室温快速固化环氧胶黏剂的发展现状

2013-09-03宋军军

黑龙江科学 2013年1期

宋军军，张君

(1.黑龙江省科学院石油化学研究院，哈尔滨 150040;2.中国兵器工业集团第五三研究所，济南 250031)

环氧树脂是分子中具有两个或两个以上环氧基预聚体的总称，主链上带醚基和仲醇基，两封端为环氧基，能与多种含活泼氢的化合物发生开环反应，固化交联成网状结构，是一种用途广泛的高分子材料。环氧胶黏剂按固化温度可以分为室温固化、中温固化、高温固化等几类。室温快速固化胶黏剂，通常是指室温下为液态的，调制后可在室温20℃ ～30℃的条件下5～10min内凝胶，不超过7d的时间内完全固化并达到可用强度的一类胶黏剂。室温快速固化环氧树脂胶黏剂具有省时、省力、节能、使用方便等优点，长期以来被人们广泛关注。

1 室温快速固化环氧胶黏剂简介

在现代工业快速发展的背景下，尤其是在特殊的使用环境下，对胶黏剂的力学性能、固化温度、耐热性、耐水性等要求也越来越高。室温快速固化环氧胶黏剂的出现大大地改善了这种情况。室温快速固化环氧胶之所以能够在航空航天领域以及传统制造业和日常生活中得到运用，也正是因为其固化快、强度高、耐久性强的特点。随着固化剂的不断发展，室温快速固化环氧胶黏剂作为一种化工产品，已有了不可替代的地位［1］。室温快速固化环氧胶黏剂的历史大致可以追溯到上世纪70年代，到了20世纪后期，已经制造出了上百种商品［2］。研制室温快速固化环氧胶黏剂的国家主要有:美国、瑞士、德国、英国、日本。反观我国，环氧胶黏剂的研发起步较晚，因而在品种与性能上，特别是在凝胶时间及韧性上，与国际水平还有较大差距，这导致室温快速固化环氧胶黏剂的应用领域受到了很大的限制。不过，我们也应看到，室温快速固化环氧胶黏剂的发展前景依然很广阔。近年，我国参照国外技术与标准，先后开发了一系列的环氧胶，其中以聚醚巯为固化剂的改性环氧树脂快固胶J-156、J-175、J-182、J-183发展得最好，目前已被应用至国防高科技领域。同时，从环境保护角度来看，绿色环氧胶黏剂也在不断发展中［3-4］。

2 国外室温快速固化环氧胶黏剂的发展概况

国外室温快速固化环氧胶黏剂大多数可在5～10min内凝胶，1～2d内完全固化，室温剪切强度达25MPa以上。部分国外室温快速固化环氧胶黏剂及其性能见表1。国外的环氧快固胶黏剂发展的比较成熟，5min固化的快固胶已经有上百个品种。爱牢达Araldite品牌是全球第一个环氧树脂品牌，来源于瑞士的汽巴CIBA公司。Araldite2012胶黏剂是该公司一种典型的室温快速固化环氧胶黏剂，其具体性能见表2。目前，国外的室温快速固化环氧胶黏剂已具有多品种、耐高温、高强度、高耐久等特点［5］，可以满足从军工到民品生产等各方面的需求。

表1 部分国外双组分室温快速固化环氧胶及其性能Tab.1 Part of foreign two-component room temperature fast curing epoxy adhesive and its performance

表2 Araldite2012的性能Tab.2 Araldite2012 performance

3 国内室温快速固化环氧树脂胶黏剂的发展概况

我国从50年代后期开始研制，到90年代后期，研制与发展已经初具规模。目前，我国与国外的主要差距是现有的快固环氧胶品种少，性能差，由于凝胶时间长、强度低、韧性差、配比要求严格，其使用也受到限制。国内主要的室温快速固化环氧胶黏剂及其性能见表3。经多年研究，品种与性能得到了不少的改善，其中具有代表性的是J-156，性能与使用工艺已经能与国外胶黏剂相比，其具体性能见表4。节能减排、室温固化在一定程度上弥补了胶黏剂对固化时间和温度要求过高的不足。随着社会的发展，人们对于此类胶黏剂的要求也不断的提高，只要在关键领域取得突破，室温快速固化胶黏剂在军品与民用领域仍有广泛的发展前景。