正确应用环氧树脂粘结剂修补农业机械

一、性能介绍
环氧树脂是农机修理中常用的粘结剂。在应用时根据需要可加入相应比例的硬化剂、填充剂、增塑剂和稀释剂。目前常用环氧树脂的主要技术指标如表7所示。常用硬化剂的种类及使用方法见表8。在应用中可按表9选择填充剂。为了减小环氧树脂粘结剂硬化后的脆性，提高其抗弯曲、抗冲击的能力，需加入增塑剂。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯(无色无毒油状液体，20℃时比重为1.84)、邻苯二甲酸二辛酯及磷酸三苯脂(白色针状结晶，可溶于丙酮、醚及苯中，熔点为49～50℃)。增塑剂的用量常为环氧树脂重量的10～20%。值得注意的是加入增塑剂的环氧树脂粘结剂，硬化后的耐热性降低，电绝缘性也变差，如果加入过量，硬化速度减慢，粘结强度也会降低。

为了降低粘结剂的粘稠度，增加其流动性和渗透性，便于粘结、灌注和喷涂，可加入稀释剂。加入稀释剂后，还可延长粘结剂的使用时间。常用稀释剂有丙酮、无水乙醇、甲苯、二甲苯、信那水等。稀释剂加入过多，会使粘结剂固化速度减慢，收缩率大，且易产生气泡。除喷涂外，一般用量为环氧树脂重量的5～10%，夏天不加或少加，冬天稍多加些。修理中，只有在采用冷硬化剂(如乙二胺)硬化的粘结剂中，才加入少量的稀释剂，以利灌注。当采用酸酐类硬化剂时，除喷涂外，一般可不必加入稀释剂。

表7 常用环氧树脂主要技术指标

表8 常用硬化剂的用量及硬化条件

*指每100个重要单位(克)的环氧树脂中，应加入的硬化剂的重量单位数(克)。

表9 填充剂的应用

二、应用范围
可粘结各种类型的材料，对金属与金属，金属与非金属，非金属与非金属均有较强的粘结力。如金属中的硬质合金，有色金属、合金钢、不锈钢、碳钢、铸铁等，非金属如玻璃、陶瓷。塑料(聚乙烯和聚氯乙烯塑料除外)、橡胶、木材等;均可粘结。在农机修理中，环氧树脂粘结剂主要用于下列几方面：

①修复铸铁零件，如气缸体、气缸盖(目前还不能修复燃烧室等高温部位)、各种铸铁壳体或箱体等的裂缝、气孔和砂眼，并可对大块破碎处进行修补。

②修复有色金属零件，如铝制气缸体、气缸盖及汽化器壳、汽油泵壳、分配式油泵壳等的断裂、裂缝、气孔和砂眼等。

③修复非金属零件，如分电盘盖、分火头及点火线圈胶木盖的断裂与漏电，方向盘、电瓶亮与盖、马达胶木盖的断裂，刹车片与离合器片的粘结等。

④修复磨损的轴类零件，如用卷粘法修复磨损的轴颈，用粘接修复轴与滚动轴承的配合或滚动轴承与座孔的配合等。

⑤密封，如用来解决水箱漏水，油箱漏油，各处堵塞，盖及接头的漏油、漏水、漏气等。

⑥防腐蚀，如水泵叶轮、水道边盖及分水管涂胶后，可以防腐蚀，延长使用寿命。

三、粘结工艺

环氧树脂粘结剂粘结的工艺过程一般是：粘结件及辅助加强件的准备-配料-涂胶-硬化-修整。

①粘结件及辅助加强件的准备

粘结件表面清洗(包括涂胶前的清洗)钢铁零件，一般可用烧碱水煮洗去油;铝制零件，可用碳酸钠25：肥皂10：水100的混合溶液，加温至90℃处理30分钟，或用汽油、酒精清洗，有条件的再用丙酮、三氯乙烯等有机溶剂擦洗，去油污效果更好，随后，再用砂布或手砂轮除去锈层。

破损部位的处理在破损处要进行钳工加工，可在裂纹两端钻直径为3～4毫米的止裂孔，并在裂纹处开出深为零件厚度2/3左右的“V”形槽，槽两侧应加工到见金属光泽，对其它破洞、折断等损坏，也应根据情况进行适当的钳工处理，目的是增加粘结表面，消除应力集中部位和便于施工;还应对表面进行粗糙处理，常用钢丝刷、锉刀、砂布、砂轮、喷砂等将粘结表面搞毛糙，增加粘合面，提高机械粘附力，从而提高粘结强度。除此外，还需进行粘接表面的化学处理，即通过化学药品的作用，使粘结表面产生一层微观多孔性的化学薄膜，它具有很大的吸附力。如有条件进行这种处理，则处理后可明显地提高粘件的粘结强度。

辅助加强设备的准备农机壳体类零件，常因受力过大而出现裂、爆、崩缺等现象。在粘补这一类零件对，因粘结剂不能达到一般铸铁的抗拉强度(15～20公斤/毫米2)，所以不能恢复受力位置的承载能力，必须配用辅助加强件。辅助加强的方法应根据粘结形状、大小和受力情况等决定，采用玻璃布、绸布、点焊、金属码、键、钉、燕尾块、铁板等方法。最常用的方法为补板法和粘玻璃布法。前者适用于长的裂纹或破洞，常按裂纹范围和破洞大小，用1.5～2毫米厚的钢板或铜板配制一块补板，作为加强元件。补板应比裂纹长40毫米左右、宽50毫米左右，补板表面形状应与零件表面形状密切吻合。然后将补板与零件一齐钻孔，在零件上攻丝，在补板上扩孔。采用粘玻璃布法加强时，粘补用的玻璃布宜采用无碱玻璃布，玻璃布表面多带有一层浆料或油脂，它对粘结强度有很大的影响，使用前应将玻璃布放在300℃左右的温度下，保温10分钟，脱去浆料与油脂，最后按粘补需要的大小与层数裁剪。

②粘结剂的配制。由于硬化剂的种类不同，粘接胶的配制方法略有差异。用胺类作硬化剂时，配制工艺(即冷硬化粘结剂的调制工序)如下：

调制热硬化粘结剂时，环氧树脂应放火烧杯中加热至全部熔化，并在此温度下保温2～3分钟。其加热方法，可以用红外线灯照射，也可在火炉或电炉上隔水加热。加入硬化剂后，在室温下一般使用期为18～24小时。

调制冷硬化粘结剂时，环氧树脂一般可不必加热，但冬季低温或其分子量较高不便调制时，可适当加热至熔化。一般调胶温度不宜超过40～45℃，加入胺类硬化剂时，应边加入边搅拌，以免局部积热。一般每次配制量在100～150克左右，配量过多，使温度迅速上升，结块不能使用。调胶后，一般有效使用时间为半小时左右，如搅匀后立即倒在干净白纸上散热，可延长有效使用时间至一个半小时左右。

硬化剂用量要准确，特别是使用乙二胺作硬化剂时，一般是以所有环氧树脂能完全进行化合为准。如加入量过少，则环氧树脂不能完全硬化，产生假硬化甚至不硬化;加入量过多，则硬化后的环氧树脂胶性质脆，硬化速度快。

下面以修理中应用广泛的农机粘补胶Ⅰ号和Ⅱ号为例介绍粘接胶的配制方法。

农机粘补胶Ⅰ号配方：

甲组分：重量份数

环氧树脂 6101# 100

聚硫橡胶(分子量1000) 30

生石灰(160目以上，600℃30活化4小时)

(根据各地原料来源和施工环境条件可选用各种牌号的通用(标准)环氧树脂)。

乙组分：

三乙烯四胺10.84

DMP-302.96(即2、4、6-三甲氨基甲基)苯酚)硫 1.4

2-甲基咪唑 1.54

环氧树脂618#3.26

(根据地区与季节温度的不同，环氧树脂量可以调节，主要改变稠度以控制工艺性能)

KH-5503 (不加KH—550亦可，但强度略有下降)

农机粘补胶Ⅱ号配方：

甲组分： 重量份数

环氧树脂6101#100

邻苯二甲酸二丁脂 15

生石灰(160目以上，600℃活化4小时) 30

乙组分：

二乙烯三胺 10

DMP-30 6.28

硫 3.72

除了上述两个配方外，还可根据原料来源、性能需要及不同的工作条件，采用其它配方的粘结剂。这些粘结剂品种繁多，各有所长，应用于各种不同的粘修工艺。一般冷硬化粘结剂，多用于体积较大，不便加热的零件(如气缸体、后桥壳体等)，或不能加热的零件(如电瓶壳、胶木等)。对要求耐较高温度或较高粘结强度的零件，则应使用热硬化粘结剂。表10列举了12种配方及其性能，供参考。

表10 粘结剂配方(未注明的单位：克)

当配方选定后，照配方顺序称取各种原料的重量，甲组分和乙组分分开配制。如制备农机粘补胶Ⅰ号或Ⅱ号甲组分时，将照配方称取的各种原料倒入容器中，边加热边搅拌(加热约60℃，使胶变稀)至混合均匀，经40目过筛后，灌入铅管中封口备用。制备乙组分时，根据配方顺序称取原料，将原料倒入带有搅拌器的三口烧瓶内，在充分搅拌下逐渐升温至110～120℃，并保持此温度，其颜色由浅黄(精品)或黑褐色(粗品)转变成鲜红或淡黄色，最后成为桔红透明均一溶液。泡沫消失，反应完全(3000毫升料约需3～4小时)。冷却后出料，灌装入小安瓶封口备用。

在使用时取等量的甲、乙组分，在玻璃板上搅拌均匀，即可使用，注意用多少配多少，以免硬化失效。

③粘接涂胶。将配制好的粘结剂涂于准备好的粘结表面上，如两件是直接粘合，则在两件的粘合面上各涂一层胶，胶层厚约0.1毫米。然后，将两件粘合在一起，加以接触压力，挤出多余的胶便可。涂胶过程必须均匀迅速。

如系修复裂缝。可将粘结剂灌注或涂敷在已准备好的“V”形槽内，并稍高于原来表面， 最后再粘贴 l～2层无碱玻璃布。如采用辅助加强板，则加强板、联接螺钉与零件之间均需涂胶。修复管件裂缝或修复磨损轴时，可用涂胶的无碱玻璃布或白纱带等缠绕，玻璃布层贴或缠绕时不得有气孔，以免影响胶结面。降低粘结强度。

④硬化。涂胶粘接(或粘补)后，即可按配方要求条件进行硬化处理。不同的硬化剂，必须采用不同的硬化条件。采用冷硬化剂时，一般在室温下放置1～2天，必要时在阳光下晒4～5小时即可硬化。采用热硬化剂时，一定要在规定的加热温度和时间内进行硬化。加热温度不应一下子过高，升温和降温都应缓慢，否则易发生气泡、碳化等缺陷，影响粘补质量。此外，在加热硬化时，还应注意防止粘结剂的流失。

硬化完全的环氧树脂粘结剂，用丙酮去擦都不会留下手纹痕迹，如有溶解现象，则说明没有完全硬化，不应使用。

⑤表面整修及防护。粘结剂彻底硬化后，根据粘件的形状及尺寸要求进行修整，可以用锉刀修整，也可以车、镗、刨、……。在进行机加工时，吃刀量不要过大，速度不要过高，不要冲击敲打。

修整后，即可涂一层防护漆，涂漆主要是减少粘结剂的自然老化，亦可提高粘接部位忍受环境条件的能力，一般采用黑漆或与粘件同色之油漆。

四、存在的问题及注意事项

①环氧树脂粘结剂性质较脆，耐热性较低(目前较好的允许工作温度约为250～300℃)，使用具有一定的局限性。

②配制环氧树脂粘结剂所用的各种化工药品，有的有毒性，有的有腐蚀性，有的易燃。工作中要特别注意安全，做好防毒、防腐蚀、防爆、防火等工作。操作时应背风，戴好口罩和手套。

③胺类硬化剂发热量高，有效使用期短，不宜配制较大数量，用多少配多少，随配随用，一次用完，一般每次不超过150克。冬季配料时，常需将环氧树脂加热，以便与增塑剂等搅拌均匀，待其冷却后再加入乙二胺。否则，在温度过高(35℃以上)时加入乙二胺，会出现未搅拌均匀就硬化的情况。调胶容器应浅平，便于散热，夏季高温时，应将调胶容器置于冷水中散热调胶。容器在涂胶后，要及时清洗。

④为增加粘结强度，粘接件接头设计时应设法增加粘决面积，减少接头所受剥离力。接头最好结构为套接，次之是糟接，平接最差。

⑤粘件表面处理应保证清洁，并使二粘结面配合良好，以获得厚薄均匀的胶层，机械加工的粘结表面，光洁度宜为▽3左右，胶层厚度0.1～0.15毫米为宜，光洁度过高，胶层厚度过大，均会降低粘结强度。

⑥在硬化过程中，不能变动零件粘结面的相互位置，否则对粘结强度影响很大。

⑦环氧树脂粘结剂不耐冲击，所以不能用锤击等方法来检查是否硬化。