改性環(huán)氧樹脂膠中低溫粘接性能研究.pdf

1、為探索粘接技術(shù)在汽車生產(chǎn)應(yīng)用的可能性，鄭州大學(xué)與美國通用汽車公司聯(lián)合開展了美國通用聯(lián)合基金項目，降低Henkel5089結(jié)構(gòu)膠固化溫度是該項目重點研究內(nèi)容之一。本文以AA6061鋁合金板材為基體材料，系統(tǒng)研究了固化促進(jìn)劑（CA1、CA2）和固化劑（C1、C2）添加對Henkel5089結(jié)構(gòu)膠固化溫度的影響。
　　單獨添加固化劑或固化促進(jìn)劑的接頭剪切強(qiáng)度測試結(jié)果表明：單獨添加固化劑C1、C2或固化促進(jìn)劑CA1，均可明顯降低Henke

2、l5089結(jié)構(gòu)膠的固化溫度，且降低效果與添加量有關(guān)。在1.0-4.0wt.％（wt.%，質(zhì)量百分比，下同）添加范圍內(nèi)，添加量越大，固化溫度降低的越多。添加量相同情況下，固化劑C2的改性效果優(yōu)于固化劑C1。粘接接頭失效模式主要為混合斷裂。
　　正交試驗結(jié)果表明：固化劑與固化促進(jìn)劑聯(lián)合改性的Henkel5089結(jié)構(gòu)膠具有更好的低溫粘接性能。當(dāng)固化促進(jìn)劑與固化劑添加量分別為（1）1.0%CA1+4.0%C1，（2）4.0%CA2+1.0

3、%C1和（3）4.0%CA2+2.5%C2時，對Henkel5089的改性效果最好。改性膠粘接試樣經(jīng)130℃+20min固化后的剪切強(qiáng)度與Henkel5089經(jīng)177℃+20min固化后的剪切強(qiáng)度（26.14?0.52MPa）相當(dāng)。固化劑與固化促進(jìn)劑添加量過高反而會導(dǎo)致接頭強(qiáng)度輕微降低。
　　中溫固化剪切強(qiáng)度測試結(jié)果表明：在100℃-120℃溫度范圍內(nèi)，1.0%CA1+4.0%C1、4.0%CA2+1.0%C1和4.0%CA2+2

4、.5%C2三種組分改性的Henkel5089結(jié)構(gòu)膠粘接接頭在20min內(nèi)可固化。雖然固化后接頭強(qiáng)度稍低于 Henkel5089結(jié)構(gòu)膠粘接接頭經(jīng)177℃+20min固化后的剪切強(qiáng)度，但都能保持在20MPa以上，滿足工廠對高強(qiáng)粘接接頭剪切強(qiáng)度（≥16MPa）實際要求。
　　室溫固化結(jié)果表明：添加4.0%CA2+2.5%C2的改性膠在室溫下可固化，接頭剪切強(qiáng)度在前2天增長幅度最大，接頭強(qiáng)度穩(wěn)定值（~21MPa）與其在120℃+20min

5、固化后的剪切強(qiáng)度相當(dāng)，顯著高于商用Lord Fusor320/322雙份室溫固化結(jié)構(gòu)膠的剪切強(qiáng)度（~11MPa）。說明改性后的Henkel5089結(jié)構(gòu)膠可以作為室溫固化膠在汽車制造上進(jìn)行使用。另外兩種改性膠粘接接頭室溫固化10天后的剪切強(qiáng)度仍明顯低于高溫和中溫固化后相應(yīng)的接頭剪切強(qiáng)度（~20MPa），不滿足工廠對高強(qiáng)粘接接頭剪切強(qiáng)度的使用要求（≥16MPa）。
　　綜合結(jié)果表明：正交試驗選取的三種改性膠中，4.0%CA2+2.5%