室温快速固化环氧树脂胶粘剂的制备与性能

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1、学校代码10530学号201510141507分类号TQ433.4密级硕士学位论文室温快速固化环氧树脂胶粘剂的制备与性能学位申请人刘明哲指导教师敬波副教授学院名称化学学院学科专业化学工程研究方向化工新材料与精细化工品二零一八年五月十五日PreparationandpropertiesofepoxyresinadhesiveforrapidcuringatroomtemperatureCandidateLiuMingzheSupervisorProfessorJingboCollegeCollegeofChemis

2、tryProgramChemicalengineeringSpecializationNewchemicalmaterialsandfinechemicalsDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018摘要环氧树脂胶粘剂具有粘结能力强、绝缘性和耐介质性好、稳定性好等优点，因此逐渐成为当前应用最广泛的胶粘剂，而室温快速固化环氧树脂胶粘剂不仅使操作环境变得更加简单，而且极大的提高了施工效率。硫醇类环氧固化剂在叔胺类促进剂的作用下能够在低温下

3、快速固化环氧树脂，目前国内市场上使用的聚硫醇固化剂的主要依赖于进口，且普遍存在粘结强度低、固化产物明显发黄等问题。本文从聚硫醇固化剂的结构设计出发，开展高粘结强度及无色透明的快速固化环氧树脂胶粘剂的研制，具有十分广阔的应用前景。本文首先制备了四种不同结构的聚硫醇化合物A、B、C、D，通过红外、核磁以及环氧值的测定确定反应工艺的最佳条件，并对反应产物分别进行巯基值、粘度以及固化体系性能的测试。研究发现反应产物A作为固化剂时效果最好，室温粘度19000mPa·s，巯基值0.43mol/100g，凝胶时间在5min左右

4、，粘结强度相比于其他三种强度更高。因此实验接下来选择聚硫醇A作为实验研究对象。以聚硫醇A为实验对象，DMP-30为促进剂，制备了一种快速超强聚硫醇环氧树脂胶粘剂。通过对固化产物的耐热性、耐水性、拉伸剪切强度以及固化反应过程和固化反应动力学的测试表明在环氧树脂与固化剂A的比例为0.8:1，促进剂DMP-30添加量为5%时，固化体系在5min左右快速凝胶，拉伸剪切强度达到25MPa。固化反应在前10min反应速率最快，反应进行到40min后进入后固化过程，相比于传统的脂肪族室温固化剂前固化时间明显缩短。通过非等温DS

5、C法分析得到固化反应动力学模型α(t)=1−[1−135.82exp(−2645.98/T)∙t]4.81，推导求出固化反应的最佳固化温度为35.37℃。以聚硫醇A为实验对象，通过改进胶粘剂配方，制备了一种无色透明快速固化环氧树脂胶粘剂。研究了不同促进剂对固化产物性能的影响，发现以三乙烯二胺作促进剂时固化反应速率快，且固化产物无色透明。在此基础上研究了促进剂三乙烯二胺含量对拉伸剪切强度的影响、固化温度对透明性的影响、固化产物耐水性以及固化反应过程、固化反应动力学。结果表明三乙烯二胺的含量为0.8%时，固化体系凝胶

6、时间在5min左右，拉伸剪切强度达到17MPa。固化反应在前5min反应速率最快，5min-30min固化反应速率逐渐降低，30min后固化反应进入到后固化过程，前固化时间明显缩短。通过非等温DSC法分析得到固化反应动力学模型α(t)=1−[1−1.6815exp(−6535.57/T)∙t]10.53，推导求出固化反应的最佳固化温度为48.58℃。关键词：环氧树脂，聚硫醇，室温快速固化，高强度，无色透明IAbstractApplicationofepoxyresinadhesivesarewidelybecau

7、setheyhavetheadvantagesofhighadhesionstrength,excellentinsulation,resistancetoattackanddimensionalstability.Theroomtemperaturefast-curingepoxyresinadhesivemaketheoperatingenvironmentbecomesimply,andgreatlyimprovedtheconstructionefficiency.Mercaptancuringagent

8、canquicklyreacttoepoxyresinatroomtemperaturewithtertiaryamineaccelerators.Atpresent,theMercaptancuringagentmainlydependsonimportsinthedomesticmarket,andhavewidespreadproblemssuchaslowadhe