有機蒙脫土改性環氧結構膠(一)

    利用經十八季銨鹽改性有機蒙脫土與環氧樹脂結構膠粘劑進行插層復合，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合的關鍵條件，膠粘劑的性能有較大提高；當蒙脫土質量分數為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變。


    一、引言

    由于土木工程技術的發展，建筑用環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域，在加固修補領域更是獨占鰲頭。然而環氧樹脂，卻有著自身的缺點：脆性大、不同的固化條件下力學性能不穩定。如今對環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，有機蒙脫土一環氧樹脂的插層復合研究多以酸酐類、芳香胺類的固化劑為多，本文用自制的改性固化劑，對有機蒙脫土和環氧樹脂在常溫和中溫下的力學性能和流變性能進行了研究。


    二、實驗部分

    1、原材料

    環氧樹脂(128)：環氧值當量/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，最高發熱溫度180℃；有機蒙脫土(MMT)：經十八季銨鹽改性，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；偶聯劑KH-550：為氨基官能團硅烷，中科院生產。

 

    4、試件的制備

    所用各種配方若無特殊說明，其質量分數均以100g環氧樹脂為基準。


    (1)環氧樹脂預凝膠的制備

    將經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。再加入環氧樹脂攪拌以5500r/min攪拌20min，m(環氧樹脂)：m(稀釋劑)=100：12，分別制備出不同摻量的預凝膠。


    (2)預處理及固化方式

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


    固化方式：環氧樹脂和固化劑按100：42(質量比)將2組分混合，同時加入2%偶聯劑和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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