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建筑结构胶耐湿热老化性能测试方法研究

+0.12 +0.23 -0.11 -0.14
除一个剪切强度下降外,其余3个配方反而上升,而 且2种测试方法结果基本相同,2种测试方法之差绝对值 小于0.3%。
4 结论
(1) 用恒温水浴,80 ℃/7 d的测试方法能快速检测出 建筑结构胶的耐湿热老化性能。
(2) 快速测试方法和国标测试方法的结果基本一致, 二者测定值误差不大于1.5%。
MPa

1.44
93.23
14.25 -15.01
15.12 27.03
15.65
2.61
17.82 -16.78
2种测试 方法之差/%
-0.61 -0.73 +0.49 +1.30 -1.45
注:①主剂中只含有液体环氧树脂成分;②下降率为负表明强度上升。
虽然固化剂的种类不同,耐湿热老化性能也各异, 但2种测试方法检验的结果一致,而且2种测试方法之差 的绝对值不超过1.5%。
3 结果与讨论
3.1 增韧剂 在环氧结构胶中加入增韧剂能有效提高胶粘剂韧性 的同时,往往会降低耐湿热老化性能,主要原因可能有
058
《粘接》杂志社 咨询电话:0710-3757888-8076 传真:0710-3750007 E-mail:zhanjzz@263.net 网 址 :w w w .z h a n j i e .c o m . cn
件下完全固化,其粘接强度最高。考查其他各成分的影 响的实验方法以此类推;另外,还要充分研究各种成分 的“叠加效应”,即各种组分复配成一个较完整的建筑 结构胶配方,再比较耐湿热老化性能测试结果。这样就 可以较系统地得到不同配方体系在2种测试方法下的实验 结果,以证实快速测试方法的有效性和真实性。
2.2 原料和仪器 液体双酚A环氧树脂、液体聚硫橡胶、增韧剂1、环 氧稀释剂、石英粉、硅烷偶联剂、气相法白炭黑、改性 脂肪胺、脂环胺、改性芳香胺、酚醛胺、低分子聚酰 胺,均为工业级;增韧剂2,自制; 恒温水浴箱,巩义市英峪予华仪器厂;恒定湿热试 验箱,上海实验仪器厂有限公司;电子万能材料试验 机,上海华龙测试仪器有限公司。 2.3 性能测试 1) 耐湿热老化性能国标测试 每一种配方粘接15对金属剪切试片,在室温下完全 固化。取5对做空白实验;另取5对试片放入恒定湿热老 化 箱 , 按GB 50367附 录L中 结 构 用 胶 粘 剂 湿 热 老 化 性 能 测试方法试验90 d。 2) 耐湿热老化性能快速测试 取上述剩余的5对试片,放入恒温水浴箱中,加温至 80 ℃,保持7 d,然后自然降温至常温,立即测试剪切强 度。
3.6 完整配方的耐湿热老化性能 测试了大连凯华公司4个实用配方(2个碳纤维胶配 方、2个粘钢胶配方),实验数据见表6。
表6 叠加效应的影响 Tab.6 Influence of “stacking” effect
完整 配方
碳 纤 维 胶1 碳 纤 维 胶2
粘 钢 胶1 粘 钢 胶2
原始强度/ MPa
MPa

17.77 12.72
21.07 10.03
20.43 9.80
快速测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa

17.70 13.06
21.08 9.99
20.36 10.11
2种测试 方法之差/%
+0.34 -0.04 +0.31
注:固化剂选用酚醛胺、芳香胺和脂环胺三元复配体系。
粒径相对大的石英粉耐湿热老化性能要好于粒径小
原始强度/ MPa
19.06 21.17 19.44
国标测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa

15.98 16.16
17.43 17.67
18.60
4.32
快速测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa

16.11 15.48
17.27 18.42
18.42
5.25
2种测试 方法之差/%
-0.68 +0.75 +0.93
建筑结构胶耐湿热老化性能测试方法研究
王 文 军1 ,岳 彩 艳1, 李 红 旭1, 张 首 文 2,贺 曼 罗2 (1.大连凯华新技术工程有限公司,辽宁 大连 116011;2.中国科学院大连化学物理研究所,辽宁 大连 116011)
摘 要 :GB 5 0 3 6 7《 混 凝 土 结 构 加 固 设 计 规 范 》 中 关 于 耐 湿 热 老 化 性 能 测 试 方 法 由 于 试 验 周 期较长,而给建筑结构胶的工程进场复检带来困难。以环氧树脂类建筑结构胶的配方特点为基 础 , 研 究 对 比 了 适 用 于 工 程 进 场 检 验 的 湿 热 老 化 性 能 快 速 测 试 方 法 , 并 和GB 5 0 3 6 7进 行 对 比 。 考查了增韧剂、填料、固化剂、助剂等各种因素以及各种因素的 “叠加”效应对2种测试方法结 果的影响。研究表明, 80 ℃恒温水浴/7 d条件下的快速测试方法和GB 50367结果基本一致 ,2者 的 偏 差 绝 对 值 不 超 过1 .5% 。 快 速 测 试 方 法 能 快 速 地 检 验 出 建 筑 结 构 胶 的 耐 湿 热 老 化 性 能 。

16.61 13.71
17.04 10.13
2种测试 方法之差/%
+0.20 -1.21
注:触变剂加入量占环氧树脂量的3%。
气相法白炭黑的用量虽然不多,却会在较大程度上 降低建筑结构胶的耐湿热老化性能。另一方面造成2种测 试方法之差也高一些,这可能和白炭黑的分散方式、分 散程度有关。
3.4 偶联剂 硅 烷 偶 联 剂 的 加 入 量 很 少 ( 一 般 是 固 化 剂 的 1% 左 右),对改善结构胶的耐湿热老化性能效果显著,实验 结果见表4。
参考文献 [1]王文军,李红旭,张首文.建筑结构胶的耐湿热老化性 能研究[J].粘接,2006(1):10-11. [2]国 家 标 准 GB 50367《 混 凝 土 结 构 加 固 设 计 规 范 》 [M].北京:中国建筑工业出版社,2006.9
Test methods about hygrothermal ageing resistance of building structural adhesives
二:一是增韧剂降低了环氧树脂分子之间的交联密度; 二是增韧剂本身带有巯基、羟基等极性基团,有一定的
亲水性。增韧剂对2种测试方法结果的影响见表1(增韧 剂的添加量为环氧树脂质量的10%)。
表1 增韧剂的影响 Tab.1 Effect of tougheners
增韧剂 种类
聚硫橡胶 增韧剂1 增韧剂2
表4 偶联剂的影响 Tab.4 Effect of coupling agents
偶联剂 种类
KH-550 KH-570
原始强度/ MPa
19.50 19.89
国标测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa

19.22
1.44
19.81
0.40
快速测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa

19.23
1.38
学术论文
ACADEMIC PAPER
研究报告及专论
从表4看出,2种测试方法的结果基本一致。 3.5 固化剂 固化剂的种类直接决定了建筑结构胶的耐湿热老化
性能。文中选用了5种常用的环氧树脂固化剂,实验结果 见表5。
表5 固化剂的影响 Tab.5 Effect of curing agents
固化剂 种类
聚酰胺 芳香胺 脂肪胺 酚醛胺 脂环胺
原始强度/ MPa
21.26 12.39 20.72 16.07 15.26
国标测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa

1.31
93.84
14.16 -14.28
15.22 26.54
15.86
1.31
17.60 -15.33
快速测试方法
剪切强度/ 下降率/
3.3 触变剂
表3 触变剂的影响 Tab.3 Effect of th 疏水型
原始强度/ MPa
19.25 18.96
国标测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa

16.65 13.51
16.81 11.34
快速测试方法
剪切强度/ 下降率/
MPa
WANG Wen-jun1,YUE Cai-yan1,LI Hong-xu1,ZHANG Shou-wen2,HE Man-luo2 (1.Dalian Kaihua New Technology Engineering Co., Ltd., Dalian, liaoning 116011,China;
学术论文
ACADEMIC PAPER 研究报告及专论
收稿日期:2009-05-21 作者简介:王文军(1970-),男,高级工程师,硕士,一直从事有机合成胶粘剂的研发和产业化工作,已发表论文50余篇,出版专著1部。 社会兼职:全国建筑鉴定与加固标准技术委员会委员、中国环氧树脂应用技术学会理事,E-mail:wangwj@dicp.ac.cn。
19.80
0.45
2种测试 方法之差/%
-0.06 +0.05
注:在加入增韧剂2的基础上加入1%的偶联剂。
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注:固化剂选用耐湿热性能较好的酚醛胺类。
从表1可以看出,2种测试方法的强度下降率之差有
胶粘剂的耐湿热老化性能有负面影响。但实验发现,石
正有负,但正负偏差的绝对值均小于1%。
英粉的加入降低了胶粘剂的耐湿热老化性能,而且降低
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