環氧結構膠的市場現狀、機理、構成及影響因素
結構膠是指強度高(壓縮強度>65MPa,鋼-鋼正拉粘接強度>30MPa,抗剪強度>18MPa),能承受較大荷載,且耐老化、耐疲勞、耐腐蝕,在預期壽命內性能穩定,適用于承受強力的結構件粘接的膠粘劑。
結構膠強度高、抗剝離、耐沖擊、施工工藝簡便。用于金屬、陶瓷、塑料、橡膠、木材等同種材料或者不同種材料之間的粘接。可部分代替焊接、鉚接、螺栓連接等傳統連接形式。結合面應力分布均勻,對零件無熱影響和變形。
環氧樹脂結構膠具有固化收縮小,抗疲勞性好,粘接性能好,抗腐蝕的特點,成為結構膠的主要品種之一。
環氧結構膠的市場現狀:
既有建筑加固(國內既有建筑物面積超600億m2)
老舊小區改造
新建樓盤改造
公路橋梁加固補強(截止2020年底,全國公路橋梁統計)
特大橋梁
鐵路橋梁加固補強(截止2020年底,全國高鐵橋梁超過3萬座,總長度突破1.8萬公里)
公路隧道加固補強(截止2019年底,全國公路隧道19067座,總長1896萬米)
鐵路隧道加固補強(截止2020年底,全國鐵路隧道16798座,總長1963萬米)
高速公路改擴建(截止2020年底,全國高速公路里程15萬公里)
市政橋梁:加固補強,砼結構防腐
高鐵、地鐵:聲(風)屏障、軌道
構筑物(水庫大壩、高大煙囪等):化學灌漿、加固
新建工程(橋梁、地鐵車站等):預制節段拼接膠(懸拼膠)
風電塔筒
裝配式地鐵車站
環氧結構膠的作用機理:
機械結合理論:機械咬合,嵌定;
吸附理論,分子之間作用力:如范德華力、氫鍵力;
擴散理論:膠粘劑與被粘物表面分子相互擴散作用,形成牢固結合;
化學鍵理論;
靜電理論:在膠粘劑和基材的界面上形成雙電層,產生靜電吸引。
環氧結構膠的構成:
環氧結構膠的性能主要取決于環氧樹脂,固化劑,填料以及其他各種添加劑的種類和用量。
環氧樹脂:通常采用液體雙酚A型環氧樹脂;
固化劑:包括改性胺,改性聚酰胺等;
增韌劑:核殼橡膠改性環氧樹脂,丁腈橡膠,聚醚等根據性能需要選擇;
其它助劑:如輔助固化的促進劑;改善粘接性能的偶聯劑等。
影響粘接強度的因素:
表面張力/表面能:
固體或液體物質表面層的分子與內部分子不同,其受力不平衡,會產生一種向內收縮的力。受作用力影響,液體會收縮成球形。這種作用力,對固體而言稱為表面能,對液體而言稱為表面張力。
要想獲得良好的粘接效果,應盡量增大表面能,降低表面張力。
解決方法:
潤濕:
良好的潤濕可以使膠液均勻的平鋪在基材表面,盡可能的增大膠液與基材的接觸面積,提高粘接強度。
增加粗糙度:
在有限的接觸面積內,通過打磨,噴砂等處理,增加粘接物體表面的粗糙度,也可以提高粘接強度。
隨著新材料的不斷涌現及工藝水平的不斷提高,使結構膠粘劑的性能得以持續提高與更新。在土木建筑領域,環氧結構膠粘劑正發揮著越來越重要的作用。
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