CN108795372A - 一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的方法，属于废弃金属粉末再利用技术领域。本发明的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂，由双酚A‑环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺，苯甲酸钠混合后，在一定反应温度为下获得；将上述增韧环氧树脂与聚醚胺以一定重量份之比混合后，将重量份为1份的混合液注入金属屑中；将混合物置于烘箱中，在一定温度下，放置并自然冷却至室温，得到高韧性配重块。本发明增韧环氧树脂粘接剂能够改善普通环氧树脂粘接剂的韧性，提高废弃金属屑配重块的韧性和抗冲击性能；其制备方法具有工艺简单，价格低廉，性价比高的特点。

Description

一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性 配重块的制备方法
技术领域
本发明属于废弃金属粉末再利用技术领域，特别涉及一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法。
背景技术
配重块在健身器材，运输，建筑等领域应用广泛，如哑铃，杠铃，吊车配重等。目前大多数配重块采用金属材料，由整体金属材料铸模，或锻造而成，这种配重块结实耐用但加工复杂，成本较高，且能耗巨大。新兴的环氧树脂粘接废弃金属屑配重块由于原材料丰富、废物利用，且成本低廉而受到广泛关注。但其在应用中存在韧性较差，脆性大，不耐冲击等缺点。因此提高配重块的韧性及抗冲击性能成为关键的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法。该增韧环氧树脂粘接剂能够改善普通环氧树脂粘接剂的韧性，提高废弃金属屑配重块的韧性；其制备方法具有工艺简单，价格低廉，性价比高的特点。
本发明为实现上述目的采取的技术方案是：一种用于粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂，其特征在于，由双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺，苯甲酸钠组成，其分子结构式如下：
该分子式所描述的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂其反应机理为在三乙烯二胺的催化作用下，环氧树脂中的亚甲基与二甲基硅橡胶上的甲基分别脱掉一个氢原子并形成共价键。
组成所述二甲基硅橡胶增韧环氧树脂的四种物质的重量份数之比为：95-120份双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂：15.4-22份二甲基硅橡胶：1-2份三乙烯二胺：1.7-2.5份苯甲酸钠，以上述配比充分混合，在反应温度为60-90℃的条件下，以200-500rpm的速度搅拌1-3小时，获得增韧环氧树脂。
优选的，双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺，苯甲酸钠的重量份数之比为100:20.7:1.5:2.1时，制备出的配重块性能较好。
一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为70-110份：20-45份混合后，搅拌均匀，获得混合液；
(2)将重量份数为1份的混合液注入重量份数为8-13份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为70-100℃的条件下，反应2-4小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
所述高韧性配重块具有较高的韧性和良好的抗冲击性能，可用于健身器材，运输，建筑领域。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明的环氧树脂粘接剂中掺入了二甲基硅橡胶，三乙烯二胺，和苯甲酸钠，大幅度增加了环氧树脂粘接剂的韧性。
2、本发明增韧环氧树脂粘接剂，用于粘接废弃金属屑制备配重块时，大幅度提高了配重块的韧性。
3、本发明二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备的高韧性配重块，由废弃金属屑，双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺和苯甲酸钠等原料反应而成，原料易得，货源充足，无污染，加工简单，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例子对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例子所限制。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所做的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
以下实施例中的金属屑为收购的废弃金属经粉碎机粉碎获得，粒径范围为5-10mm；其他化学试剂为市购。
实施例1
一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，包括如下步骤：
将双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺和苯甲酸钠四种原料按照重量份数之比为100份:15.4份:1份:1.7份充分混合，在反应温度为60℃的条件下，以300rpm的速度搅拌2小时，得到增韧环氧树脂。
取增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为100份：30份混合，搅拌均匀，获得混合液。
将重量份数为1份的混合液注入重量份数为10份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为80℃的条件下，放置3小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
实施例2
一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，包括如下步骤：
将双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺和苯甲酸钠四种原料按照重量份数之比为95份:15.4份:2份:2.1份充分混合，在反应温度为80℃的条件下，以200rpm的速度搅拌3小时，得到增韧环氧树脂。
取增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为110份：20份混合，搅拌均匀，获得混合液。
将重量份数为1份的混合液注入重量份数为8份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为80℃的条件下，放置3小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
实施例3
一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，包括如下步骤：
将双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺和苯甲酸钠四种原料按照重量份数之比为100份:22份:1.5份:2.5份充分混合，在反应温度为90℃的条件下，以500rpm的速度搅拌1小时，得到增韧环氧树脂。
取增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为100份：45份混合，搅拌均匀，获得混合液。
将重量份数为1份的混合液注入重量份数为13份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为70℃的条件下，放置2小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
实施例4
一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，包括如下步骤：
将双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺和苯甲酸钠四种原料按照重量份数之比为100份:15.4份:1.5份:2.1份充分混合，在反应温度为60℃的条件下，以300rpm的速度搅拌2小时，得到增韧环氧树脂。
取增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为70份：20份混合，搅拌均匀，获得混合液。
将重量份数为1份的混合液注入重量份数为10份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为100℃的条件下，放置3小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
实施例5
一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，包括如下步骤：
将双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺和苯甲酸钠四种原料按照重量份数之比为100份:20.7份:1.5份:2.1份充分混合，在反应温度为60℃的条件下，以300rpm的速度搅拌2小时，得到增韧环氧树脂。
取增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为100份：30份混合，搅拌均匀，获得混合液。
将重量份数为1份的混合液注入重量份数为10份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为100℃的条件下，放置4小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
实施例6
一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，包括如下步骤：
将双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺和苯甲酸钠四种原料按照重量份数之比为120份:20.7份:1.5份:2.1份充分混合，在反应温度为60℃的条件下，以300rpm的速度搅拌2小时，得到增韧环氧树脂。
取增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为100份：30份混合，搅拌均匀，获得混合液。
将重量份数为1份的混合液注入重量份数为10份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为90℃的条件下，放置2小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
高韧性配重块的性能测试方法：
本发明的增韧环氧树脂，用于粘接废弃金属屑制备配重块时，起到了提高配重块韧性的作用，并按照如下方法进行测试：(1)韧性：样品尺寸为20cm×5cm×1cm，采用三点弯曲测试，两个下支架间距为15cm，测试速度为2mm/min，韧性指标以试样破坏时的挠度(cm)标示。(2)抗冲击性能：样品尺寸为10cm×10cm×2cm，采用落锤式冲击仪进行抗冲击测试，冲击能量为45J，抗冲击性能指标以试样表面凹坑深度(mm)标示。
下表1是对以上实施例1-6制得的高韧性配重块的韧性和抗冲击性能进行测试比较。由表1可以看出，由增韧环氧树脂粘接金属屑制得的配重块比普通环氧树脂粘接金属屑制得的配重块的韧性和抗冲击性能更好，尤其是双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂,二甲基硅橡胶,三乙烯二胺和苯甲酸钠四种原料的重量份数之比为100:20.7:1.5:2.1时效果最好。
表1、高韧性配重块的韧性及抗冲击性能指标

Claims (4)

1.一种用于粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂，其特征在于，由双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂，二甲基硅橡胶，三乙烯二胺，苯甲酸钠组成，其分子结构式如下：
该分子式所描述的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂其反应机理为在三乙烯二胺的催化作用下，环氧树脂中的亚甲基与二甲基硅橡胶上的甲基分别脱掉一个氢原子并形成共价键。
2.根据权利要求1所述的一种用于粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，组成所述二甲基硅橡胶增韧环氧树脂的四种物质的重量份数之比为：95-120份双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂：15.4-22份二甲基硅橡胶：1-2份三乙烯二胺：1.7-2.5份苯甲酸钠，以上述配比充分混合，在反应温度为60-90℃的条件下，以200-500rpm的速度搅拌1-3小时，获得增韧环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备高韧性配重块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将权利要求1所述的二甲基硅橡胶增韧环氧树脂和聚醚胺作为原料，以重量份数之比为70-110份：20-45份混合后，搅拌均匀，获得混合液；
(2)将重量份数为1份的混合液注入重量份数为8-13份的金属屑中，将装有混合物的模具放入烘箱，在反应温度为70-100℃的条件下，反应2-4小时，然后自然冷却至室温，得到高韧性配重块。
4.根据权利要求3所述的一种二甲基硅橡胶增韧环氧树脂粘接废弃金属屑制备的高韧性配重块的应用，其特征在于，所述高韧性配重块具有较高的韧性和良好的抗冲击性能，可用于健身器材，运输，建筑领域。
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