分析環境條件對自制環氧樹脂粘結劑性能的影響

摘 要：隨著社會的發展，環氧樹脂這種材料在國民生產過程中應用越來越廣泛，由于其具有良好的物理機械性能、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使用，也可以做成滿足特殊條件的復合材料，以及膠粘劑、模壓材料和注射材料等等，也就是說它在國民生產的眾多領域都能發揮巨大的作用，因此加強對環氧樹脂材料的研究有利于促進社會發展。

關鍵詞：環境條件;鋼橋而鋪裝;環氧樹脂;防水粘結層

粘接劑是環氧樹脂材料應用的一個重要方面，環氧樹脂粘接劑的在工業生產中能發揮十分重要的作用，這是因為環氧樹脂具有獨特的固化體系和優異的性能。在本文中我們以實驗的形式來分析研究各種環境下對自制環氧樹脂粘結劑的性能。將環氧樹脂粘接劑用在橋面鋪裝材料當中。對其進行拉拔實驗以便于研究在各種不同的環境條件下，對支持環氧樹脂粘結劑的性能進行研究。經過實驗我們知道環氧樹脂粘結劑具有良好的力學性能。無論是在高溫還是在低溫都能夠發揮足夠的粘結性能。并且其抗水性、抗寒性、耐腐蝕性都能夠滿足人們日常的需求。另外在高溫條件下，自制環氧樹脂粘結劑的粘接性能會逐漸下降。除此之外，浸水、酸性、鹽性以及凍溶環境下，對環氧樹脂粘結劑的粘結性能影響十分微小。從這我們可以看出，環氧樹脂粘結劑具有良好的粘接性能。

鋼橋上鋪裝環氧樹脂粘結劑能夠起到良好的防水效果，這是由于防水粘結層能夠將大橋的面板與瀝青混凝土緊緊的粘接成一起，使二者成為一個整體，這樣就能夠起到防水的效果。在國內市場上利用最多的防水粘結層材料通常有環氧樹脂、環氧瀝青、改性瀝青以及溶劑型粘結劑等。同時我國針對高韌性環氧瀝青，經過不斷的實踐和研究。終于開發出一種擁有自主知識產權的環氧樹脂粘結劑。

橋梁建成以后，我們對實際服役的橋梁防水粘結層進行長期記錄并研究。通常防水粘結層在橋梁使用過程中會受到長期的持續性外界因素的慢慢腐蝕。但目前國內對鋼橋面板防水粘結材料的粘結性能研究和評價比較少，特別是在不同的環境下進行研究更是少之又少。所以在本文中對自制環氧樹脂粘接劑在職業環境下，來模擬不同的環境所來記錄并研究其粘接性能。這樣人為可操作性更強，并且能夠得到更多精確的數字，為以后推廣和應用這種材料提供了更多科學參考依據。

1 實驗部分

1.1 實驗材料與儀器

在實際橋梁工程的面板鋪裝過程中，用到的高韌性環氧瀝青混凝土EA10和環氧樹脂粘結劑。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天的時間就可以實現表面干燥。實際干燥時間大約為10天。這兩種工程材料都是自制的。這其中環氧富鋅漆材料是由鋅粉、環氧樹脂以及助劑等材料共同調配而成的。在調配過程中用到的稀釋材料，日硫酸、氯化鈉、無水亞硫酸以及氫氧化鈉都是分析純度以后，去離子水。

1.2 基本性能測試

環氧樹脂粘結劑的基本性能測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驗研究和分析。

1.3 分析環境條件下對環氧樹脂粘接劑性能的影響

目前的橋面工程中，對所鋪裝的防水粘結層材料進行先相關實驗來確定其性能是否滿足實際需要，抗剪強度實驗和拉拔強度實驗是評價其性能的主要方法。我們首先來分析拉拔實驗。頭通過這個實驗能讓我們明白防水層粘結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氧樹脂粘接劑的拉拔強度，并且通過殘留拉拔強度比表現不同環境條件下對材料粘接性能的影響。

2 結果與討論

2.1 基本性能實驗

2.1.1 力學性能將環氧樹脂粘結劑成型為啞鈴形試件后進行拉伸實驗，實驗溫度230℃拉伸速率200mm/min。其拉伸強度為3.7MPa，斷裂伸長率達180%以上，這表明環氧樹脂粘結劑的力學性能完全滿足要求。

2.1.2 高溫性能將環氧樹脂粘結劑放置于160℃下30min或60min及240℃下30min，觀察表面現象，結果見表1。

由表1可知，環氧樹脂粘結劑具有十分優異的高溫耐熱性，均無粘手、起泡、流淌等現象，不僅能適用于環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境。

2.1.3 抗滲水性將環氧樹脂粘結劑均勻涂布在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30min后牛皮紙的透水情況，結果見表2。

由表2可知，環氧樹脂粘結劑用量在0.2kg/m2以下時，牛皮紙出現潮濕，防水效果較差;當其用量達到0.3kg/m2及以上時，防水效果良好。實際工程中，可根據橋面實際情況及經濟效益，綜合確定合理的用量，但不應低于0.3kg/m2。

2.2 不同環境條件影響實驗

主要對環氧樹脂粘結劑在鹽霧環境、酸霧環境、浸水環境、凍融環境、環境溫度及放置時間等環境條件下的粘結性能進行實驗研究。

2.2.1 鹽霧環境

采用氯化鈉溶劑配制的鹽霧溶液（pH值為6.5～7.2），在環境箱內通過噴灑鹽霧溶液進行鹽霧實驗測試鹽霧實驗前后試件的25℃拉拔強度，鹽霧實驗10 d后，其拉拔強度為3.71 MPa，殘留拉拔強度比為90.3 %，表明鹽霧環境對其粘結強度并未有明顯影響。

從拉拔實驗破壞現象來看，破壞薄弱面基本沒變，處于富鋅漆與鋼板之間，富鋅漆與環氧樹脂之間或混合料與拉拔頭之間。

2.2.2 酸霧環境

采用氯化鈉溶劑和無水亞硫酸溶劑配制的酸霧溶液（pH值為4.5），在環境箱內通過噴灑酸霧溶液進行酸霧實驗，測試酸霧實驗前后試件的25℃拉拔強度。

從拉拔實驗破壞現象來看，破壞薄弱面也基本未變。酸霧實驗和鹽霧實驗進一步說明環氧樹脂粘結劑具有良好的耐化學腐蝕性。

2.2.3 浸水環境

將試件分別置于10、25、60℃的恒溫水浴中浸泡一定時間，測試水浴前后試件的25℃拉拔強度。

從拉拔實驗破壞現象來看，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氧樹脂之間。整體來看，環氧樹脂粘結劑受浸水的影響較小。

3 結論

環氧樹脂粘結劑具有良好的力學性能、高溫性能、低溫性能、抗滲水性、耐腐蝕性和粘結性能，其各項性能均滿足相關技術要求。常溫下環氧樹脂粘結劑的拉拔強度可達4.0MPa以上，表現出十分優異的粘結性能。因此，在實際生產中，我們應該加強對環氧樹脂粘結劑的研究，不斷創新生產工藝，在弄清楚不同環境對環氧樹脂粘接劑性能影響的前提下，結合實際需要不斷探索新的工作，同時也為安全生產提供依據。整體而言，不同環境條件下，環氧樹脂粘結劑的粘結性能完全能滿足各種復雜環境的使用要求。

參考文獻：

[1]韓曉池.玻璃纖維增強環氧樹脂粘結劑[J].玻璃纖維， 1983（02）.

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

作者簡介：

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