分析環(huán)境條件對(duì)自制環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑性能的影響

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)氧樹(shù)脂這種材料在國(guó)民生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由于其具有良好的物理機(jī)械性能、絕緣性能。它能夠與其他的多種材料粘接在一起，所以，這種找材料既可以做成涂料來(lái)使用，也可以做成滿足特殊條件的復(fù)合材料，以及膠粘劑、模壓材料和注射材料等等，也就是說(shuō)它在國(guó)民生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域都能發(fā)揮巨大的作用，因此加強(qiáng)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂材料的研究有利于促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：環(huán)境條件;鋼橋而鋪裝;環(huán)氧樹(shù)脂;防水粘結(jié)層

粘接劑是環(huán)氧樹(shù)脂材料應(yīng)用的一個(gè)重要方面，環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的在工業(yè)生產(chǎn)中能發(fā)揮十分重要的作用，這是因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂具有獨(dú)特的固化體系和優(yōu)異的性能。在本文中我們以實(shí)驗(yàn)的形式來(lái)分析研究各種環(huán)境下對(duì)自制環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的性能。將環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑用在橋面鋪裝材料當(dāng)中。對(duì)其進(jìn)行拉拔實(shí)驗(yàn)以便于研究在各種不同的環(huán)境條件下，對(duì)支持環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的性能進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)我們知道環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑具有良好的力學(xué)性能。無(wú)論是在高溫還是在低溫都能夠發(fā)揮足夠的粘結(jié)性能。并且其抗水性、抗寒性、耐腐蝕性都能夠滿足人們?nèi)粘５男枨蟆Ａ硗庠诟邷貤l件下，自制環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的粘接性能會(huì)逐漸下降。除此之外，浸水、酸性、鹽性以及凍溶環(huán)境下，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的粘結(jié)性能影響十分微小。從這我們可以看出，環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑具有良好的粘接性能。

鋼橋上鋪裝環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑能夠起到良好的防水效果，這是由于防水粘結(jié)層能夠?qū)⒋髽虻拿姘迮c瀝青混凝土緊緊的粘接成一起，使二者成為一個(gè)整體，這樣就能夠起到防水的效果。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上利用最多的防水粘結(jié)層材料通常有環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧瀝青、改性瀝青以及溶劑型粘結(jié)劑等。同時(shí)我國(guó)針對(duì)高韌性環(huán)氧瀝青，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和研究。終于開(kāi)發(fā)出一種擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑。

橋梁建成以后，我們對(duì)實(shí)際服役的橋梁防水粘結(jié)層進(jìn)行長(zhǎng)期記錄并研究。通常防水粘結(jié)層在橋梁使用過(guò)程中會(huì)受到長(zhǎng)期的持續(xù)性外界因素的慢慢腐蝕。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)鋼橋面板防水粘結(jié)材料的粘結(jié)性能研究和評(píng)價(jià)比較少，特別是在不同的環(huán)境下進(jìn)行研究更是少之又少。所以在本文中對(duì)自制環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑在職業(yè)環(huán)境下，來(lái)模擬不同的環(huán)境所來(lái)記錄并研究其粘接性能。這樣人為可操作性更強(qiáng)，并且能夠得到更多精確的數(shù)字，為以后推廣和應(yīng)用這種材料提供了更多科學(xué)參考依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

在實(shí)際橋梁工程的面板鋪裝過(guò)程中，用到的高韌性環(huán)氧瀝青混凝土EA10和環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑。這二者分為主劑和硬化劑兩部分組成。用量比為100：50。常溫下需要1～2天的時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)表面干燥。實(shí)際干燥時(shí)間大約為10天。這兩種工程材料都是自制的。這其中環(huán)氧富鋅漆材料是由鋅粉、環(huán)氧樹(shù)脂以及助劑等材料共同調(diào)配而成的。在調(diào)配過(guò)程中用到的稀釋材料，日硫酸、氯化鈉、無(wú)水亞硫酸以及氫氧化鈉都是分析純度以后，去離子水。

1.2 基本性能測(cè)試

環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的基本性能測(cè)試主要包括高溫性能、低溫性能、拉伸性能、耐腐蝕性能以及抗水性能等多方面的實(shí)驗(yàn)研究和分析。

1.3 分析環(huán)境條件下對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑性能的影響

目前的橋面工程中，對(duì)所鋪裝的防水粘結(jié)層材料進(jìn)行先相關(guān)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定其性能是否滿足實(shí)際需要，抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)和拉拔強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)是評(píng)價(jià)其性能的主要方法。我們首先來(lái)分析拉拔實(shí)驗(yàn)。頭通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏屛覀兠靼追浪畬诱辰Y(jié)劑在垂直方向上的粘接性能。本文主要目的就是為了分析在不同的條件下環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑的拉拔強(qiáng)度，并且通過(guò)殘留拉拔強(qiáng)度比表現(xiàn)不同環(huán)境條件下對(duì)材料粘接性能的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 基本性能實(shí)驗(yàn)

2.1.1 力學(xué)性能將環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑成型為啞鈴形試件后進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)溫度230℃拉伸速率200mm/min。其拉伸強(qiáng)度為3.7MPa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)180%以上，這表明環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的力學(xué)性能完全滿足要求。

2.1.2 高溫性能將環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑放置于160℃下30min或60min及240℃下30min，觀察表面現(xiàn)象，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑具有十分優(yōu)異的高溫耐熱性，均無(wú)粘手、起泡、流淌等現(xiàn)象，不僅能適用于環(huán)氧瀝于澆注式瀝鋪裝體系或SMA鋪裝體系，還能適用鋪裝體系的高溫施工環(huán)境。

2.1.3 抗?jié)B水性將環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑均勻涂布在300mm×300mm的牛皮紙上，表干后將其平鋪在車轍板模具底部，成型混合料后，用路面滲水儀檢測(cè)30min后牛皮紙的透水情況，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑用量在0.2kg/m2以下時(shí)，牛皮紙出現(xiàn)潮濕，防水效果較差;當(dāng)其用量達(dá)到0.3kg/m2及以上時(shí)，防水效果良好。實(shí)際工程中，可根據(jù)橋面實(shí)際情況及經(jīng)濟(jì)效益，綜合確定合理的用量，但不應(yīng)低于0.3kg/m2。

2.2 不同環(huán)境條件影響實(shí)驗(yàn)

主要對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑在鹽霧環(huán)境、酸霧環(huán)境、浸水環(huán)境、凍融環(huán)境、環(huán)境溫度及放置時(shí)間等環(huán)境條件下的粘結(jié)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

2.2.1 鹽霧環(huán)境

采用氯化鈉溶劑配制的鹽霧溶液（pH值為6.5～7.2），在環(huán)境箱內(nèi)通過(guò)噴灑鹽霧溶液進(jìn)行鹽霧實(shí)驗(yàn)測(cè)試鹽霧實(shí)驗(yàn)前后試件的25℃拉拔強(qiáng)度，鹽霧實(shí)驗(yàn)10 d后，其拉拔強(qiáng)度為3.71 MPa，殘留拉拔強(qiáng)度比為90.3 %，表明鹽霧環(huán)境對(duì)其粘結(jié)強(qiáng)度并未有明顯影響。

從拉拔實(shí)驗(yàn)破壞現(xiàn)象來(lái)看，破壞薄弱面基本沒(méi)變，處于富鋅漆與鋼板之間，富鋅漆與環(huán)氧樹(shù)脂之間或混合料與拉拔頭之間。

2.2.2 酸霧環(huán)境

采用氯化鈉溶劑和無(wú)水亞硫酸溶劑配制的酸霧溶液（pH值為4.5），在環(huán)境箱內(nèi)通過(guò)噴灑酸霧溶液進(jìn)行酸霧實(shí)驗(yàn)，測(cè)試酸霧實(shí)驗(yàn)前后試件的25℃拉拔強(qiáng)度。

從拉拔實(shí)驗(yàn)破壞現(xiàn)象來(lái)看，破壞薄弱面也基本未變。酸霧實(shí)驗(yàn)和鹽霧實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說(shuō)明環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑具有良好的耐化學(xué)腐蝕性。

2.2.3 浸水環(huán)境

將試件分別置于10、25、60℃的恒溫水浴中浸泡一定時(shí)間，測(cè)試水浴前后試件的25℃拉拔強(qiáng)度。

從拉拔實(shí)驗(yàn)破壞現(xiàn)象來(lái)看，10℃和25℃浸水后，破壞薄弱面基本未變，但60℃浸水后，破壞薄弱面主要處于富鋅漆與鋼板之間及富鋅漆與環(huán)氧樹(shù)脂之間。整體來(lái)看，環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑受浸水的影響較小。

3 結(jié)論

環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑具有良好的力學(xué)性能、高溫性能、低溫性能、抗?jié)B水性、耐腐蝕性和粘結(jié)性能，其各項(xiàng)性能均滿足相關(guān)技術(shù)要求。常溫下環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的拉拔強(qiáng)度可達(dá)4.0MPa以上，表現(xiàn)出十分優(yōu)異的粘結(jié)性能。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的研究，不斷創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，在弄清楚不同環(huán)境對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂粘接劑性能影響的前提下，結(jié)合實(shí)際需要不斷探索新的工作，同時(shí)也為安全生產(chǎn)提供依據(jù)。整體而言，不同環(huán)境條件下，環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑的粘結(jié)性能完全能滿足各種復(fù)雜環(huán)境的使用要求。

參考文獻(xiàn)：

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[2]楊中興.有機(jī)硅環(huán)氧體系粘合劑的研制與性能分析[J].科技展望，2016（19）.

作者簡(jiǎn)介：

馬麗（1973- ），女，漢族，本科，籍貫：山東聊城，職稱：工程師，研究方向：化學(xué)工程（精細(xì)化工樹(shù)脂粘合劑）。