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环氧树脂胶粘剂介绍及分类
环氧树脂胶粘剂由环氧树脂、固化剂、增塑剂、促进剂、稀释剂、填充剂、偶联剂、阻燃剂、稳定剂等组成的液态或固态胶粘剂。其中环氧树脂、固化剂、增韧剂是不可缺少的组分,其他则根据需要决定加否。环氧胶粘剂的胶粘过程是一个复杂的物理和化学过程,包括浸润、粘附、固化等步骤,后生成三维交联结构的固化物,把被粘物结合成一个整体。
环氧胶的种类很多,在各类环氧树脂中,双酚A环氧树脂是产量大、用途广的一大品种。根据它的分子量不同可分为低、中等、高、分子量环氧树脂(聚酚氧树脂)。低分子量的树脂可在室温或高温下固化,但高分子量的环氧树脂在高温下才能固化,而分子量的聚酚氧树脂不需要借助固化剂,在高温情况下能形成坚韧的膜。随着各种胶粘理论的相继提出,以及胶粘剂化学、胶粘剂流变学和胶粘破坏机理等基础研究工作的深入进展,使胶粘剂性能、品种和应用有了突飞猛进的发展。环氧树脂及其固化体系也以其特的、的性能和新型环氧树脂、新型固化剂和添加剂的不断涌现,成为性能、品种众多、适应性广泛的一类重要的胶粘剂。
环氧树脂胶粘剂的品种繁多,其分类的方法和分类的指标尚未统一。通常按下列方法分类。按胶粘剂的形态分类:如无溶剂型胶粘剂、(有机)溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂(又可分为水乳型和水溶型两种)、膏状胶粘剂、薄膜状胶粘剂(环氧胶膜)等。
按固化条件分类:冷固化胶(不加热固化胶)。又分为低温固化胶,固化温度<15℃;室温固化胶,固化温度15~40℃;热固化胶又可分为:中温固化胶,固化温度约80~120℃;高温固化胶,固化温度>150℃;其他方式固化胶,如光固化胶、潮湿面及水中固化胶、潜伏性固化胶等。
按胶接强度分类:结构胶抗剪及抗拉强度大,而且还应有较高的不均匀扯离强度,使胶接接头在长时间内能承受振动、疲劳及冲击等栽荷。同时还应具有较高的耐热性和耐候性;次受力结构胶能承受中等载荷,通常抗剪强度17~25Mpa,不均匀扯离强度20~50kN/m;非结构胶,即通用型胶粘剂。其室温强度还比较高,但随温度的升高,胶接强度下降较快。只能用于受力不大的部位。
按用途分类:通用型胶粘剂,特种胶粘剂,如耐高温胶(使用温度≥150℃)、耐低温胶(可耐-50℃或更低的温度)、应变胶(粘贴应变片用)、导电胶、密封胶(真空密封、机械密封用)、光学胶(无色透明、耐光老化、折光率与光学零件相匹配)、耐腐蚀胶、结构胶等。也可按固化剂的类型来分类,如胺固化环氧胶、酸酐固化胶等。还可分为双组分胶和单组分胶,纯环氧胶和改性环氧胶。
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热环氧树脂胶粘剂是采用改性环氧树脂配制而成的一种胶粘剂,可在250℃下间歇使用,甚至可在400℃下长期使用,460℃下短期使用。这种胶粘剂的基体树脂一般是引入较多的刚性基团或提高固化物的交联密度。比如带芴基、萘环环氧树脂和多官能团环氧树脂,或者用马来酰亚胺、有机硅改性的环氧树脂胶粘剂粘接的均能达到460℃短期耐高温、高强度的要求。
高强度复合材料修复技术是未来输油输气管道外防腐层修复技术发展的趋势,它是以树脂基体粘结增强材料形成防护结构的技术,因而具有较高的抗压、抗拉强度和粘结力。修复施工时不需要管道停输或减压运行,同时具有操作简单方便、施工人员容易培训、补强效果好和经济效益显著等优点。
近年来随着电子电器和宇航工业的发展,对耐高温、耐烧蚀性能要求越来越高。当在大气层中高速飞行时,有时因气动加热温度可达到数千度,即使是耐热的金属材料也要被熔化。因此,为了减轻重量,一般采用耐高温复合材料来替代金属材料。即使是电子电器行业,目前也相继提出了耐350℃高温的密封胶,甚至提出耐500~1000℃的耐火焰绝缘粘合剂。我国航空总公司开发的F系列环氧固化剂及新近开发的B、H、HE系列环氧固化剂,均可使型环氧树脂耐500℃的高温,并具有的阻燃性能、耐烧蚀性能和良好的工艺性能。
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温度对电池荷电保持能力的影响
自放电又称荷电保持能力,它是指在开路状态下,电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言,荷电保持能力强,允许工作温度范围宽。自放电主要受制造工艺,材料,储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而言,电池储存温度越低,自放电率也越低,但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用,BYD常规电池要求储存温度范围为-20~45。电池充满电开路搁置一段时间后,一定程度的自放电属于正常现象。IEC标准规定镍镉及镍氢电池充满电后,在温度为20度湿度为65%条件下,开路搁置28天,0.2C放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。 与其它充电电池系统相比,含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低,在25下大约为10%/月。
图-1为Ni/MH电池荷电保持能力随温度的变化趋势。可以发现温度升高,各种化学反应速度加快,电池的自放电会加大。
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高温条件下储存,容量损失大;低温条件下储存,容量损失小。这主要是因为电动汽车的动力电池在储存过程中,经高温储存后,负极活性物质的稀土元素在强碱液中不稳定,发生腐蚀生成了M(OH)n,如合金粉表面生成了氧化膜。在高温情况下NiOOH的分解也加快。这些加速了电池高温储存条件下的自放电和容量损失。锂离子电池也存在相同的情况。为了避免在贮存时电极发生钝化或腐蚀,使电池性能降低,一般电池在贮存时需要荷一定的电量,并且对贮存环境温度有一定限制。
温度对动力电池寿命的影响
温度的升高对动力电池的日历寿命和循环寿命都有影响。温度对电池寿命的影响符合阿伦尼乌斯方程,即化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式。
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耐高温胶,也称耐高温无机粘合剂,耐高温胶由于采用耐高温溶液,一般可以达到500-1800℃,其中原始的胶包括粘土、水泥等,工业生产的包括硅酸盐类、硫酸铝盐类、磷酸类盐类。这类胶几乎都是刚性硬质的,几乎没有韧性。耐高温胶可以用于石棉、陶瓷、金属、金硬质合金等粘合。耐高温胶ZS按用途可以分为密封型有机高温胶、耐温高温无机胶,密封型高温胶以单组分硅酮胶为主,一般耐温在500℃以下,无机高温胶耐温可以达到1700℃。250℃耐温以下以各种改性高温环氧胶为主,500℃以下的有机硅树脂类胶为主,耐高温胶可耐500℃高温。超过500℃一般就要选用无机类胶粘剂。 无机类耐高温胶粘结强度高,耐温可以达到1800℃,可以在火中长时间使用,打破了耐高温粘合剂只耐温在1300℃以下的世界性技术难题。耐高温胶是一种利用无机纳米材料经缩聚反应制成的耐高温无机纳米复合胶,通过对成分配比以及制备工艺参数的筛选,得到粘结剂是PH值为中性的悬浮分散体系,不仅粘结力强且对金属基体无腐蚀性,硬度高,而且可以再高温下保持良好的粘接性能和抗腐蚀性,使用寿命长。
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该胶黏剂可以耐1500℃甚至更高的温度,导热系数0.06w/m*k,可以作为陶瓷、玻璃、金属等涂层材料。喷涂在金属,石英等物体表面,低温烘干,附着力非常好,坚硬,不开裂,不起泡,耐1500度高温,可以用在使用在铁,钢,石英,陶瓷,玻璃等表面。尤其在石英加热管中得到特殊应用,石英加热管表面镀上一层耐高温的白色反射涂层QK-003,大大增强了短波红外线的热效应。使能量不走反面散失,真正起到了环保增效节能的作用,具有反射功能,可更有效的利用红外线辐射,红外线利用率可高达75%以上,提高红外线输出,使得红外线强度更高。