助劑。并且聚醚或者聚酯多元醇這兩種基本原料都可以經(jīng)過化學

13、改性后進一步反應,制得具有特殊物理性能和加工工藝的聚氨酯樹脂,進而增加聚氨酯的品種與應用領域。多異氰酸酯在聚氨酯的合成過程中主要是起到擴鏈或者交聯(lián)的作用。不同類型的多異氰酸酯與多元醇化合物反應之后,能夠生成各種結(jié)構(gòu)不同的聚氨酯。3.1.4有機硅樹脂及其化合物硅樹脂是具有高度交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固性聚硅氧烷體系。早期的產(chǎn)品多由機氯硅烷出發(fā),經(jīng)水解縮合及稠化重排,制成室溫下穩(wěn)定的活性硅氧烷預聚物,應用時,將其進一步加熱即可縮合交聯(lián)成堅硬的或彈性較小的固體硅樹脂,反應式如下(R為Me、Ph) 硅樹脂預聚物及其固化物的性能,取決于原料硅烷的種類及配比,水解縮合介質(zhì)pH值,溶劑的性質(zhì)及用量,稠化、固化所用催化劑

14、以及工藝條件等。三官能(RSiO1.5)或四官能團(SiO2)鏈接節(jié)是硅樹脂不可缺少的成分,引入二官能(R2SiO3)或單官能(R3SiO0.5)鏈節(jié)可提高硅樹脂的彈性與柔性。目此,硅樹脂預聚物可依需要制成易流動或教稠的液體,甚至不同硬度的固體,為了貯存穩(wěn)定及應用方便,大部分產(chǎn)品還將其溶解在甲苯或二甲苯等惰性有機溶劑中。盡管硅樹脂是一類具有優(yōu)良耐熱性、耐候性、憎水性及電絕緣性等的熱固性高分子材料但也存在固化性、粘接性、耐溶劑性及配伍性欠控等缺點,后者影響其推廣應用。對比價廉易得的通用有機樹脂,特別是涂料用有機樹脂的某些優(yōu)缺點正好與硅樹脂相反。因此,自然想到如能通過物理或化學的方法將硅樹脂與有機

15、樹結(jié)合,形成一種兼具兩者優(yōu)易性能的改性樹脂,則能大大擴展它們的用途與價值,對有機硅及有機聚合物工業(yè)的發(fā)展都有置要意義。但是,硅樹脂的分子結(jié)構(gòu)及特性與有機樹脂差異較大,兩者相容性很差,而僅靠簡單的物理混合有時很難達目改性的目地,因而在大多數(shù)情況下硅樹脂只有與有機樹脂進行化學改性,方能收到良好效果。所說的化學反應包括共縮合、共聚合及其共加成反應而實用中多半通過共縮合反應改性。3.2 固化劑固化劑是建筑結(jié)構(gòu)膠的又一重要組成。它是一類直接參與主樹脂進行化學反應的物質(zhì),使粘料在一定外界條件下,由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。當然也有些膠體是不需要固化劑的,它們多半是有溶劑或者是乳液型的或者是熱熔型。這里以環(huán)氧樹脂為例

16、。環(huán)氧樹脂膠種固化劑種類很多,按其類別可以分為有機胺類、有機酸酐類、咪唑了、高聚物類和其他類。3.2.1 有機胺類固化劑因為建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑一般用量較大,要求其強度較高,特別是大都要求在室溫下進行固化,有機酸酐類固化劑使用較少。胺類固化劑是目前國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑中應用最多的固化劑,因為它能在保證性能的前提下,具有較好的施工性能,可以在室溫固化、流動性能較好、來源容易等,可以在理論與實驗的基礎上進行選用。環(huán)氧樹脂膠黏劑常用有機胺類固化劑有機胺類名稱加入量/g固化條件乙二胺6725、24h二乙烯三胺1012室溫、3d或80、2h三乙烯四胺1315室溫、3d或80、2h四乙烯五胺141680、2h脂

17、肪胺己二胺151780、2h三甲基己二胺2280、3h間苯二甲胺202280、4h間環(huán)己基二甲胺293160、3hN,N-二乙基丙胺8980、2h+120、3h間苯二胺141580、4h芳香胺3,3二氯-4,4-二氨基-二苯基甲烷323480、4h4,4-二氨基-二苯基甲烷282980、2h,150、2h4,4-二氨基-二苯基砜2028120、2h,180、2h孟烷二胺2380、3h酯環(huán)胺異佛爾酮二胺24120、4hN-氨乙基哌嗪23室溫、4h,120、3h甲基環(huán)戊二胺15室溫,7d雙氰胺612150、0.5h其他胺DMP-30610100、3h芐基二甲胺510100、3h聚醚胺32室溫、14

18、d加入量為100g E-51環(huán)氧樹脂所需的固化劑的量對于有活潑氫的脂肪胺而言,其加入量可以進行理論計算:例如:用二乙烯三胺固化環(huán)氧樹脂時即100g E44環(huán)氧樹脂應該用9g二乙烯三胺進行固化但是未改性胺作為固化劑有很多缺點,所以要進行改性,常用的改性方法有:環(huán)氧基加成反應;縮水甘油醚與胺類化合物的加成反應;環(huán)氧樹脂與胺類的加成反應;環(huán)氧氯丙烷與胺類的加成反應;環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷與胺類的加成反應;邁克爾加成(胺的活潑氫對、不飽和鍵的迅速加成反應);硫脲-多元胺縮合物改性;酮亞胺化改性胺;曼尼期反應(胺甲基化反應);有機羧酸改性;以及其他改性胺的途徑。3.2.2 多硫醇固化劑硫醇基在三級胺的存在下

19、,能迅速與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基發(fā)生加成反應。添加多胺類可以降低它的反應溫度,利用這個性質(zhì),可將分子內(nèi)具有兩個或兩個以上硫醇基的一系列化合物作為環(huán)氧樹脂的快速固化劑,或低溫固化的固化劑。硫醇基與環(huán)氧基之所以能迅速發(fā)生反應,是因為在堿性催化劑的參與下,生成的硫醇鹽離子與環(huán)氧基反應,而該硫醇鹽的相對親核置換反應速率。比苯酚、羧基、胺類的要大得多、室溫下。多硫醇固化劑在幾個小時內(nèi)就能使環(huán)氧樹脂基本固化。但是只有在叔胺的存在下才能發(fā)揮其特點,多為日常家用。3.3.3 聚酰胺固化劑聚酰胺由于結(jié)構(gòu)中含有較長的脂肪酸碳鏈和氨基,可使固化產(chǎn)物具有高的彈性、粘結(jié)力;配料比較寬;它的施工環(huán)境較好,甚至能在潮濕的金屬、

20、混凝土表面施工。基本上無揮發(fā)物,毒性小。但它的缺點是耐熱性比較低,熱變形溫度只有5060,耐汽油,烴類溶劑性能差。膠黏劑中常用的有200號低分子聚酰胺;203號低分子聚酰胺;300號低分子聚酰胺;600號低分子聚酰胺;650號低分子聚酰胺。3.3.4 酚醛樹脂線性酚醛樹脂可作為環(huán)氧樹脂的固化劑。它的特點是:原料易得,價格低廉。和環(huán)氧樹脂反應所得的固化產(chǎn)物具有較高的耐熱性能、耐水性能。耐介質(zhì)及機械性能均好。因此在膠黏劑等行業(yè)獲得廣泛的應用。環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂的固化反應主要是環(huán)氧基和酚羥基的交聯(lián)。3.3.5 聚硫橡膠液態(tài)聚硫橡膠是一種低分子量的粘稠液體,它在常溫下為液體與環(huán)氧樹脂相溶。當它們混合后

21、聚硫橡膠末端的硫醇基和環(huán)氧基發(fā)生化學反應,從而參加到固化后的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中,賦予環(huán)氧樹脂固化物較好的柔韌性能。在室溫下和環(huán)氧樹脂固化速度較慢。單獨使用時完全不固化,其反應機理與醇類類似。對環(huán)氧樹脂的用量為50200g,聚硫橡膠改性的胺為固化劑,則剝離強度、沖擊強度、彎曲強度、老化性能、耐介質(zhì)性能都能顯著提高。3.3.6 聚氨酯聚氨酯中的氨基與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)反應;異氰酸酯基于環(huán)氧樹脂中羥基發(fā)生開環(huán)反應生成的羥基發(fā)生反應,而使環(huán)氧樹脂固化。由于把聚氨酯中的醚鍵引入環(huán)氧樹脂交聯(lián)的網(wǎng)絡中,所以固化物的柔韌性較好,此外固化物中還具有低的滲透性和吸水性。在冬季氣溫較低時可以選擇多異氰酸酯作為固

22、化劑。3.3.7 其他固化劑有機酸酐是環(huán)氧樹脂的固化劑,它的用量較大,只是因為在環(huán)氧樹脂進行反應時,絕大多數(shù)需要加溫固化,對于需要常溫固化的建筑結(jié)構(gòu)膠不太實用;還有催化型固化劑、潛伏性固化劑、特殊功能固化劑等,目前在結(jié)構(gòu)膠上的應用不多。3.4增韌劑凡能降低脆性,提高韌性,而又不影響膠黏劑其他主要性能的物質(zhì),可稱之為增韌劑。目前建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑的增韌途徑有以下幾種:用橡膠彈性體、熱塑性塑料和熱致性液晶聚合物等第二相來增韌改性;用熱塑性塑料連續(xù)貫穿于環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡中,形成半互穿網(wǎng)絡型聚合物增韌改性;通過改變交聯(lián)網(wǎng)絡的化學結(jié)構(gòu)以提高交聯(lián)網(wǎng)絡的活動能力來增韌;通過控制分子交聯(lián)狀態(tài)的不均勻性,形成有利于塑性

23、變形的非均勻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)增韌;無機填料增韌。無機填料中的超細粒子和纖維,對裂紋推進具有約束作用,好似裂紋唄釘錨??刹捎眉{米二氧化硅和晶須來增韌。3.4.1 液體聚硫橡膠增韌劑液體聚硫橡膠是一類低分子量的喊硫醇基的粘稠狀液體。分子主鏈上有硫原子結(jié)構(gòu):S-C 鍵或S-S鍵。做增韌劑時,分子量為10005000,視性能要求而定。聚硫橡膠的分子鏈是飽和的,又含有硫原子,因此在硫化后具有很好的彈性,黏附性、耐油性、耐老化、耐沖擊、耐介質(zhì)性能等亦優(yōu)良,固化后收縮率小,其自身就可以制成性能良好的密封膠。但是最高使用溫度不超過80100,余各類增韌劑相比,聚硫橡膠建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑接頭在高溫高濕作用下,強度保持率較

24、高。聚硫橡膠的合成先用二氯烷烴與多硫化鈉在水分散體系中縮聚,得到高分子量多硫聚合物,然后再將其進一步脫硫、裂解、凝聚。3.4.2 丁腈橡膠增韌劑丁腈橡膠也是建筑結(jié)構(gòu)建年紀中另一類重要的增韌劑,有固體和液體兩種形態(tài),它是由丁二烯和丙烯腈共聚制得的。用丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂的研究時間不長。因為丁腈橡膠對建筑結(jié)構(gòu)膠的增韌改性是最為有效的技術(shù)之一,其中又以對液體丁腈橡膠的研究工作做的最多,液體丁腈橡膠對建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑的增韌,有兩種形式,其一是:分子中沒有活性官能團的,它與環(huán)氧樹脂不起反應。在固化過程中液體丁腈橡膠會從樹脂中沉淀出來,與環(huán)氧樹脂分相。其二是,分子中帶有活性官能團,在催化劑作用下,羧基可以和

25、環(huán)氧樹脂進行反應,在環(huán)氧樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)中,鑲嵌上丁腈共聚物鏈段,從而起到增韌效果。3.4.3聚氨酯增韌劑聚氨酯具有優(yōu)異的彈性和耐低溫性能,對環(huán)氧樹脂增韌,可以顯著地提高建筑結(jié)構(gòu)膠的沖擊強度、耐低溫性能。聚氨酯具有以下優(yōu)點:低溫仍能保持較高強度,耐寒可達-196;按所需要調(diào)節(jié)加入比例,可以獲得從堅韌到彈性體不同性能的聚合物,這是環(huán)氧樹脂很難做到的;增韌容易,能在較寬的比例范圍內(nèi)和環(huán)氧樹脂配合;耐化學介質(zhì)性能與環(huán)氧樹脂相似、耐酸、耐堿。因此聚氨酯是環(huán)氧樹脂增韌改性的良好材料。3.4.4尼龍增韌劑尼龍(聚酰胺)增韌劑是一種韌性很好的材料,分子中含有大量的酰胺基,酰胺基上的活潑氫原子,可以和環(huán)氧基進行

26、接枝反應而部分交聯(lián)成網(wǎng)行結(jié)構(gòu)。在雙氰胺的作用下能適當提高交聯(lián)度。從結(jié)構(gòu)與性能的關系上看,是發(fā)揮了環(huán)氧樹脂粘附力強的優(yōu)點和利用尼龍分子柔順性、柔韌性好的特長,制得的高強度的結(jié)構(gòu)膠黏劑。但是一般尼龍極性大、熔點高、與環(huán)氧樹脂相容性差,而且尼龍也不溶解在常用的溶劑中,這樣在使用工藝中有很大困難,所以一般環(huán)氧-尼龍膠黏劑中使用的尼龍是經(jīng)過化學反應改性的可溶尼龍。3.4.5熱塑性高分子增韌劑對于多官能團的環(huán)氧樹脂的增韌方法,不是取決于樹脂的基體延性增加,而是取決于在斷裂過程中能量吸收的增加。在高度交聯(lián)的環(huán)氧樹脂基體中,添加熱塑性聚合物,則提供了這樣一種能量吸收的方法。因為橡膠增韌改性的效果取決于樹脂基體

27、的變形,樹脂基體的變形伴隨著橡膠顆粒的成穴現(xiàn)象,從而使裂縫簡短的應力集中得到釋放;如果沒有成穴現(xiàn)象,樹脂基體高度約束,因而很容易發(fā)生裂縫擴展,形成斷裂;對于高度交聯(lián)的環(huán)氧樹脂,橡膠成穴現(xiàn)象不會形成高度約束樹脂的屈服,在裂縫擴展過程中,橡膠顆粒吸收能量很小,故斷裂韌性不會增加。用熱塑性聚合物增韌,就是有效利用熱塑性聚合物的特性,制造出具有優(yōu)異物理性能的聚合物合金。目前用于環(huán)氧樹脂增韌改性的熱塑性聚合物有:聚醚砜、聚醚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰胺、聚碳酸酯、芳香族聚酯。3.4.6其他增韌劑其他增韌劑有奇士環(huán)氧增韌劑、KH-07增韌劑、CYH-277-2增韌稀釋劑、硅橡膠增韌劑、聚乙烯醇縮醛增韌

28、劑、芳香族聚酯增韌劑、環(huán)氧化合物增韌劑等。4其他組分4.1稀釋劑組分建筑結(jié)構(gòu)膠的主要粘料是環(huán)氧樹脂,它們大都是粘稠物料。而因各種不同要求的需要,有的希望其黏度減小,以便于施工,如澆筑型建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑,就需要有很好的流動性。稀釋劑的加入不僅可以是膠黏劑獲得良好的流動性、浸潤性、浸透性,同事在制造過程中,便于與其他組分均勻婚后,可增大固體填料的含量,以提高某些物理機械性能;可延長使用期;可延緩固化速度等。建筑結(jié)構(gòu)膠常用的稀釋劑如下501稀釋劑:正丁基縮水甘油醚,低毒,對皮膚有過敏現(xiàn)象,建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑比較常用的活性稀釋劑,參考用量5%15%;600稀釋劑:二縮水甘油醚,中毒,對皮膚有搶了的氣機作用,

29、參考用量10%30%;622稀釋劑:1,4-丁二醇二縮水甘油醚,無毒,無刺激性氣味,參考用量5%20%;692稀釋劑:芐基縮水甘油醚,低毒,氣味小,參考用量10%20%。其他稀釋劑:可根據(jù)配方選用。4.2觸變劑在填料額結(jié)構(gòu)膠黏劑中,內(nèi)部常有阻礙體系流動的結(jié)構(gòu),如填料粒子的絮凝堆積,聚合鏈的纏結(jié)和物理交聯(lián)。在剪切力的作用下,這些結(jié)構(gòu)逐漸破壞,體系的黏度隨時間推延而減低并趨于定值。當剪切力消失后,體系內(nèi)部的結(jié)構(gòu)又恢復了,黏度也恢復到初始狀態(tài),這就是觸變現(xiàn)象。許多結(jié)構(gòu)膠黏劑在施工時,希望他有明顯的觸變性,攪動下黏度降低,便于涂抹,靜止時黏度增加,膠液不會隨意流淌。在結(jié)構(gòu)膠中加入的某些物質(zhì)。使之具有觸

30、變性,該物質(zhì)可稱為觸變劑。常用的觸變劑是氣象二氧化硅。氣相二氧化硅的表面和流動聚合物母體之間有行成氫鍵的可能,因此它是最有效的觸變劑。高分散性的氣象二氧化硅,商品名為氣溶膠,俗稱白炭黑,它是在氫氣、氧氣燃燒狀態(tài)下有四氯硅烷水解而成。比表面積與粒徑高分散性是氣相二氧化硅最重要的參數(shù)。4.3偶聯(lián)劑建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑絕大多數(shù)都是高分子材料共混體系,高分子材料由于固化或者加工過程中的相分離,而呈現(xiàn)出相互交混的非均相共混結(jié)構(gòu)。各相內(nèi)部往往還混有作為補強劑的無機填料及骨架材料。如果相之間粘接不佳,在疲勞復合、凍融沖擊、高低溫變換作用下,由于熱膨脹系數(shù),收縮率不同,各相間將產(chǎn)生黏附破壞,不利于消除內(nèi)應力,從而影響整體的力學性能。為了改進界面之間的黏結(jié),就需要一種界面交聯(lián)劑,即偶聯(lián)劑。在建筑結(jié)構(gòu)膠中最成熟和最實用的就是硅烷偶聯(lián)劑。4.4填充劑很多填充劑都可以用于建筑結(jié)構(gòu)膠黏劑中。按化學結(jié)構(gòu)可以分為無機填充劑、有機填充劑。按所起作用可以分為補強型填充劑、增量型填充劑。按來源可分為礦物填充劑

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