玻璃钢粘接强度的研究

为了提高聚氨酯胶粘剂对玻璃钢的粘接强度，在聚氨酯胶粘剂配方中添加固化催化剂，在玻璃钢表面涂刷KH-550偶联剂，并且进行加速老化试验考核。结果表明，以上措施提高了粘接强度，能满足长期工作的需求。 关键词：玻璃钢 聚氨酯 二月桂酸二丁基锡 KH-550 粘接强度

       1 前言

       随着复合材料技术的迅猛发展，在诸多领域中，复合材料已成为结构材料。由于复合材料结构的特殊性，在连接时，大多采取粘接工艺。在本研究中，以高硅氧酚醛玻璃钢作为结构材料，用聚氨酯胶粘剂进行连接。试制中发现，聚氨酯胶粘剂对高硅氧酚醛玻璃钢的粘接强度较低，不能满足长期工作的需求。为此采取在聚氨酯胶粘剂配方中添加固化催化剂，以提高胶粘剂的自身强度；在玻璃钢表面涂刷偶联剂，以提高粘接面的活性，防止界面破坏，从而提高对玻璃钢的粘接强度[1、2]。

       2 试验部分

       2.1、原材料 聚氨酯胶粘剂（聚醚型、双组分），自配；二月桂酸二丁基锡（DDS），化学纯，天津化工三厂；KH-550，工业级，辽宁盖县化工厂；乙酸乙酯，化学纯，上海试剂一厂；乙醇，化学纯，上海试剂一厂；邻苯二甲酸二丁酯，化学纯，上海试剂三厂。

       2.2、试样制作 用乙酸乙酯清洗玻璃钢试件，晾干后放于电加热烘箱内烘于2 h。将KH-550配制成质量分数为5%的乙醇溶液，涂刷于试件表面，晾干后放于电加热烘箱内，于90℃烘干2 h。将二月桂酸二丁基锡配制成质量分数为5%的邻苯二甲酸二丁酯溶液。配制聚氨酯胶粘剂，其中添加适量二月桂酸二丁基锡溶液，部分浇注成2 mm厚的方片，部分涂刷于试件表面，在60℃下固化12 h。取部分试件和方片，做低温和高温老化试验。 2.3、测试方法 胶粘剂方片的力学性能（拉伸强度和伸长率）采用QJ916-85测试，硬度采用GB 531测试；粘接试件的粘接强度（剪切强度和扯离强度）采用HG4-852-854-76测试。

       3 结果与讨论

       3.1、二月桂酸二丁基锡对胶粘剂性能的影响 二月桂酸二丁基锡对胶粘剂力学性能和粘接性能的影响见表1。 表1 二月桂酸二丁基锡对胶粘剂性能的影响 *100g聚氨酯胶中的加入量。 由表1可见，随着催化剂含量的增加，拉伸强度、硬度、剪切强度、扯离强度均提高，伸长率变化呈现马鞍状。二月桂酸二丁基锡是一种优异的固化催化剂，适量的添加，可以促使反应完全，提高胶粘剂性能，防止内聚破坏。当加入量为4 g时，各项性能都较好，因而以下试验催化剂加入量都取4 g。

       3.2、KH-550对粘接性能的影响 KH-550对玻璃钢粘接性能的影响见表2。 表2 KH-550对玻璃钢粘接性能的影响 表2数据表明：涂刷KH-550和使用改性胶粘剂，将大大提高粘接强度。当KH-550涂刷于玻璃钢表面时，KH-550发生水解，生成羟基，与玻璃纤维中羟基发生醚化反应，自身生成的羟基间也产生醚化反应，开成致密的、活性的界面，利于粘接[2]。

       3.3、加速老化试验[3、4] 高温加速老化试验结果见表3。 表3 高温（70℃）加速老化试验结果 低温加速老化试验结果见表4。 表4 低温（-40℃）加速老化试验结果 表3、表4数据表明，涂刷KH-550和使用改性胶粘剂后，在长期高温和低温环境下，粘接试件依然能够保持较高的粘接强度，所以以上措施是有效的。