分析环境条件对自制环氧树脂粘结剂性能的影响

摘 要：随着社会的发展，环氧树脂这种材料在国民生产过程中应用越来越广泛，由于其具有良好的物理机械性能、绝缘性能。它能够与其他的多种材料粘接在一起，所以，这种找材料既可以做成涂料来使用，也可以做成满足特殊条件的复合材料，以及胶粘剂、模压材料和注射材料等等，也就是说它在国民生产的众多领域都能发挥巨大的作用，因此加强对环氧树脂材料的研究有利于促进社会发展。

关键词：环境条件;钢桥而铺装;环氧树脂;防水粘结层

粘接剂是环氧树脂材料应用的一个重要方面，环氧树脂粘接剂的在工业生产中能发挥十分重要的作用，这是因为环氧树脂具有独特的固化体系和优异的性能。在本文中我们以实验的形式来分析研究各种环境下对自制环氧树脂粘结剂的性能。将环氧树脂粘接剂用在桥面铺装材料当中。对其进行拉拔实验以便于研究在各种不同的环境条件下，对支持环氧树脂粘结剂的性能进行研究。经过实验我们知道环氧树脂粘结剂具有良好的力学性能。无论是在高温还是在低温都能够发挥足够的粘结性能。并且其抗水性、抗寒性、耐腐蚀性都能够满足人们日常的需求。另外在高温条件下，自制环氧树脂粘结剂的粘接性能会逐渐下降。除此之外，浸水、酸性、盐性以及冻溶环境下，对环氧树脂粘结剂的粘结性能影响十分微小。从这我们可以看出，环氧树脂粘结剂具有良好的粘接性能。

钢桥上铺装环氧树脂粘结剂能够起到良好的防水效果，这是由于防水粘结层能够将大桥的面板与沥青混凝土紧紧的粘接成一起，使二者成为一个整体，这样就能夠起到防水的效果。在国内市场上利用最多的防水粘结层材料通常有环氧树脂、环氧沥青、改性沥青以及溶剂型粘结剂等。同时我国针对高韧性环氧沥青，经过不断的实践和研究。终于开发出一种拥有自主知识产权的环氧树脂粘结剂。

桥梁建成以后，我们对实际服役的桥梁防水粘结层进行长期记录并研究。通常防水粘结层在桥梁使用过程中会受到长期的持续性外界因素的慢慢腐蚀。但目前国内对钢桥面板防水粘结材料的粘结性能研究和评价比较少，特别是在不同的环境下进行研究更是少之又少。所以在本文中对自制环氧树脂粘接剂在职业环境下，来模拟不同的环境所来记录并研究其粘接性能。这样人为可操作性更强，并且能够得到更多精确的数字，为以后推广和应用这种材料提供了更多科学参考依据。

1 实验部分

1.1 实验材料与仪器

在实际桥梁工程的面板铺装过程中，用到的高韧性环氧沥青混凝土EA10和环氧树脂粘结剂。这二者分为主剂和硬化剂两部分组成。用量比为100：50。常温下需要1～2天的时间就可以实现表面干燥。实际干燥时间大约为10天。这两种工程材料都是自制的。这其中环氧富锌漆材料是由锌粉、环氧树脂以及助剂等材料共同调配而成的。在调配过程中用到的稀释材料，日硫酸、氯化钠、无水亚硫酸以及氢氧化钠都是分析纯度以后，去离子水。

1.2 基本性能测试

环氧树脂粘结剂的基本性能测试主要包括高温性能、低温性能、拉伸性能、耐腐蚀性能以及抗水性能等多方面的实验研究和分析。

1.3 分析环境条件下对环氧树脂粘接剂性能的影响

目前的桥面工程中，对所铺装的防水粘结层材料进行先相关实验来确定其性能是否满足实际需要，抗剪强度实验和拉拔强度实验是评价其性能的主要方法。我们首先来分析拉拔实验。头通过这个实验能让我们明白防水层粘结剂在垂直方向上的粘接性能。本文主要目的就是为了分析在不同的条件下环氧树脂粘接剂的拉拔强度，并且通过残留拉拔强度比表现不同环境条件下对材料粘接性能的影响。

2 结果与讨论

2.1 基本性能实验

2.1.1 力学性能将环氧树脂粘结剂成型为哑铃形试件后进行拉伸实验，实验温度230℃拉伸速率200mm/min。其拉伸强度为3.7MPa，断裂伸长率达180%以上，这表明环氧树脂粘结剂的力学性能完全满足要求。

2.1.2 高温性能将环氧树脂粘结剂放置于160℃下30min或60min及240℃下30min，观察表面现象，结果见表1。

由表1可知，环氧树脂粘结剂具有十分优异的高温耐热性，均无粘手、起泡、流淌等现象，不仅能适用于环氧沥于浇注式沥铺装体系或SMA铺装体系，还能适用铺装体系的高温施工环境。

2.1.3 抗渗水性将环氧树脂粘结剂均匀涂布在300mm×300mm的牛皮纸上，表干后将其平铺在车辙板模具底部，成型混合料后，用路面渗水仪检测30min后牛皮纸的透水情况，结果见表2。

由表2可知，环氧树脂粘结剂用量在0.2kg/m2以下时，牛皮纸出现潮湿，防水效果较差;当其用量达到0.3kg/m2及以上时，防水效果良好。实际工程中，可根据桥面实际情况及经济效益，综合确定合理的用量，但不应低于0.3kg/m2。

2.2 不同环境条件影响实验

主要对环氧树脂粘结剂在盐雾环境、酸雾环境、浸水环境、冻融环境、环境温度及放置时间等环境条件下的粘结性能进行实验研究。

2.2.1 盐雾环境

采用氯化钠溶剂配制的盐雾溶液（pH值为6.5～7.2），在环境箱内通过喷洒盐雾溶液进行盐雾实验测试盐雾实验前后试件的25℃拉拔强度，盐雾实验10 d后，其拉拔强度为3.71 MPa，残留拉拔强度比为90.3 %，表明盐雾环境对其粘结强度并未有明显影响。

从拉拔实验破坏现象来看，破坏薄弱面基本没变，处于富锌漆与钢板之间，富锌漆与环氧树脂之间或混合料与拉拔头之间。

2.2.2 酸雾环境

采用氯化钠溶剂和无水亚硫酸溶剂配制的酸雾溶液（pH值为4.5），在环境箱内通过喷洒酸雾溶液进行酸雾实验，测试酸雾实验前后试件的25℃拉拔强度。

从拉拔实验破坏现象来看，破坏薄弱面也基本未变。酸雾实验和盐雾实验进一步说明环氧树脂粘结剂具有良好的耐化学腐蚀性。

2.2.3 浸水环境

将试件分别置于10、25、60℃的恒温水浴中浸泡一定时间，测试水浴前后试件的25℃拉拔强度。

从拉拔实验破坏现象来看，10℃和25℃浸水后，破坏薄弱面基本未变，但60℃浸水后，破坏薄弱面主要处于富锌漆与钢板之间及富锌漆与环氧树脂之间。整体来看，环氧树脂粘结剂受浸水的影响较小。

3 结论

环氧树脂粘结剂具有良好的力学性能、高温性能、低温性能、抗渗水性、耐腐蚀性和粘结性能，其各项性能均满足相关技术要求。常温下环氧树脂粘结剂的拉拔强度可达4.0MPa以上，表现出十分优异的粘结性能。因此，在实际生产中，我们应该加强对环氧树脂粘结剂的研究，不断创新生产工艺，在弄清楚不同环境对环氧树脂粘接剂性能影响的前提下，结合实际需要不断探索新的工作，同时也为安全生产提供依据。整体而言，不同环境条件下，环氧树脂粘结剂的粘结性能完全能满足各种复杂环境的使用要求。

参考文献：

[1]韩晓池.玻璃纤维增强环氧树脂粘结剂[J].玻璃纤维， 1983（02）.

[2]杨中兴.有机硅环氧体系粘合剂的研制与性能分析[J].科技展望，2016（19）.

作者简介：

马丽（1973- ），女，汉族，本科，籍贯：山东聊城，职称：工程师，研究方向：化学工程（精细化工树脂粘合剂）。