引言
环氧树脂由于其介电性、粘接性、耐溶剂性、耐热性优良，被广泛应用于胶粘剂行业中，然而由于其性脆，不够强韧，耐候性（词条“耐候性”由行业大百科提供）差等阻碍着其市场的扩大。尤其是现在汽车、航空、以及电子电器等领域的迅速发展，对金属胶（词条“金属胶”由行业大百科提供）粘剂的影响很大[1~3]。所以，金属高粘接强度胶粘剂的研制成为重要课题，金属高粘接强度胶粘剂要求胶粘剂与金属之间形成很大的表面张力，有较高的粘接力以及较小的收缩力，胶粘剂本身固化后可以产生高剪切力与低内应力，才可有效粘接金属[4~6]。
本研究以双酚A 型环氧树脂(EP)为基体树脂，双氰胺(DCA)为固化剂，咪唑为固化促进剂，烯丙基缩水甘油醚(AGE)为活性稀释剂，并加入聚氨酯(PU)热熔胶，有望制备出综合性能优异的金属高粘接强度的胶粘剂。
1. 实验部分
1.1 原材料
双酚A 型环氧树脂(GELR128)：工业品，台湾南亚公司;烯丙基缩水甘油醚(AGE)：工业品，上海精细化工（词条“精细化工”由行业大百科提供）研究所;双氰胺(DCA)：工业品CVC 公司;咪唑：工业品，德国巴斯夫公司;聚氨酯(PU)热熔胶：工业品，东莞宏德化学工业有限公司。
1.2 仪器设备
WQF-310 傅里叶变换红外光谱仪，北京第二光学仪器厂;DRL-2 万能拉伸试验机，湘潭湘仪仪器有限公司;热老化试验箱，常州市国立试验设备研究所;XJJ-50 摆锤式冲击试样机，中实检测设备有限公司。
1.3 金属高粘接强度胶粘剂的制备
按配方将准确称量的EP、PU 热熔胶颗粒置于95 ℃的水浴锅中熔融搅拌均匀后;加入适量的DCA、咪唑和AGE，搅拌均匀;然后将所制得的环氧胶粘剂置于模具中，放入真空干燥（词条“干燥”由行业大百科提供）箱中，按设定固化工艺进行固化;最后得到测试用样品。
1.4 测试与表征
1)凝胶时间：以样品自熔融态至拉不出丝时的时间段作为衡量标准。
2)结构表征：采用红外光谱(FT—IR)法进行表征(扫描信号累加16 次，分辨率为4 cm-1)。
3)粘接强度：按照GB/T 7124—2008 标准，采用DRL-2 万能拉伸试验机进行测定。铁片基材为100 mm × 25 mm × 5 mm，施胶面积为12.5 mm ×25 mm，固化条件为135 ℃/1 h + 150 ℃/3 h，以5 组试样平均值示之。
4)耐候性：采用热老化试验箱进行耐老化测试，将胶粘剂在国标铁片上固化后，放入热老化试验箱，从-40 ℃到85 ℃高低温循环，进行老化操作，最后用万能测试仪测其剪切（词条“剪切”由行业大百科提供）力，并计算出粘接强度，与未老化的试样做对比。
5)抗冲击强度：按照GB/T 7124—2008 标准，采用电子万能试验机进行测定(单搭接接头，被粘物为经适当表面处理过的金属)：将按配方配好的不同EP 胶粘剂试样，分别倒入100 mm × 10 mm × 4 mm的模具中，置于真空干燥烘箱中在固化制度为100℃/0.5 h + 140 ℃/1 h 下完全固化后，在室温下静置1d，最后用抗冲击试验机测其抗冲击强度。
2 .结果与讨论
2.1 EP 胶粘剂固化体系的研究
2.1.1 EP 胶粘剂基本配方的确定
通过对EP 和其固化剂的性能进行分析，最终选用DCA 与咪唑作为固化体系。由下式计算：
其中DCA 的相对分子质量为84.08，胺分子中的活泼氢原子个数为4，EP 的环氧当量为180~190，EP 和DCA 完全反应时的DCA 理论用量为11 g，但生产过程中DCA 的实际用量要低于理论用量。本实验中FT-IR 表征结果表明，EP/DCA 两者在m(EP)∶ m(DCA)= 100 ∶ 10 时能完全固化，这是由于DCA 分子中除含有4 个活泼H 外，还含有高温时能与环氧基、羟基反应的氰基(—CN)，因此确定DCA 的用量为10 份、咪唑的用量为1 份(相对于EP 质量而言)，此时实验结果达到最佳。因此，EP 胶粘剂的基本配方为m(EP)∶ m(DCA)∶m(咪唑)= 100 ∶ 10 ∶ 1。
2.1.2 EP 胶粘剂的凝胶时间
凝胶时间是指在一定条件下液态物质形成凝胶所需的时间。在其他条件保持不变的前提下(如基材为导热性良好的不锈钢板等)，考察了不同温度对EP 胶粘剂时间的影响，结果见表1 所示。
由表1 可知：当温度为90～140℃时，凝胶时间随温度升高呈先短后长再短趋势;当温度≤100 ℃时，凝胶时间为30 min 左右。温度较低时，EP 胶粘剂的交联固化反应并不彻底，其放热效应较小，不能保证体系充分固化;欲使体系完全固化，必须延长体系的固化时间;反之，温度过高时，由于反应放热剧烈(易爆聚)，会导致EP 胶粘剂固化过度。
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