环氧树脂(EP)胶粘剂具有优异的力学性能和粘接性能，并且其价格较低、成型工艺简单[1-2]。EP室温固化是节能型固化方式，在大型结构件中具有独 特优势(如不便加热的大型结构件的制造[3]、自然条件固化的低廉成本和优异的力学性能等)，也是广泛应用于国民经济和军事等各领域中的主要原因。传统EP室温固化体系的不足之处：① 脂肪族多胺固化剂(如乙二胺、二乙烯三胺等)体系的凝胶时间过短、操作不便(有的为固体，使用时需加热)、韧性较差且配比要求太严 ；② 咪唑类固化剂体系的固化时间过长，其室温适用期为0．5～7 d；③ 叔胺类固化剂(如DMP一30)体系的室温凝胶时间为70 min左右，难以满足大型结构件所需的操作期。
本研究以兼具固化剂、引发剂和稀释剂等功能的自制BH一1为固化剂，同时引入低黏度活性稀释剂(苄基缩水甘油醚)，有望制备出一种凝胶时间约为8．5 h、配比要求不严、在较宽温度范围内均可获得满意热力学性能的EP室温(25 ℃)固化胶粘剂。
1·试验部分
1．1 试验原料
环氧树脂(EP)，工业级(牌号E一5l，环氧值0．51)，大连齐化化工有限公司；叔胺类固化剂(BH一1)，自制；丙酮，化学纯，西安化学试剂总厂；苄基缩水甘油醚(活性稀释剂)，化学纯(25℃黏度5～10 mPa·S)，常熟佳发化学有限责任公司。
S一玻璃纤维帘子布，南京玻璃研究设计院。
1．2 试验仪器
CS101一lAB型电热干燥箱，重庆银河实验仪器有限公司；CMT型万能试验机、ZBC一4型冲击试验机、83001 1型拉力试验机，深圳新三思材料检测有限公司；NDJ一79型旋转黏度计，上海昌吉地质仪器有限公司；2910型差示扫描量热分析仪，美国TA公司。
1．3 试验制备
1．3．1 EP浇铸体的制备
将EP在80℃时抽真空脱泡若干时间，然后加入BH一1，搅拌均匀；随后将上述物料浇铸到涂有脱模剂的预热至80℃的模具中，80 ℃抽真空脱泡若干时间；最后放入烘箱中按照“80℃／2 h— l00℃／2 h”进行固化，自然冷却后脱模，切割成标准试样，备用。
1．3．2 复合材料的制备
以EP／固化剂／活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料，制备相应的复合材料。
1．4 测试或表征
(1)凝胶时间：采用凝胶板拉丝法进行测定(以恒定温度时试样由熔融抽丝至拉不出丝时的时间段，作为该温度时的凝胶时间)。
(2)热性能或玻璃化转变温度(Tg )：采用差示扫描量热(DSC)法进行表征(试样表面用丙酮擦拭干净，取样量为5 mg，升温速率为2 K／min或10 K／min，N 气氛)。
(3)力学性能(冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度和模量)：按照GB／T 2567-2008标准进行测定。
(4)短梁剪切强度：按照GB／T 1446- 005标准，采用万能试验机进行测定(拉伸速率为2 mm／min，23℃测定)。
(5)弯曲性能(强度、模量)：按照GB／T 1449—2005标准，采用拉力试验机进行测定(加载速率为2 mm／min．23 测定)。
(6)黏度：采用旋转黏度计进行测定(2 #转子，转速为750 r／min，25℃测定)。
2 结果与讨论
2．1 EP浇铸体的放热特性
图1为EP浇铸体(EP／BH一1质量比为100：6)的DSC放热曲线。由图l可知：EP固化体系的反应温度不高，其固化反应始于45．6℃ ，并且在87．4℃时出现反应峰值；放热曲线整体比较平缓，说明该固化体系的成型温度选择范围相对较宽，并且在该温度范围内固化体系的化学反应较平缓，不会出现局部反应过热现象。
综上所述，为加快反应的进行，浇铸体的固化工艺确定为“80℃／2 h一100℃／2 h”。
2．2 EP浇铸体的固化反应
复合材料基体的选择，是由树脂浇铸体的力学性能和凝胶时间来确定的。为了解EP固化体系的反应特性，分别测试了各配方在不同温度时的凝胶时间，结果如图2所示。
由图2可知：随着固化剂含量的不断增加，各配方的凝胶时间均逐渐缩短(这是因为BH一1除具有固化剂作用外，还同时具有引发剂的作用，而引发剂含量越多，反应速率越大，凝胶时间也就越短)；对同一配方而言，固化体系的凝胶时间随温度升高而缩短(这是由于温度越高分子热运动能越大，越有利于达到反应活化能，凝胶反应也越易发生，并且链状分子越易进一步交联形成网状大分子)；各配方在80℃以上的适用期相对较短，说明此时体系的固化反应速率对温度较敏感；低于60℃时各配方均有较长的适用期，体系比较稳定，这正好满足室温固化体系的要求(即室温时体系比较稳定，而较高温度时体系反应活性较大)。
2．3 EP浇铸体的力学性能
各配方浇铸体的力学性能如表1所示。由表1可知：随着BH一1含量的不断增加，浇铸体的冲击强度呈先升后降态势，其拉伸强度和拉伸模量不断下降，并且其弯曲强度、弯曲模量和断裂伸长率均呈先降后升态势。
这是由于BH一1含量越高，固化反应进行得越充分，相应体系的力学性能越好；但是由于其兼具引发剂的作用，故BH一1(催化性固化剂)含量过高时，体系中活性点越多，分子链变短，尬(相对分子质量)变小，故体系的拉伸性能越差，但韧性变好；此外，BH一1在体系中还具有降低体系黏度的作用，故体系黏度随BH一1含量增加而降低。上述多种因素共同作用，导致体系力学性能随BH一1含量不同而异；当BH一1含量较少时，其主要起固化剂和引发剂的作用，能有效提高EP浇铸体的力学性能；随着BH一1含量的不断增加，其稀释剂作用明显增强，并且可在较大范围内调节体系的黏度，有利于提高体系的综合性能。
2．4 EP浇铸体的
是指高分子链段运动刚被冻结(或被激发)时的温度。对热固性树脂及其复合材料结构件而言，人们最关心的是在一定温度下材料的强度和抗变形能力，而表征树脂抗变形能力的最重要指标是Tg。在其他条件保持不变的前提下，EP浇铸体的DSC曲线如图3所示，相应的Tg列于表2。
由图3、表2可知：随着BH一1含量的不断增加，呈先升后降态势，并且在较宽温度范围内仍保持较高的Tg，说明不同配方在较宽温度范围内均能赋予固化物较理想的耐热性能；当 (BH一1)=4％时，体系的Tg相对最大(130．9℃)。
这是由于较多的固化剂能使反应进行得更为完全，故固化反应时的放热量增大，并且反应速率变快；当固化剂含量过多时，体系活性点增多，高分子链段变短， 有所降低。
2．5 活性稀释剂对EP浇铸体性能的影响
在其他条件保持不变的前提下，活性稀释剂含量对EP浇铸体性能的影响如表3、图4所示。由表3可知：引入活性稀释剂后，体系的冲击强度和 有所降低，但弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率均有所上升。
这是由于本研究采用的是单环氧基活性稀释剂，其本身的耐热性能不如EP／BH一1中的刚性苯环结构。因此，引入活性稀释剂后，体系除 降幅较大外，其他力学性能基本不变。
25℃时纯EP的黏度为5～10 Pa·s 由图4可知：体系黏度随活性稀释剂含量增加而降低，说明在EP／BH一1体系黏度相对较低的基础上，通过改变活性稀释剂的含量，可进一步调节体系的黏度，以满足成型工艺对树脂体系的黏度要求。
综合考虑黏度等因素，本研究选择m(EP)：m(固化剂)：m(活性稀释剂)=100：4：10时较适宜。
2．6 复合材料的性能
以EP／固化剂／活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料，则相应复合材料在0。方向上的性能如表4所示。由表4可知：当加(活性稀释剂)=10％(相对于EP质量而言)时，复合材料的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别提高了26．4％、25．6％和15．2％。
这是由于基体树脂的黏度对复合材料性能影响较大。活性稀释剂的引入降低了基体树脂的黏度，增加了基体树脂对玻璃纤维的浸润性， 口基体树脂更易均匀浸润至纤维单丝之间，同时体系中的气泡较易排除，故复合材料的界面性能和力学性能明显提高。
3· 结语
(1)EP／BH一1固化体系是一种室温固化体系，其室温凝胶时间相对较长，基本满足大型结构件室温固化所需的成型固化时间要求。
(2)EP／BH一1体系的固化条件为“80℃／2 h一100℃／2 h”。当w(BH一1)=2％或4％时，前者固化体系的拉伸强度(0．084 GPa)、弯曲模量(3．28 GPa)、弯曲强度(0．137 GPa)略优于后者，但前者的冲击强度(48．3 kJ／m )和 (121．4 ℃)略低于后者，并且体系的黏度调节范围较广。
(3)以EP／BH—l／活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料，当m(EP)：m(BH一1)：m(活性稀释剂)=100：4：10时，复合材料的弯曲强度(0．984 GPa)、层间剪切强度(56．1 MPa)提高了26．4％、15．2％。
(4)BH一1是一种胺类液态催化型固化剂，其固化温度较低，既避免了固态固化剂与EP溶解性差等缺点，又具备了胺类固化剂／EP产物耐热性和力学性能俱佳等优点。
(5)EP／BH一1／活性稀释剂固化体系很好解决了复合材料成型技术中所面临的室温固化与耐高温性能优异、室温固化与力学性能优异不能同时兼顾的难题。
(6)该EP／BH一1／活性稀释剂体系可室温固化，并且相应浇铸体的力学性能和耐热性能基本满足大型结构件的使用要求
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