提高聚氨酯膠對玻璃鋼粘接強度的研究

前言 隨著復合材料技術的迅猛發展,在諸多領域中,復合材料已成為結構材料。由于復合材料結構的特殊性,在連接時,大多采取粘接工藝。在本研究中,以高硅氧酚醛玻璃鋼作為結構材料,用聚氨酯膠粘劑進行連接。試制中發現,聚氨酯膠粘劑對高硅氧酚醛玻璃鋼的粘接強度較低,不能滿足長期工作的需求。為此采取在聚氨酯膠粘劑配方中添加固化催化劑,以提高膠粘劑的自身強度;在玻璃鋼表面涂刷偶聯劑,以提高粘接面的活性,防止界面破壞,從而提高對玻璃鋼的粘接強度[1、2]。
2 試驗部分
2.1、原材料 聚氨酯膠粘劑(聚醚型、雙組分),自配;二月桂酸二丁基錫(DDS),化學純,天津化工三廠;KH-550,工業級,遼寧蓋縣化工廠;乙酸乙酯,化學純,上海試劑一廠;乙醇,化學純,上海試劑一廠;鄰苯二甲酸二丁酯,化學純,上海試劑三廠。
2.2、試樣制作 用乙酸乙酯清洗玻璃鋼試件,晾干后放于電加熱烘箱內烘于2 h。將KH-550配制成質量分數為5%的乙醇溶液,涂刷于試件表面,晾干后放于電加熱烘箱內,于90℃烘干2 h。將二月桂酸二丁基錫配制成質量分數為5%的鄰苯二甲酸二丁酯溶液。配制聚氨酯膠粘劑,其中添加適量二月桂酸二丁基錫溶液,部分澆注成2 mm厚的方片,部分涂刷于試件表面,在60℃下固化12 h。取部分試件和方片,做低溫和高溫老化試驗。
2.3、測試方法 膠粘劑方片的力學性能(拉伸強度和伸長率)采用QJ916-85測試,硬度采用GB 531測試;粘接試件的粘接強度(剪切強度和扯離強度)采用HG4-852-854-76測試。
3 結果與討論
3.1、二月桂酸二丁基錫對膠粘劑性能的影響 二月桂酸二丁基錫對膠粘劑力學性能和粘接性能的影響.隨著催化劑含量的增加,拉伸強度、硬度、剪切強度、扯離強度均提高,伸長率變化呈現馬鞍狀。二月桂酸二丁基錫是一種優異的固化催化劑,適量的添加,可以促使反應完全,提高膠粘劑性能,防止內聚破壞。當加入量為4 g時,各項性能都較好,因而以下試驗催化劑加入量都取4 g。
3.2、KH-550對粘接性能的影響 KH-550對玻璃鋼粘接性能的影響:涂刷KH-550和使用改性膠粘劑,將大大提高粘接強度。當KH-550涂刷于玻璃鋼表面時,KH-550發生水解,生成羥基,與玻璃纖維中羥基發生醚化反應,自身生成的羥基間也產生醚化反應,開成致密的、活性的界面,利于粘接[2]。
3.3、加速老化試驗[3、4] 高溫加速老化試驗結果顯示:涂刷KH-550和使用改性膠粘劑后,在長期高溫和低溫環境下,粘接試件依然能夠保持較高的粘接強度,所以以上措施是有效的。