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由图1可以发现：随着稀释剂掺量的增加，结构胶的热变形温度出现不同程度的下降，掺多官能度环氧稀释剂A2和A3的结构胶热变形温度差别不大，且明显高于掺单官能度环氧稀释剂A1的结构胶热变形温度.这是因为多官能度环氧稀释剂参与固化反应后均能成为环氧树脂交联网络的一部分，对交联密度影响较小；而单官能度环氧稀释剂的分子中只含有1个环氧基团，仅能一端连接在交联网络当中，固化产物交联密度下降，所以热变形温度较低. 由图1还可以发现：三环氧稀释剂A3的稀释效果明显不如单环氧稀释剂A1和双环氧稀释剂A2，这是因为三环氧稀释剂的相对分子质量较大、自身粘度较高.此外可以发现，三种稀释剂掺量从0%增加到5%的过程中，A组分粘度下降最显著，而此时结构胶热变形温度下降很少. 综合考虑结构胶的耐热性和粘度，要满足压注型粘钢结构胶对初始粘度的要求（≤1000mPa·s），若单独采用单环氧稀释剂A1对结构胶耐热性影响较大，可选择稀释效果好的单环氧稀释剂A1和耐热性较好的双环氧稀释剂A2复配.由于B组分固化剂的自身粘度较低，当A组分粘度低于2000mPa·s时便可满足初始粘度要求.经试验，当A1与A2掺量各为5%时，结构胶A组分粘度为1830mPa·s，此时结构胶热变形温度为66.5℃，只下降了2.3℃. 2.5增韧剂对结构胶热变形温度的影响 未经改性的环氧树脂固化物脆性大、易开裂，需要增韧改性.然而，增韧改性往往会不同程度地降低结构胶的耐热性能.因此对结构胶进行增韧改性时，应合理选择增韧剂，避免固化产物的热变形温度产生过多的下降.采用改性脂环胺B1为固化剂，选取2种不同类型的增韧剂对结构胶进行增韧，固化产物的HDT和T冲击剥离长度见表5. 由表5可以发现：随着增韧剂掺量的增加，结构胶热变形温度虽均有不同程度的下降，但增韧剂C1对结构胶热变形温度影响较小，且增韧效果明显.当增韧剂C1掺量为15%时，结构胶热变形温度仅下降1℃，T冲击剥离长度也只有26mm，而在相同掺量下，掺聚硫橡胶C2的结构胶热变形温度下降了6.3℃，T冲击试验则完全剥离.这是因为橡胶弹性体C1参与固化反应后，能在环氧树脂固化物中出现分相，形成海岛结构，即增韧剂聚集成球形颗粒分散在环氧树脂交联网络构成的连续相中，分散相颗粒直径通常在几微米以下[6].海岛结构一经形成，一方面，分散的弹性体颗粒通过诱发环氧树脂基体屈服和塑性变形，从而大幅提高固化物的冲击韧性；另一方面，环氧固化物连续相整体结构未被柔化，因而耐热性能损失较小[7].而聚硫橡胶分子结构中的活性基团端巯基与环氧基反应后，其以接枝或嵌段进入到环氧树脂固化体系中，且由于聚硫橡胶的分子链段为柔性链段，使得整个固化交联网络柔化[8]，结构胶耐热性明显降低，HDT大幅下降. 此外，当C1掺量超过15%后，结构胶T冲击剥离长度降低幅度减小，而结构胶热变形温度下降幅度有所加大.综合以上分析，初步确定采用“海岛结构”橡胶弹性体C1为增韧剂，其合理掺量为15%. 2.6配方优化 综合考虑压注型粘钢结构胶的耐热性能、韧性与粘度等技术指标的要求，对结构胶配方进行优化.根据2.3至2.5节的试验结果，选定环氧结构胶A组分为100份环氧树脂、稀释剂（5%单环氧稀释剂A1，5%双环氧稀释剂A2）、增韧剂（15%“海岛结构”橡胶弹性体C1），B组分为复配固化剂（改性脂环胺B1∶酚醛胺B2=7∶3），结构胶的综合性能指标见表6.可以看出优化后环氧结构胶的基本性能满足I类A级压注型粘钢结构胶的要求. 3结论 1）A，B两种测试方法相比，弯曲应力较小的B法测得的热变形温度较高，且两种方法测得的热变形温度差值与环氧结构胶固化体系有关. 2）固化条件对环氧结构胶的热变形温度影响显著，提高固化温度、延长固化时间可以大幅提高结构胶的热变形温度；23℃1d+40℃1d可作为热变形温度快速检测的固化条件；对耐热性有较高要求的加固工程可采用升温固化的方法，不仅可以提高结构胶耐热性能，还可以缩短工期. 3）固化剂、稀释剂、增韧剂对环氧结构胶的热变形温度有较大影响.当采用改性脂环胺、酚醛胺等刚性较大的固化剂、官能度较高的环氧稀释剂和“海岛结构”橡胶弹性体增韧剂时，结构胶的热变形温度较高. 4）综合考虑结构胶的耐热性能、韧性与粘度等技术指标的要求，配方优化后结构胶能满足规范I类A级压注型粘钢结构胶的要求，热变形温度达到65.9℃. 参考文献 [1]贺曼罗.环氧树脂胶粘剂[M].北京：中国石化出版社，2004. [2]徐任信，杨青海，王钧，等.不同方法测得热固性树脂耐热性能的分析[J].国外建材科技，2007，28（4）：12-14. [3]GB50728-2011工程结构加固材料安全性鉴定技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011. [4]胡玉民，吴良义.固化剂[M].北京：化学工业出版社，2004. [5]李广琦，王联合，王美林，等.稀释剂用量对环氧固化物玻璃化温度的影响[J].热固性树脂，2010，25（5）：32-33. [6]BAGHERIR，MAROUFBT，PEARSONRA.Rubbertoughenedepoxies：acriticalreview[J].PolymerReviews，2009，49（3）：201-225. [7]李志民，刘文西，陈玉如.环氧胶粘剂增韧改性剂[J].中国胶粘剂，2003，12（5）：46-51. [8]王超，王博，曲彪，等.聚硫醚改性环氧树脂室温固化耐高温结构胶粘剂[J].中国胶粘剂，2007，16（7）：1-5. |
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