复合板用室温固化环氧树脂结构胶的研制

以双酚A型EP(环氧树脂)为基体、采用聚醚类增韧剂和自制促进剂,研制出一种复合板用室温固化EP结构胶。研究结果表明:当w(促进剂)=3%(相对于EP总质量而言)时,该结构胶的耐热性相对最好(93℃时的剪切强度为6.65 MPa)、适用期(1.5 h)相对较长;采用表面处理过的硫酸钙晶须作为填料且w(硫酸钙晶须)=18%(相对于EP总质量而言)时,可以明显提高相应EP结构胶的常温剪切强度(从8.45 MPa增至15.26 MPa)和常温剥离强度(从4.23 N/mm增至6.57 N/mm)。     

耐溶剂高温快速固化EP胶膜的研制

以双酚A型环氧树脂(EP128、EP301)为基体树脂、聚氨酯热熔胶(PU-HMA)为增韧剂、双氰胺(DICY)为固化剂、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)为固化促进剂和硅微粉为填料,制备耐溶剂高温快速固化EP胶膜。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备耐溶剂高温快速固化EP胶膜的最佳工艺条件是w(PU-HMA)=20%、w(DICY)=12%、w(2E4MZ)=0.8%、w(硅微粉)=20%(均相对于EP质量而言)、m(EP 128)∶m(EP 301)=1∶1、固化温度为210℃和固化时间为100 s,此时EP胶膜的耐溶剂性(90 s)相对最好、粘接强度(40.22 MPa)相对最大。     

商用环氧树脂结构胶在无人机上的应用研究

以Lord 320/322为EP(环氧树脂)基体,采用不同的原料配比制备了EP结构胶,并测定了该结构胶的高低温拉伸剪切强度,进而验证了其在无人机胶接装配中的适用性。研究结果表明:m(Lord320/322)∶m(固化剂)质量比在(1.25~2.00)∶1范围内可调,并且能满足复合材料胶接件在冬季、夏季的使用要求;当m(Lord 320/322)∶m(固化剂)=1.25∶1时,EP结构胶在-50℃、常温和65℃时的拉伸剪切强度优异,其室温固化8 h后的拉伸剪切强度可达到固化24 h后的60%,并且具有快速固化的特点。     

单组分导热性耐焊型环氧树脂胶粘剂的研制

以双酚A型EP(环氧树脂)为基体树脂、线性PF(酚醛树脂)为固化剂、2E4MZ(2-乙基-4-甲基咪唑)为固化促进剂、AGE(烯丙基缩水甘油醚)为活性稀释剂、BN(氮化硼)和Al_2O_3(三氧化二铝)为导热填料,制备单组分耐焊型EP胶粘剂。着重探讨了固化体系、组成等对该胶粘剂的凝胶时间、导热系数、粘接强度、T_g(玻璃化转变温度)和耐焊性等影响,并采用单因素试验法优选出制备该胶粘剂的最佳工艺条件。研究结果表明:当m(EP):m(PF)=10:3、w(固化促进剂)=0.5%、w(BN)=20%、w(Al_2O_3)=20%(均相对于EP和PF总质量而言)和固化条件为"120℃/1 h→170℃/2 h"时,相应胶粘剂的常温粘接强度(49.04 MPa)和耐焊性相对最好,其耐热性和导热性[为0.802W/(m·K)]相对较好。     

新型快速固化环氧树脂胶粘剂的制备及性能

以己二酸、多胺(如二乙烯三胺、三乙烯四胺或多乙烯多胺等)为原料,采用熔融缩聚法合成了3种低黏度、低毒性且可室温固化的环氧树脂(EP)胶粘剂用聚酰胺固化剂(PA1、PA2或PA3)。探讨了固化剂含量对EP胶粘剂的固化速率和粘接性能等影响,并采用单因素试验法优选出EP/固化剂的最佳配比。结果表明:EP胶粘剂的固化速率和剥离强度依次为EP/PA1胶粘剂>EP/PA2胶粘剂>EP/PA3胶粘剂;当m(PA1):m(EP)=0.6:1.0、w(促进剂)=1.0%(相对于EP质量而言)、固化温度为80℃和固化时间为60min时,相应胶粘剂的适用期较长,并且加热后能快速固化,而且用该胶粘剂制备的包封膜经处理后,其综合性能良好,可满足柔性印刷电路板(FPC)的生产要求。     

用于金属基材环氧树脂粉末涂料的研制

以EP(环氧树脂)为基体(牌号GESR903H、GESR912和GESR924等)、XGP603-1A为消光固化剂、安息香为固化促进剂、炭黑为颜料和硫酸钡为填料,采用熔融共混法制备了EP粉末涂料;着重探讨了EP、消光固化剂、树脂与固化剂配比等因素对涂膜的光泽度、冲击强度、附着力和流平性等影响,并分析了影响粉末涂料消光性的因素。研究结果表明:当w(GESR924)=6.47%、w(安息香)=0.30%、w(硫酸钡)=18.30%、w(炭黑)=4.99%、w(XGP603-1A)=5.97%(均相对于基体树脂质量而言)时,体系固化最完全,涂膜具有较低的光泽度(3.3%)、较高的冲击强度(147.05 J/m)、优异的附着力(0级)和流平性。     

固化促进剂对快速固化EP胶粘剂性能的影响

以E-51/TDE-85为复合EP(环氧树脂),三氟化硼乙胺、DMP-30[2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚]和2,4-咪唑为固化促进剂,三氧化二铝(Al2O3)为填料,采用自制固化剂制备快固型EP胶粘剂。研究结果表明:促进剂的加入可不同程度加速EP胶粘剂的固化速率、缩短固化时间;与其他两种促进剂相比,三氟化硼乙胺具有良好的潜伏性,以此作为促进剂时,相应EP胶粘剂的颜色、固化速率和剥离强度等俱佳;当固化温度为150℃、固化时间为10 min和w(三氟化硼乙胺)=1%(相对于EP总质量而言)时,EP胶粘剂的综合性能相对最好。     

适用于低温固化的低黏度高强度环氧树脂结构胶

以碳酸丙烯酯(PC)为活性稀释剂、自制增韧型421固化剂/快固型DETA(二乙烯三胺)固化剂作为复合固化剂,制备环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(PC)∶m(421)∶m(DETA)=100∶20∶24∶6.0时,EP结构胶的初始黏度(60 mPa.s)相对较低,其强度和韧性俱佳(拉伸强度为45 MPa、压缩强度为70 MPa和钢/钢剪切强度为12.0 MPa);该EP结构胶可低温固化(5℃或常温固化7 d后的拉伸强度基本一致),也是一款适用于冬季施工的低黏度高强度EP结构胶。     

耐高温环氧有机硅灌封胶的研制

将带有活性基团的有机硅预聚体与环氧树脂(EP)在一定条件下反应4 h后,合成了环氧有机硅树脂;然后加入自制的活性硅微粉、适宜的固化剂和固化促进剂,制得环氧有机硅灌封胶。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备该灌封胶的最佳配方是w(改性复合酸酐)=75%、w(促进剂)=1%和w(自制活性硅微粉)=40%(均相对于环氧有机硅树脂质量而言),此时灌封胶的耐热性能和粘接性能俱佳,其起始固化温度由150℃左右降至120℃左右,常温剪切强度超过17 MPa,300℃剪切强度超过2 MPa。     

室温固化耐温200℃环氧树脂胶粘剂的研制

以高活性EP(环氧树脂)[即AFG-90(缩水甘油胺型EP)]为基体树脂、耐热的多官能度BTDA(3,3′,4,4′-二苯甲酮四酸二酐)为固化剂和ME-1为叔胺类促进剂,制备了一种室温固化型耐高温EP胶粘剂。采用差示扫描量热(DSC)法、凝胶试验和热失重分析(TGA)法研究了该胶粘剂的固化反应特性和热性能,并探讨了a∶e[即n(酸酐基团)∶n(环氧基团)]比值、促进剂含量等对该胶粘剂性能的影响。研究结果表明:该胶粘剂具有良好的耐高温性能,并且可室温固化,其25℃时的凝胶时间为80 min,失重5%时的温度为311℃;当a∶e=0.80∶1、w(ME-1)=1.0%(相对于EP质量而言)时,该胶粘剂的综合性能相对最好,其室温、200℃时的拉伸剪切强度(钢-钢)分别为21.86、18.55 MPa。     

汽车用耐高温结构胶的研制

以双组分环氧树脂(EP)为基体树脂、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)改性双马来酰亚胺(BMI)为固化剂,采用共混法制备出一种汽车同步器用耐高温结构胶。采用差示扫描量热(DSC)法、热重分析(TGA)法和动态力学分析(DMA)法考察了不同固化工艺和不同配方对结构胶的粘接性能、耐热性能及耐冻融循环性能等影响。结果表明:当m(双组分EP)∶m(预聚体或固化剂)=1.0∶1.0以及采用阶梯升温固化工艺"150℃/1 h→180℃/2 h→200℃/1 h"时,该结构胶具有良好的粘接性能(用于碳纤维与金属间粘接时)和工艺性能,其室温剪切强度为33.9 MPa、180℃剪切强度为23.7 MPa;该结构胶可在低于180℃环境中长期使用,并完全满足汽车同步器的使用要求。     

含亚甲基链段柔性固化剂的制备与性能研究

以双官能度EP(环氧树脂)对脂肪族二胺进行改性,制备了含多段长亚甲基链段的柔性固化剂。采用FT-IR(红外光谱)法、TGA(热失重分析)法、非等温DSC(差示扫描量热)法和β-T(升温速率-温度)外推法等对改性固化剂的结构、改性固化剂/EP胶粘剂的性能(包括热稳定性、动态力学参数和最佳固化温度等)进行了分析和验证。结果表明:改性固化剂/EP胶粘剂固化体系的表观活化能为86.73 kJ/mol、反应级数为1.24和最佳固化温度为66℃;当n(EP):n(改性固化剂)=1:0.50时,相应胶接件的-196℃、室温、60℃剪切强度分别为16.84、14.73、13.52 MPa,说明其强度和韧性俱佳,并且完全满足实际使用要求。     

改性咪唑的合成及其促进EP/己二酰肼固化体系的研究

以顺丁烯二酸作为2-乙基-4-甲基咪唑(EMI)的改性剂,合成出一种潜伏性促进剂——改性咪唑,并采用红外光谱(FT-IR)法对其结构进行了表征。以己二酰肼作为环氧树脂(EP)的固化剂,考察了改性咪唑对EP/己二酰肼胶粘剂的凝胶时间、固化特性、室温储存期和粘接性能等影响。结果表明:当w(改性咪唑)=1.5%时,改性咪唑对EP/己二酰肼体系具有较好的促进作用(体系放热温度下降了20℃左右);该胶粘剂的固化条件为"110℃/1 h→130℃/1 h",室温储存期超过60 d,并具有粘接性能优、耐水性能好等特点。     

高温固化环氧树脂胶粘剂的研究

以酚醛环氧树脂(F-51)、不同种类的固化剂和填料等为主要原料,配制不同的EP(环氧树脂)双组分复合材料修补用胶粘剂。采用单因素试验法优选出制备EP胶粘剂的较佳工艺条件。结果表明:当m(F-51)∶m(固化剂PA651)=100∶55、m(气相白炭黑)∶m(高岭土)=15∶80时,制成的EP双组分胶粘剂可在较高温度(室温/1 d→170℃/1 h)条件下固化,其剪切强度为13.8 MPa、压缩强度为85.1 MPa和压缩模量为5.7 GPa,并且其凝胶时间较长、流动性控制性较好、耐介质浸泡性和操作方便性俱佳,完全满足复合材料修补用胶粘剂的使用要求。     

间苯二胺/低分子聚酰胺协同固化EP胶粘剂的研究

在EP(环氧树脂)/低分子PA(聚酰胺)胶粘剂体系中,通过添加适量的改性液体m-PDA(间苯二胺)固化剂,能明显提高胶粘剂体系的力学性能。研究结果表明:当m(EP)∶m(PA)=10∶5时,胶粘剂的综合力学性能最佳;当固化剂中m(m-PDA)∶m(PA)=31.03∶100时,相应胶粘剂的剪切强度(17.68 MPa)和压缩强度(94.34 MPa)俱佳,其EP/低分子PA/m-PDA固化体系的表观活化能(49.39 kJ/mol)介于EP/PA固化体系(59.11 kJ/mol)和EP/m-PDA固化体系(42.15 kJ/mol)之间。     

耐湿热高性能BMC的研制

采用一种新型的酸酐作为环氧树脂(EP)的固化剂,研制出一种快固化潜伏性中温EP/酸酐固化体系。讨论了短切玻璃纤维用量对BMC(团状模塑料)弯曲性能的影响,并采用差示扫描量热(DSC)法对该固化体系的固化反应进行了研究。结果表明:EP/酸酐固化物的玻璃化转变温度(Tg)超过了150℃,其w(吸水率)<1.0%;当φ(滑石粉)=60%(相对于总体积而言)、w(玻璃纤维)=30%(相对于填料质量而言)时,BMC的弯曲强度为45MPa。     

端氨基聚脲增韧固化环氧树脂胶粘剂的研究

为了提高环氧树脂(EP)胶粘剂的韧性,利用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与氨基聚醚进行反应,然后进一步与二乙烯三胺反应合成了二乙烯三胺封端的端氨基聚脲;并以此作为EP的固化剂和增韧剂,制备了高断裂伸长率的EP胶粘剂。实验结果表明,当m(EP)∶m(端氨基聚脲)∶m(三乙烯四胺)=58.8∶39.2∶2.0时,制得的EP胶粘剂的室温拉伸强度为16.2 MPa,断裂伸长率为56%;50℃时的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为35%;该EP胶粘剂在50℃×16 h或25℃×50 h条件下可以完全固化。     

环氧树脂室温固化体系的研制及性能研究

以兼具引发剂和稀释剂功能的自制BH-1为固化剂,通过引入低黏度活性稀释剂,制备室温固化EP(环氧树脂)胶粘剂;然后以EP/BH-1/活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料,制备相应的复合材料。研究结果表明:当w(BH-1)=4%时,EP浇铸体的室温(25℃)凝胶时间约为8.5 h和玻璃化转变温度(Tg)为130.9℃,并具有优异的力学性能,其冲击强度为50.0 kJ/m2、拉伸强度和模量分别为0.075 GPa和2.80 GPa、弯曲强度和模量分别为0.136 GPa和3.02 GPa;当m(EP)∶m(BH-1)∶m(活性稀释剂)=100∶4∶10时,复合材料的弯曲强度(0.984 GPa)和层间剪切强度(56.1 MPa)分别提高了26.4%和15.2%。     

室温固化耐温150℃环氧树脂胶粘剂的制备与性能研究

采用耐热的二苯甲酮四酸二酐(BTDA)固化四官能度缩水甘油胺环氧树脂,制得了室温固化(RTV)耐热的环氧树脂(EP)胶粘剂。探讨了体系中n(环氧基团)∶n(酸酐基团)比值、促进剂用量以及填料的选择对胶粘剂性能的影响。实验结果表明,当n(环氧基团)∶n(酸酐基团)=1∶1、w(促进剂)=1%(占EP的质量分数)且以碳纤维作为填料时,胶粘剂性能最佳,其室温剪切强度为13.91 MPa,150℃剪切强度为10.63 MPa。