改性環氧樹脂的研究與應用范圍
【關鍵詞】改性環氧樹脂研究應用
1前言
環氧樹脂膠粘劑具有價格低廉、工藝穩定，與微波吸收劑的相容性好且填充量高，能常溫固化、附著力強、耐腐蝕等優點，使它成為微波吸收涂層用的選膠粘劑材料。本文采用了糠醛-丙酮為稀釋劑，酚醛胺、低分子聚酰胺和改性雙氰胺為固化劑，對環氧樹脂的固化原理進行了分析，并試驗證實了此環氧樹脂漿液具有良好的可操作性、穩定性和強度。
2實驗
2?1原材料
固化劑：環氧樹脂的固化劑很多，如胺類固化劑、酸酐類固化劑。過去大多采用乙二胺，多乙烯乙二胺、半酮亞胺等。它們的主要缺點是刺激性氣味太濃，不利于人體健康，且在有水條件下固化反應難以進行，為此，我們根據環氧樹脂固化原理和環氧樹脂固化物脆性的特點以及固化劑能在室溫、潮濕、有水情況下能固化等實際要求，通過大量試驗確定用酚醛胺、低分子聚酰胺和改性的雙氰胺固化環氧樹脂完全能滿足要求。
稀釋劑：糠醛-丙酮(自配)
建筑原材：砂、水泥、石2?2原材配比的確定本文所研究的配比是以砂∶水泥∶環氧樹脂=1?5∶1∶1(傳統配比)為基準，確定固化劑、稀釋劑的摻量，找出其佳配比。
2?2?1固化劑配方及配比的確定
以基準配比為基礎，當改性的雙氰胺摻量、稀釋劑一定時，改變酚醛胺、低分子聚酰胺的比例，確定出二者的摻比。
按砂∶水泥∶環氧樹脂=1?5∶1∶1的比例備料，每次加定量的改性的雙氰胺，稀釋劑。不同比例的酚醛胺、低分子聚酰胺加入上述所配漿液中，其強度及凝固時間情況如圖1所示。
改性環氧樹脂的研究與應用范圍
由圖可知改性雙氰胺、稀釋劑一定時，當酚醛胺∶低分子聚酰胺=2∶1時，固化時間、強度綜合達到佳，這是由于該混合液中含有酚羥基及胺活性氫，大大加強了反應活性，提高了胺基環氧基團對環氧樹脂的固化反應速度，同時固化劑帶有酚醛骨架結構，能進一步提高熱變形溫度，改善固化體系耐熱性和耐腐蝕性。
2?2?2改性雙氰胺摻量的確定
每次取定量的環氧樹脂，稀釋劑。酚醛胺和低分子聚酰胺以2∶1的摻量加入，改變改性雙氰胺的摻量，室溫下測得各配比的固化時間及抗壓強度(見圖2)。
改性環氧樹脂的研究與應用范圍
由圖2可知，當酚醛胺∶低分子聚酰胺∶改性雙氰胺=2∶1∶3時，固化時間達到佳效果，粘度效果基本達佳效果。
改性雙氰胺是一種潛伏性固化劑，隨著反應的進行，它在環氧樹脂中的溶解度增大，參與反應的雙氰胺增多，改性產物破壞了雙氰胺的結晶性，在環氧樹脂中的溶解度增大，參與反應的固化劑增多，提高體系的固化速度，減少了漿液的固化時間。
2?2?3稀釋劑用量的確定
由于環氧樹脂本身粘度很大，直接用于澆粘可操作性不好，因此需要加稀釋劑降低環氧樹脂本身粘度。目前，使用的稀釋劑主要有三類，類為非活性稀釋劑，如苯、甲苯、丙酮等。它們在固化過程中會揮發，引起較大的體積收縮，且其本身不參加環氧樹脂的反應，使用量受到限制，因而粘度降低受到一定的限制。第二類為有一個及一個以上的環氧基團的低分子化合物。它們能參與固化反應，但其本身粘度太大，可稀釋性較差，使漿液的可操作性降低。第三類為糠醛-丙酮稀釋劑，糠醛和丙酮都是粘度很低的有機溶劑，在反應前可以作為環氧樹脂的有效稀釋劑，同時也能相互反應生成呋喃樹脂，且可以和環氧樹脂一起生成互穿網狀結構，它的主要作用有：①降低其粘度，提高漿液可操作性。②增加固化物的韌性。
綜合各種因素，我們使用糠醛-丙酮為稀釋劑。
稀釋劑用量對環氧樹脂的粘度、固化時間有很大影響。具體請況見圖3。
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由圖3可知，隨著稀釋劑用量的增加，粘度降低，但固化時間顯著增加，當糠醛-丙酮稀釋劑用量大約為環氧樹脂的10%時，對固化時間影響不大，且可以降低漿液粘度。故我們確定糠醛-丙酮稀釋劑用量大約為環氧樹脂的10%。
2?2?4固化劑與環氧樹脂比例的確定
固化劑采用酚醛胺∶低分子聚酰胺∶改性雙氰胺=2∶1∶3比例配制，稀釋劑采用糠醛-丙酮，且用量大約為環氧樹脂的10%。
改變固化劑與環氧樹脂比例，其產品性能如表1，只有當固化劑與環氧樹脂的比例合適時，固化時間才適中，產品性能較好。
改性環氧樹脂的研究與應用范圍
由表1可知：當M(環氧樹脂)∶m(固化劑)=100∶10時，固化時間短，且漿液表面性能好。它將固化劑中的活性氫、胺基作用發揮了大。當固化劑用量增加時，漿液表面粘度太大，溶劑過剩，當固化劑用量不夠時，漿液整體粘度不夠，強度不能滿足要求。綜上所述，環氧樹脂漿液的配比為：環氧樹脂∶糠醛-丙酮(稀釋劑)∶酚醛胺∶低分子聚酰胺∶改性雙氰胺(固化劑)=100∶10∶3?3∶1?7∶5。
3漿液的各種性能
3?1穩定性
經改性的環氧樹脂漿液在溫室下可以存放1周以上，流體具有良好的穩定性，提高了現場的可操作性。
3?2凝膠特性
此漿液呈絮凝狀態，固化劑和稀釋劑能充分進入環氧樹脂形成的網狀結構。使環氧樹脂分子的粘聚性加強，通過固化劑的固化作用，使環氧樹脂形成立體網格結構，使之向整個立體空間延伸，增加其抗壓、抗拉、抗折強度。糠醛-丙酮分子的存在，又可降低環氧樹脂的粘度，它與環氧樹脂生成呋喃樹脂，對環氧樹脂漿液有稀釋作用，這樣，環氧樹脂的固化與稀釋形成一動態平衡。
4漿液的強度驗證
我們配制環氧樹脂混凝土對其強度進行驗證，在室溫下配制如下二組環氧樹脂混凝土對比。配方A：環氧樹脂∶糠醛-丙酮(稀釋劑)∶酚醛胺∶低分子聚酰胺∶改性雙氰胺(固化劑)∶砂∶水泥∶石=100∶10∶3?3∶1?7∶5∶150∶100∶100。
配方B：環氧樹脂∶乙二胺∶丙酮∶砂∶水泥∶石=100∶10∶10∶50∶100∶100。
二種配方所形成的混凝土的各種力學指標見表2。
改性環氧樹脂的研究與應用范圍
改性環氧樹脂的研究與應用范圍
從表2中數據分析有：改性的環氧樹脂混凝土各種強度指標均優于傳統環氧樹脂混凝土，對于普通的C30、C40、C50混凝土的粘補完全能滿足強度要求，并且與混凝土表面有很好的粘接性，經實驗證明它完全能滿足粘補要求。
5結論
環氧樹脂混凝土是用于粘補水泥混凝土缺陷的，為了解決傳統環氧樹脂混凝土遇水不易固化、抗拉強度低、脆性大的缺點，特研制了這種改性環氧樹脂漿液，從分子結構改變了環氧樹脂的受力分布(傳統環氧樹脂混凝土受力大部分是平面分布)，使其受力成完全的立體分布，減少了單一環氧樹脂分子的受力強度。由于采用了糠醛-丙酮作為稀釋劑、酚醛胺、分子聚酰胺、改性雙氰胺為固化劑，使漿液的固化、稀釋形成一動態平衡。室溫時，能滿足施工要求。另外，改性的環氧樹脂增加了其混凝土的抗壓、抗拉、抗折強度，克服了傳統環氧樹脂混凝土強度不高的缺點。
