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【膠黏劑】佳百特膠黏劑 優化活性液態聚合物的使用,增強環氧化物的韌性

2015-08-12 10:37:40| 次閱讀| 來源歐洲涂料雜志| 作者杰里米·帕薩塔

摘要:盡管環氧膠黏劑性能良好,但由于交聯密度較高,使得膠黏劑本身出現脆性。為增強韌性,通常加入活性液態聚合物(RLP)。選擇合適的活性端基至關重要。加入新型RLP可提高常溫和低溫環境中環氧膠黏劑的應用性能,本文探討了新型RLP的化學性能。

直接進行環氧化的優勢

如上所述,端羧基丁腈橡膠環氧加成物將未反應的環氧樹脂引入配方,這成為環氧膠黏劑配制過程中的難點。而最近開發的RLP化學方法,可直接通過端羧基丁腈橡膠和環氧氯丙烷反應形成縮水甘油酯,從而生產出端環氧基丁腈橡膠(ETBN),如圖3所示。

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圖3 縮水甘油酯從含18%丙烯腈的端羧基丁腈橡膠中的形成過程

通過這種方式,無須加入未反應的環氧樹脂,就可用端環氧基丁腈橡膠制備環氧膠黏劑。使用縮水甘油酯端環氧基丁腈橡膠還可以降低環氧膠黏劑的混合黏度。例如,表1中一種單組分環氧膠黏劑,配以15份含 26%丙烯腈的傳統端羧基丁腈橡膠環氧加成物,溫度在25 ℃時的混合黏度為130 000 mPa · s, 而同樣配方,若使用15份縮水甘油酯端環氧基丁腈橡膠時,溫度在 25 ℃時的混合黏度僅為61 000 mPa · s。

韌性及粘結強度的提高

為展示加入端羧基丁腈橡膠環氧加成物和縮水甘油酯端環氧基丁腈橡膠后,可達到增韌的目的,現將15 份(份/100份橡膠)的18%丙烯腈、26%丙烯腈環氧加成物和縮水甘油酯端環氧基丁腈橡膠配制單組分環氧樹脂。

斷裂韌性,即帶有裂縫的材料抗斷裂的能力,按照 ASTM D5045(塑料材料的平面應力斷裂強度和應力能量釋放比率的試驗方法)進行檢測。圖4的結果顯示,在環氧樹脂中加入端環氧基丁腈橡膠,可以提高斷裂韌性,加入15份(份/100份環氧)的26%丙烯腈縮水甘油酯端環氧基丁腈橡膠,斷裂韌性的增幅超過200%。

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圖4 含有15份(份/100份橡膠)端環氧基丁腈橡膠的單組份環氧的斷裂韌性

其他評估環氧膠黏劑性能提高的常見工業方法包括T剝離強度試驗和搭接剪切試驗。在不同溫度下,在經磷化處理過的冷軋鋼上,按照ASTM D1876和ASTM D1002方法分別對上述配方進行T剝離試驗和搭接剪切試驗。

圖5和圖6為試驗結果。在T剝離試驗和搭接剪切兩個試驗結果中顯示,加入15份(份/100份環氧)環氧樹脂加成物或縮水甘油酯端環氧基丁腈橡膠,均能夠顯著提高材質的性能。

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