低温快速固化环氧胶黏剂在石材幕墙中的应用.pdf

24STONE2023No.10STONE石材幕墙石材低温快速固化环氧胶黏剂在石材幕墙中的应用王天宇，王鹤延（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津3 0 0 3 8 1）摘要：为进一步优化目前石材幕墙施工工艺，有效解决温度低时环氧干挂胶粘度增加，不易固化的问题。依照干挂石材幕墙用环氧胶黏剂（JC887一2 0 0 1）的要求，对低温固化环氧胶黏剂进行制备。选用改性双酚A环氧树脂8 1 6 和双酚F环氧树脂8 6 2 以1:1 的比例复配作为主体树脂，选用混合脂肪胺6610作为固化剂。最后，对低温快速固化环氧胶黏剂的力学性能与粘接性能进行分析，通过对其综合性能的测试分析，验证所提出的低温快速固化环氧胶黏剂在石材幕墙施工中的应用性能更优。关键词：石材幕墙；石材干挂胶；环氧树脂；低温固化引言石材幕墙作为当下较为流行的建筑物外部装饰，施工多采用干挂工艺，在金属挂件和石材面板之间需要采用专用的环氧干挂胶进行连接 。可见，环氧干挂胶在干挂施工中发挥着至关重要的作用，黏结质量的优劣会直接影响石材幕墙的安全性和耐久性。但传统环氧干挂胶多为常温固化，自身性能受温度影响较大，主要成分环氧树脂的黏度会随温度降低而明显增高，这种增稠效应必然会对施工造成影响。1石材幕墙环氧胶黏剂产品的主要问题在石材幕墙施工中干挂施工是最常见的施工工艺，施工过程需要采用专用的环氧胶黏剂粘接石材和金属挂件。为严格把控环氧胶黏剂的质量，确保工程安全，环氧胶黏剂的物理学性能需满足干挂石材幕墙用环氧胶黏剂（JC8872001）提出的要求。环氧胶黏剂采用的主要材料是环氧树脂，具有较强的粘接力，且抗压、抗震、抗剪、抗腐蚀和老化等性能显著。但环氧胶黏剂存在A、B 组分不易搅拌均匀、低温环境下黏度急剧上升，固化物脆性较大，对环氧胶黏剂施工性能具有极大影响，严重限制了石材幕墙在低温环境下的应用 2。现阶段，环氧胶黏剂主要采用体系有以下几种：环氧树脂一聚酰胺体系毒性低、韧性强，但具有固化慢、凝胶时间长的缺点，尤其是在1 5 以下时固化十分缓慢；环氧树脂一脂肪族多胺体系虽然具有较快的反应速度，但固化物韧性明显不足 3 。可见，目前常见的几种环氧胶黏剂体系均无法在低温条件下正常应用，探究低温快速固化环氧胶黏剂及其在石材幕墙中的应用十分有必要。2低温快速固化环氧胶黏剂的制备2.1低温快速固化环氧胶黏剂的配制低温快速固化环氧胶黏剂中组分A的基础配方包括：1 7%7 5 wt%的环氧树脂、0%1 0 wt%的增韧剂、0%1 0 wt%的气硅、0%7 5 wt%的无机填料和0%6 w t%的偶联剂；其配制流程：根据计算量加人环氧树脂、稀释剂、增韧剂，进行搅拌抽真空脱泡操作，之后根据计算量加人偶联剂、白炭黑与轻质碳酸钙再度搅拌，铲边处理后闭合缸盖进行抽真空脱泡，真空度在-0.1 MPa以下，待均匀搅拌后得到组分A。组分B的基础配方包括：5%2 5 wt%的固化剂、0%5 wt%的促进剂、1%1 0 wt%的钛白粉、0%1 0 wt%的气硅、0%7 5 wt%的的填料和0 6 wt%的偶联剂；其配置流程如下：根据计算量加入固化剂、促进剂、增韧剂，进行搅拌抽真空脱泡操作，之后根据计算量加入偶联剂、白炭黑，操作方式如组分A保持一致，即可得到组分B。作者简介：王天宇（1 9 8 9 一），男，天津市人。研究方向为建筑学、工程管理研究方向25石材2023年1 0 期SHICAI石材幕墙2.2环氧树脂的选用考虑低温环境下环氧胶黏剂汇总组分A的黏度会急剧上升，难以实现与组分B的均匀搅拌。选择标准双酚A环氧树脂1 2 8 R、改性双酚A环氧树脂8 1 6 以及双酚F环氧树脂8 6 2 作为试验对象，探究上述三种环氧树脂在0 环境下，经过2 d固化后的性能表现，得到的结果如表1 所示。表1 不同类型环氧树脂的固化性能对比环氧树脂种类指标128R816862固化情况严重硬化轻微硬化没有硬化表干时间/min2635拉伸强度/MPa28.3421.72压剪强度/MPa12.716.5拉剪强度/MPa911由此可见，1 2 8 R环氧树脂在低温环境下会导致组分A严重硬化，难以实现均匀搅拌，而8 1 6 环氧树脂虽然固化速度较快、拉伸强度大，但是在压剪强度和拉剪强度方面没有8 6 2 环氧树脂表现好，粘接性能相对不足。故选择8 1 6 和8 6 2 两种环氧树脂的复配作为组分A的主体树脂，并采用正交试验法确定二者的混合比例，结果如表2 所示。由表2 结果可见，当8 1 6 和8 6 2 复配比在1:1 时，上述三个试验指标均达到最大值。并且生成的固化物交联密度增大，显著改善环氧胶黏剂性能，具有最佳的共混复合效应。同时，基体树脂中填料形成致密堆积，断面光滑，表现出良好相容性，分散较为均匀。3固化剂的选用考虑需要制备的是低温快速固化环氧胶黏剂，选用低温固化剂混合脂肪胺6 6 1 0、改性混合脂肪胺加成物D2238作为试验对象，并采用增韧剂PPG-2000优化其性能，理想固化度达到1 0 0%。首先探究不同PPG添加量下6 6 1 0 和D2238不同固化剂体系胶黏剂的拉伸强度受到的影响。结果显示：6610和D2238不同固化剂体系胶黏剂的拉伸强度均随着PPG含量的增加表现出先增后减的情况。原因在于随PPG含量的增多，胶黏剂体系中的软段含量有所增加，环氧树脂中刚性链段和柔性分子链段的物理缠结效果加剧，而拉伸则会导致缠结的链段运动受到阻碍，由此拉伸强度有所增加(4。同时，6 6 1 0 和D2238不同固化剂体系胶黏剂拉伸强度均在PPG含量为4%时达到最大值，分别为2 5.8 MPa和2 1.2 MPa，之后随PPG含量的继续增多而有所降低。而在PPG含量处在2%和8%时，两种固化剂体系下的胶黏剂拉伸强度较低，均低于1 9 MPa。由此可推断，在PPG含量为4%和6%时，两种固化剂体系下胶黏剂的拉伸强度都与石材幕墙应用的实际需求相符。表2 正交试验结果试验号816的量/g862的量/g石材一石材压剪强度/MPa石材一不锈钢压剪强度/MPa不锈钢一不锈钢拉剪强度/MPa1805010.8106280209.88.18.53505012.512.29.4450208.36.83580357.75.35.7650358.17.94.1765507.47.15.3865209.66.44.5965356.66.15.426STONE2023No.10STONE石材幕墙石材表3 低温快速固化环氧胶黏剂在石材幕墙工程中应用的综合性能分析项目技术指标检测结果单项判断适用期（min）5 3028合格下垂度/mm30合格稠度/mm70 100A组分：9 5；B组分：8 5合格垃剪强度（MPa）不锈钢一不锈钢8.017合格石材-石材0 4 8 h10.0合格合格压剪强度石材-石材浸水1 6 8 h7.0合格合格MPa石材-石材8 0 1 6 8 h7.0合格合格石材-不锈钢0 4 8 h10.0合格合格之后，对两种固化剂体系胶黏剂的粘接性能进行试验，实现对不同基材粘接性能的测试，探究不同PPG含量对拉剪强度（不锈钢-不锈钢）和压剪强度（石材-石材）的影响。总的来看，6 6 1 0 体系下粘胶剂的粘接性能要高于D2238体系下的胶黏剂，原因在于6 6 1 0 结构中存在苯环，而D2238结构中不含苯环。同时，随着PPG含量的增加，两种固化剂体系胶黏剂无论是拉剪强度还是压剪强度均出现降低。这是由于在PPG含量的增加下，体系整体中的刚性结构有时候减少，粘接强度降低。但由于6 6 1 0 中存在硅氧烷结构，且同石材等基材的浸润性较好。所以，表现出更加的粘接性能 5 。当PPG含量比6%低时，6 6 1 0 体系下胶黏剂的拉剪强度和压剪强度均优于D2238；且当PPG含量为4%和6%时，6 6 1 0体系下胶黏剂的拉剪强度和压剪强度均满足石材幕墙实际粘接要求，而在PPG含量为8%时，6 6 1 0 体系下胶黏剂的拉剪强度和压剪强度较低，不符合（JC887一2001）标准要求。综合来看，固化剂6 6 1 0 体系胶黏剂在综合性能表现上相对优异。所以，选择固化剂6 6 1 0 作为环氧胶黏剂体系中的固化剂。4低温快速固化环氧胶黏剂在石材幕墙施工中应用的综合性能分析以某建筑工程为例，对制备的低温快速固化环氧胶黏剂在石材幕墙案例工程施工中的应用展开分析，主要测试低温快速固化环氧胶黏剂的综合性能。该案例工程结构主要采用剪力墙结合框架结构，共有1 0 栋建筑，占地面积6 8 6 4.3 8 m，总建筑面积7 8 9 6 5.5 0 m。根据设计方案，在该工程中采用干挂石材幕墙作为装饰，总施工面积约3 2 0 0 0 m，施工主要采用3 0 mm厚的光面花岗岩和Q2358钢材。根据干挂石材幕墙用环氧胶黏剂（JC887一2001）标准对所制备的低温快速固化环氧胶黏剂此工程施工中应用的综合性能展开分析，结果如表3 所示。由表3 可知，文章制备的低温快速固化环氧胶黏剂在实际石材幕墙工程施工中的应用，其各项综合性能均符合（JC887一2 0 0 1）的标准要求，性能更优。5结语本文在充分考虑石材幕墙施工对环氧干挂胶的功能需求基础上，对低温快速固化环氧胶黏剂进行制备，通过对主要组分配比的优化，研制出一种在低温条件下可快速固化、综合性能表现优异、施工便捷的新型环氧胶黏剂。经实际工程案例测试，证明研制的低温快速固化环氧胶黏剂综合性能表现优异，在石材幕墙施工中具有一定的推广应用价值。参考文献1】何茂林,刘臻,徐泉等.渐变内倾式锯齿叠合双曲幕墙施工技术D).建筑施工,2 0 2 3,4 5(0 5):8 6 5-8 6 8.2】刘林海.外挂石材幕墙施工技术及质量控制措施探析D.江西建材,2 0 2 3(0 3):3 0 1-3 0 3.3杜军胜.建筑装饰装修中石材幕墙的施工重点探析D.居舍，2023(01):79-81+131.4】薛光,刘之鹏，田园.石材幕墙施工技术控制标准及施工要点D).四川建材,2 0 2 1,4 7(1 0):1 0 9-1 1 1.5李安龙.论AAC墙体粘贴超薄石材幕墙施工技术D.福建建材,2 0 2 0(0 6):6 3-6 4.