蜂窝胶膜促进剂的选择与应用研究

付森宗，栾 猛，刘龙江（.海军装备部驻上海地区军事代表局，上海 006；.上海康达化工新材料股份有限公司，上海 00）

蜂窝胶膜促进剂的选择与应用研究

付森宗1，栾 猛2，刘龙江2
（1.海军装备部驻上海地区军事代表局，上海 201206；2.上海康达化工新材料股份有限公司，上海 201201）

通过对不同促进剂的选用及复配得到热力学性能优良的蜂窝胶膜，该胶膜可在120 ℃/1.5 h固化，具有较高的剪切强度（31.4 MPa）、剥离强度（64 N/cm）及玻璃化转变温度（120 ℃）。

蜂窝胶膜；固化剂；促进剂；复配

蜂窝材料是一种新型材料，它质轻、强度大、刚度高，具有缓冲、隔热和隔音等功能，被广泛应用于航空航天、建筑业、家具制造、包装和运输业。蜂窝材料需使用胶粘剂粘接，固化工艺一般为中温固化。单组分潜伏型环氧胶膜欲中温固化需要添加促进剂，但是添加不同促进剂会降低不同力学性能。本文选用市售促进剂w和自制改性促进剂复配，优势互补，制得一款综合热力学性能良好的胶膜，并对胶膜的固化工艺、贮存性能进行了研究。

1 实验部分

1.1 原材料

双酚A型环氧树脂601，无锡树脂厂；多官能团环氧树脂AG80，上海合成树脂所；丁腈橡胶，南帝橡胶厂；CTBN，上海佳迪达化工有限公司；改性增韧剂，自制；双氰胺，德固赛化学有限公司；促进剂w（咪唑类），味之素（中国）有限公司；改性促进剂（三级胺类），自制；气相二氧化硅，瓦克化学有限公司。

1.2 胶膜制备

采用无溶剂辊炼法，先将树脂与改性增韧剂、助剂按照一定的配比初步混合，再通过开炼机与丁腈橡胶混合均匀，最后加入复配好的双氰胺固化剂、促进剂（咪唑类、改性三级胺类），制得黏稠胶体，通过压膜机压延成膜，制得成品蜂窝胶膜。该胶膜在中温条件下固化并进行测试表征。主要原料质量比为：

1.3 胶膜测试表征

剪切强度：用岛津电子拉力机，按GB/T 7124进行测试；剥离强度：用岛津电子拉力机，按GB/T7122进行测试；差示扫描量热分析：用梅特勒托利多差示扫描量热仪，升温速率10 ℃/min；贮存性能：用岛津电子拉力机，按GB/T 7123进行测试。

2 结果与讨论

2.1 促进剂用量对粘接强度的影响

促进剂w用量对粘接强度的影响如表1所示。

表1 促进剂w用量对粘接强度的影响Tab.1 Effect of promoter w amount on bonding strengths

自制改性促进剂用量对粘接强度的影响如表2所示。

表2 自制改性促进剂用量对粘接强度的影响Tab.2 Effect of amount of home-made modified accelerator on bonding strengths

由表1和表2可知，促进剂w对剪切强度的提升优于自制改性促进性，但是在剥离强度方面效果不如自制改性促进剂。整个体系随着促进剂用量的增加，剪切强度先升后降。这是因为促进剂本身也会起到固化剂的作用，开始时促进剂用量较少，体系反应不完全，因此剪切强度较低，随着促进剂量的不断增加，体系交联密度增大，剪切强度提高。但是促进剂过量后，体系中会残存未反应的小分子胺，导致性能下降。在剥离强度方面：随着促进剂量的增加，体系出现由均相到分相的变化，韧性不断提高，因此剥离强度增大。但是促进剂过量后，体系交联密度增大，刚性增大，韧性降低，剥离强度出现明显下降。

2.2 促进剂用量对玻璃化转变温度（Tg） 的影响

由表3可知，加入促进剂可明显提高Tg，这是因为促进剂不仅起到促进固化剂的作用，它自身也会参与树脂的固化，随着体系交联密度的增加，Tg不断提高。

表3 促进剂用量对玻璃化转变温度的影响Tab.3 Effect of promoter amount on glass transition temperature

2.3 促进剂复配后的热力学性能

通过上述测试，将促进剂进行复配，对胶膜进行综合性能测试，结果见表4。反应起始温度大约在80 ℃，最高峰在130℃，满足中温固化的条件。

由表4可知，促进剂w和自制改性促进剂配合使用产生了良好的协同效应，剪切强度、剥离强度都得到了明显提高，配方2综合性能较优。

2.4 胶膜贮存性能

将胶膜分别在常温与低温（-18 ℃）贮存后测试力学性能。试验发现，低温（-18℃）贮存6个月胶膜性能基本不变，而常温贮存1个月时就已经固化变硬，这是因为促进剂活性强，在常温下很容易发生反应。

3 结论

表4 促进剂复配对胶膜力学性能影响Tab.4 Effect of pomoter compouding onmechanical properties of film

对最佳配方进行DSC测试，结果见图1。

图1 放热峰谱图Fig.1 Exothermic peak spectrum

由图1可知，该配方只有1个放热峰，说明选用的固化剂和促进剂可以产生协同效应，

通过一系列的对比试验可知：咪唑类、三级胺类促进剂均可明显提升玻璃化转变温度Tg；

咪唑类促进剂w可提高剪切强度，但会降低剥离强度；自制改性三级胺类促进剂可提高剥离强度，但会降低剪切强度。本文通过促进剂复配，研制出可中温固化的胶膜，产品综合性能优异，可用来粘接蜂窝材料。

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Selection and application of honeycomb adhesive film promoters

FU Sen-zong1， LUAN Meng2， LIU Long-jiang2
（1.The Military Representative Office of the Naval Equipment Department， Shanghai 201206， China； 2.Shanghai KangDa New Materials Co.， Ltd.， Shanghai 201201， China）

Through the selection and compounding of different promoters，we prepared the cellular film with excellent thermal and mechanical properties. After curing at 120℃ for 1.5 h， the cured film had high shear strength（31.4 Mpa）， high peel strength（64 N/cm） and high glass transition temperature（120℃）.

honeycomb epoxy adhesive film； curing agent； promoter； compounding

TQ 437

A

1001-5922（2015）12-0068-02

2015-06-15

付森宗（1966-），男，高级工程师。主要从事环氧胶粘剂及树脂材料方向的研究。E-mail：sdluanmeng@163.com。