6 不同种类环氧树脂的综合性能研究
根据上述结果,使用正交试验法确定E-51、PUEP-A、PUEP-B、CTBN改性环氧树脂的质量比为2∶1∶1∶1时,胶粘剂表现相对比较好,为了进一步验证胶粘剂粘接能力与内聚强度的平衡,同时也验证胶粘剂在实际应用中的表现,本研究进行了T型剥离测试,结果表明该环氧胶粘剂对冷轧钢、5052铝合金、6061铝合金等基材的拉剪强度均大于17MPa,破坏形式均为内聚破坏。该胶粘剂的T型剥离强度均大于5N/mm,破坏形式均为内聚破坏,表明该配比下环氧胶粘剂的力学性能表现比较好。
该工作完善了单组分环氧树脂对金属基材的粘接研究,对工业应用和环氧胶粘剂的进一步开发具有启发作用。
结语
(1)采用双酚A型环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂或CTBN改性环氧树脂等作为树脂原料,加入双氰胺、取代脲、碳酸钙、气相二氧化硅等助剂制成环氧胶粘剂。探索了不同种类环氧树脂对冷轧钢、5052铝合金、6061铝合金等不同金属基材的粘接性,并开发出力学性能和粘接性能良好的单组分环氧树脂胶粘剂。
(2)通过对比聚氨酯预聚体、PUEP-A和PUEP-B的红外吸收峰可知,已成功合成出聚氨酯改性环氧树脂(PUEP-A和PUEP-B),且单体全部反应。
(3)双酚A型环氧胶粘剂(E-44)对不同金属基材的力学性能和粘接性能变化有所差异:对于冷轧钢,随着E-44含量的提高,拉剪强度略有波动,加入E-44的环氧胶粘剂一直表现为内聚破坏;对于5052铝合金和6061铝合金,双酚A型环氧胶粘剂对其拉剪强度远低于对冷轧钢,拉剪强度同样没有明显变化,粘接破坏形式表现为界面破坏。
(4)随着PUEP-A和PUEP-B含量的增加,聚氨酯改性环氧胶粘剂对不同金属基材的拉剪强度均表现为先提升后下降,分别在PUEP-A中E-51含量为20%、在PUEP-B中E-51含量为30%时达到最大值。
(5)随着CTBN改性环氧树脂中E-51含量的增加,环氧胶粘剂对不同金属基材的拉剪强度表现为先升高后下降,在 E-51质量分数为20%时达到最大值。
(6)存在某个改性环氧树脂含量使得胶粘剂的内聚强度与对基材的粘接强度相当,此时胶粘剂的粘接性和力学强度达到平衡,粘接表现比较好。通过多组分体系内各组分比例的精细调节,可制备出粘接性和强度均理想的环氧胶粘剂。
(7)使用正交试验法确定E-51、PUEP-A、PUEP-B、CTBN改性环氧树脂的质量比为2∶1∶1∶1时,胶粘剂表现相对比较好。该环氧胶粘剂对冷轧钢、5052铝合金、6061铝合金等基材的拉剪强度均大于17MPa,破坏形式均为内聚破坏。该胶粘剂的 T型剥离强度均大于5N/mm,破坏形式均为内聚破坏。
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