摘要：通過添加具有活性的納米TiO2對異佛爾酮二胺(IPD)與酰胺基胺樹脂作為復合固化劑的環氧膠粘劑體系進行改性,實驗結果表明:隨著納米TiO2的適量加入,環氧膠粘劑體系的物理性能得到很大改善,當納米TiO2的加入量達到6%(wt)時,達到最佳值,與純樹脂體系相比,彎曲強度提高96%,彎曲模量提高38%,沖擊強度提高180%。而此時的環氧復合膠粘劑體系的粘接性能也比純樹脂均有所提高,剪切強度提高39%、剝離強度提高28%,以及玻璃化溫度提高6%。可見,納米TiO2的加入對環氧膠粘劑體系具有明顯的增強作用。

    環氧膠粘劑因其優異性能被稱為萬能膠,但固化后呈三維網狀結構,存在內應力大、質脆,耐疲勞性、耐熱性、耐沖擊性差等不足,在很大程度上限制了它在某些領域的應用,因而環氧膠粘劑的改性一直是國內外研究的重點[1]。利用無機納米復合技術制備樹脂基納米復合材料,可以將無機物的剛性、尺寸穩定性、熱穩定性和樹脂基體的韌性、良好的加工性及介電性能結合起來,賦予樹脂基體許多新的優異性能,是改性環氧樹脂的一種行之有效的新方法。利用無機納米粉體對環氧的改性[2],目前主要以納米蒙脫土、納米SiO2、納米CaCO3等研究報道居多,而采用納米TiO2改性的研究報道較少。

    1實驗部分

    1·1原料

    E-44環氧樹脂,無錫樹脂廠;納米TiO2,自制;酰胺基胺樹脂:自制;異佛爾酮二胺:美國;300聚酰胺:天津延安化工廠;環氧稀釋劑,市售;鈦酸酯偶聯劑,市售。

    1·2實驗方法

    納米TiO2的表面處理:將環氧稀釋劑和鈦酸酯偶聯劑與納米TiO2混合均勻,再經過超聲波處理30min,使得充分分散均勻。

    改性環氧膠粘劑的制備:將環氧樹脂、經過表面處理的納米TiO2等物料按計量加入高速捏合機混合均勻,再經三輥研磨機研磨至成細膩均質的膏狀物,真空脫泡,即制得環氧膠粘劑組分A。

    固化劑的制備:將脂肪胺單羧酸與脂肪多胺在一定的反應條件下反應1h,制得酰胺基胺樹脂,再添加質量分數為30%的異佛爾酮二胺,攪拌均勻,即制得環氧膠粘劑組分B。組分A、B按一定配比制取試樣。

    1·3性能測試與分析

    復合材料彎曲性能按GB/T2570-1995測試;沖擊強度按GB/T2571-1995測試;剪切強度按GB/T7124-1986;T型剝離強度按GB/T2791-1995;SEM采用JSM-5600LV型;TEM采用H-600型;Tg采用SCQ10型差熱掃描量熱儀。

     3結論

    采用復合固化劑,提高了環氧樹脂的Tg,改善了膠層的柔韌性;同時復合固化劑室溫固化速度快,所以對于室溫固化的環氧膠粘劑是一種性能優異的固化劑。

    活性納米TiO2由于其極強的活性,與環氧聚合鏈上的活性羥基和環氧基發生鍵合作用,添加少量就可以顯著地改善環氧膠粘劑的力學性能、粘接性能和耐熱穩定性,起到增強增韌的作用。