硅烷处理剂对玻璃及铝胶接耐久性的影响

1导言硅烷处理剂具有有机-无机混杂结构,用于改进胶粘剂与外表之间的粘接性。南阳硅烷处理剂最早开发的硅烷处理剂是用于改进复合资猜中玻璃纤维与环氧基体之间的粘接。近几年,将硅烷用于铝及玻璃的结构胶接,以替代其他对环境有害的或贵重的外表处理,引起了人们的关注。本文从实践运用视点侧重评论用硅烷处理剂处理玻璃及铝外表对粘接的耐久性的影响。

2实验部分

2.1处理剂运用于玻璃外表在实验中以辰工有机硅的氨丙基三乙氧基硅烷(ＡＰＥＳ)及环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(ＧＰＭＳ)作为处理剂,经过混合于胶粘剂中或用处理剂溶液浸涂运用于玻璃外表。玻璃试样用蒸馏水清洗后于50℃,1ｈ烘干,然后以不同浓度的处理剂溶液浸30ｍｉｎ,处理剂质量分数为0.1%～5%。然后于120℃烘干1ｈ。与浸涂法比较较,将处理剂直接混合于胶粘剂中,质量分数为0.1%～5%。浮法玻璃以锡面临锡面粘接,玻璃试样的锡浴面与空气面在紫外光下可区别开。胶接面积为20ｍｍ×5ｍｍ,胶层厚度为0.2ｍｍ。固化条件为室温24ｈ→120℃,1ｈ。所有粘接试件在含0.15%阴离子外表活性剂的蒸馏水中于40℃下浸泡28ｄ。经浸泡的试件在通用实验机上测定压剪强度,压头速率5ｍｍ?ｍｉｎ-1。

2.2硅烷处理剂运用于铝外表在施用ＡＰＥＳ及ＧＰＭＳ硅烷处理剂前,铝基材以不同的办法前处理(见表1)。经过0.5%处理剂水溶液浸泡将处理剂施用于基材上。试样于40℃,30ｍｉｎ烘干。胶粘剂为双酚Ａ环氧树脂-二乙烯三胺系统。单搭接试件在70℃去离子水中浸42ｄ后测定拉剪强度,夹头速度为10ｍｍ?ｍｉｎ-1。

3成果与评论

3.1处理剂对玻璃粘接的影响实验成果见图1～3。图1及图2阐明硅烷含量对粘接强度及耐久性的影响。南阳硅烷处理剂图3阐明非功用基硅烷的影响。实验中选用了ＡＰＥＳ及ＧＰＭＳ。若硅烷直接混合于树脂中,ＡＰＥＳ的作用优于ＧＰＭＳ(图1)。这可能是因为碱性的胶粘剂加快了氨基硅烷的缩合。相反,关于玻璃外表预处理来说,ＧＰＭＳ的成果优于ＡＰＥＳ(图2)。

由图2可见,接头强度随处理剂含量而改变,在质量分数为0.5%时强度到达最大值14ＭＰａ。南阳硅烷处理剂直接混合法得到了不同的成果(见图1)。质量分数从0.1%添加到1%接头强度敏捷增大。玻璃粘接的耐久性得到很大的改进:40℃,28ｄ老化实验后接头强度高达15ＭＰａ,比不必处理剂的试件高1倍。这些实验成果标明硅烷改进了耐久性。与胶粘剂混合需求更多的硅烷才干到达最大粘接强度。以非官能基硅烷作外表处理的成果阐明硅烷不只改进了与基材的粘接,并且避免玻璃外表被腐蚀。

3.2硅烷对铝粘接的影响图4阐明氨丙基三乙氧基硅烷运用于溶剂脱脂的铝外表上,对初始粘接强度及长期老化后的强度都没有改进。

与溶剂脱脂法比较,碱液清洗过的铝外表用相同的硅烷处理剂处理后,无论是初始粘接强度或在高温去离子水中长期浸泡后的强度都有所改进(见图5)。ＡＰＥＳ也能改进喷砂处理铝试件的剪切强度,而具有环氧基的ＧＰＭＳ作用更显着(见图5)。它阐明将铝外表以恰当的化学或机械办法进行前处理再施用处理剂的重要性。

4结束语多的处理剂才干到达最大强度。(2)关于铝的粘接,经碱处理和喷砂处理的铝片,处理剂可改进其耐久性,且ＧＰＭＳ比ＡＰＥＳ作用更显着,而仅用溶剂脱脂处理,则基本无影响。