聚氨酯增韧改性环氧树脂胶黏剂研究

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1、聚氨酯增韧改性环氧树脂胶黏剂研究马云云，曹旭辉，王晓，燕友果*(中国石油大学（华东）理学院，青岛经济技术开发区长江西路66号，255666)摘要：输油管道外防护层腐蚀破坏现象严重，高强度复合材料修复技术具有较好的防腐效果，胶黏剂对其防护性能具有至关重要的决定作用。研究表明聚氨酯增韧环氧树脂胶黏剂能够提高其韧性。在百分数为100的环氧树脂中加入百分数为20的聚氨酯增韧剂，其力学性能得到优化，抗剪切强度达到2.0N/mm2，剥离强度达到60N/cm。关键词：环氧树脂；胶黏剂；聚氨酯；增韧中图法分类号：TQ323文献标志码：AResear

2、chonpolyurethanetougheningmodifiedepoxyresinadhesiveMAYun-yun,CAOXu-hui,WANGXiao,YANYou-guo(Collegeofsciene,ChinaUniversityOfPetroleum,QingdaoeconomicandtechnologydevelopmentzoneintheYangtzeriverwestroad,number66,255666,China)Abstract:Thecorrosionofouterprotectivelayer

3、oftheoilpipelineissevere,sohighstrengthcompositematerialsrepairingtechnologyisneededtosolvethisproblemforitsgoodanticorrosiveeffect.Inthistechnology,adhesiveisacrucialelementforprotectingtheouterlayeroftheoilpipeline.Researchhasshownthatpolyurethanetougheningepoxyresin

4、adhesivecanimprovethetoughness.Adding20pbw(partsbyweight)ofpolyurethanetoughenerintoepoxyresinof100pbwcanoptimizethemechanicalproperty,makingtheshearbondstrengthreach2.0N/mm2andpeelstrength60N/cm.Keywords:epoxyresin；Adhesive；polyurethane；toughening0.引言高强度复合材料修复技术是未来输油输

5、气管道外防腐层修复技术发展的趋势，它是以高性能树脂基体粘结增强材料形成防护结构的技术，因而具有较高的抗压、抗拉强度和粘结力[1-2]。修复施工时不需要管道停输或减压运行，同时具有操作简单方便、施工人员容易培训、补强效果良好和经济效益显著等优点。另外，复合材料修复技术可进行现场缠绕施工和就地固化，施工过程明火、安全、方便。再次，玻璃纤维、碳纤维或织物增强的复合材料强度远超过普通钢材，使得复合材料修复和补强的效率较高；复合材料具有可设计性，可以根据缺陷损害程度和受力情况进行厚度、层数、纤维分布等方面的针对性设计，其修补的可靠性高；玻璃纤

6、维或碳纤维增强的树脂基复合材料的层间胶黏剂与金属具有良好的界面粘结性、密封性和优异的耐腐蚀性，可大大降低管道运行期内的二次腐蚀破坏。在复合材料修复技术中，胶黏剂的选用对其防护性能具有至关重要的影响。胶黏剂是一类单组分或多组分、具有优良粘接性能、在一定条件下能使被胶接材料通过界面的粘附和物质的内聚等作用紧密地胶合在一起的粘结剂。胶黏剂通常是由基料、固化剂、增韧剂、稀释剂、偶联剂等组分按一定的比例和工艺流程配合而成。环氧树脂胶黏剂是目前应用最为广泛的一种胶黏剂[3]，其基体材料来源广泛，适用粘接多种基材，具有强度高、固化收缩率低、耐腐蚀

7、、热稳定性及电绝缘性能好等特点，而且具有施工工艺简便、工效高、能耗小、成本低等优点，可大大降低劳动强度，节省人力成本，在油气管道外防腐层的修复中具有广泛的应用前景。环氧树脂含有多个苯环或杂环，分子链柔性小，固化后的环氧树脂具有高的交联结构，该交联结构不宜变形，导致环氧树脂类胶黏剂存在韧性不足、易脆裂、剥离强度低和抗冲击性差等缺点，使其应用受到极大的限制，因此环氧树脂的增韧改性对其在管道修复中应用具有重要的现实意义。1.环氧树脂胶黏剂的改性在众多环氧树脂增韧技术中，以聚氨酯为代表的弹性体的增韧效果最为显著[4]。但是环氧树脂是线型的热

8、塑性树脂，本身不会硬化，只有加入固化剂，使它由线型结构交联成网状或体型结构，才能实现固化。因此，在利用聚氨酯对环氧树脂进行增韧的同时，需要添加固化剂，使其满足施工时对固化性能的要求。这里我们选用的固化剂为T-31，T-31固化剂是一种