有機蒙脫土改性環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠(一)

    利用經(jīng)十八季銨鹽改性有機蒙脫土與環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠粘劑進行插層復(fù)合，在不同摻量、不同的固化條件下測試了插層法制備的有機蒙脫土—環(huán)氧樹脂膠粘劑，鋼—鋼剪切強度、澆鑄體壓縮強度、流變性能及適用期過硬。中溫固化是進行插層復(fù)合的關(guān)鍵條件，膠粘劑的性能有較大提高；當蒙脫土質(zhì)量分數(shù)為10%時，其鋼-鋼剪切強度、澆鑄體壓縮強度分別提高65.3%和10%；隨著蒙脫土含量的增加，膠粘劑的流變性能從牛頓液體向觸變性流體轉(zhuǎn)變。


    一、引言

    由于土木工程技術(shù)的發(fā)展，建筑用環(huán)氧樹脂膠粘劑的使用越來越廣泛，涵蓋橋梁、廠房、高層建筑等眾多工程領(lǐng)域，在加固修補領(lǐng)域更是獨占鰲頭。然而環(huán)氧樹脂，卻有著自身的缺點：脆性大、不同的固化條件下力學(xué)性能不穩(wěn)定。如今對環(huán)氧樹脂膠粘劑的改性研究主要有2大類：一類是通過納米材料對環(huán)氧樹脂膠粘劑進行改性；另一類是通過對固化劑進行改性以達到對環(huán)氧樹脂膠粘劑增強增韌的目的。利用插層法制備的有機蒙脫土一環(huán)氧樹脂納米膠粘劑是其中的有效手段之一。目前，有機蒙脫土一環(huán)氧樹脂的插層復(fù)合研究多以酸酐類、芳香胺類的固化劑為多，本文用自制的改性固化劑，對有機蒙脫土和環(huán)氧樹脂在常溫和中溫下的力學(xué)性能和流變性能進行了研究。


    二、實驗部分

    1、原材料

    環(huán)氧樹脂(128)：環(huán)氧值當量/100g為0.48～0.54，以下簡稱EP，岳陽石油化工總廠；固化劑：通過聚酰胺樹脂(651)和脂肪胺樹脂(6612)共混改性制得，外觀呈黃棕色透明黏稠，胺值415，黏度7～8Pa•s，比重：0.96，最高發(fā)熱溫度180℃；有機蒙脫土(MMT)：經(jīng)十八季銨鹽改性，主要組分為高純度蒙脫石，含量為96%～98%，含水量≤3%，晶面間距2.1nm；活性增韌稀釋劑：其主要成分為丁基縮水甘油醚，黏度(25℃)：1.5～3.5mPa.s；偶聯(lián)劑KH-550：為氨基官能團硅烷，中科院生產(chǎn)。

 

    4、試件的制備

    所用各種配方若無特殊說明，其質(zhì)量分數(shù)均以100g環(huán)氧樹脂為基準。


    (1)環(huán)氧樹脂預(yù)凝膠的制備

    將經(jīng)過長鏈季銨鹽改性的蒙脫土與稀釋劑先用攪拌機以1000r/min攪拌混合5min，加入活化劑95%乙醇(m(蒙托土)：m(乙醇)=2：1)攪拌5min。再加入環(huán)氧樹脂攪拌以5500r/min攪拌20min，m(環(huán)氧樹脂)：m(稀釋劑)=100：12，分別制備出不同摻量的預(yù)凝膠。


    (2)預(yù)處理及固化方式

    預(yù)處理：將預(yù)凝膠分預(yù)處理和未預(yù)處理2組，預(yù)處理組將預(yù)凝膠在80℃下攪拌6h，未處理組為攪拌好的預(yù)凝膠；


    固化方式：環(huán)氧樹脂和固化劑按100：42(質(zhì)量比)將2組分混合，同時加入2%偶聯(lián)劑和1%消泡劑，攪拌5～7min后晾置30min等大量氣泡溢出后制作各種試件。固化溫度分兩組，一組在恒溫箱25℃下固化5d(以下簡稱常溫固化)，另一組在80℃下固化14h，再室溫固化5d(以下簡稱中溫固化)，全部試件做5d強度。

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