一种用于化工环境的玻璃钢粘结剂、粘结方法及粘结装置与流程

本发明涉及玻璃钢粘结，具体的说，是一种用于化工环境的玻璃钢粘结剂、粘结方法及粘结装置。

背景技术：

1、玻璃钢因其优异的耐腐蚀性和比强度，广泛用于化工领域的储罐、管道、塔器等设备。然而，在现场连接与破损修复过程中，粘结技术长期面临三大瓶颈：粘结剂适应性差、施工工艺粗放、缺乏专用装备。

2、现有化工环境常用粘结剂主要有两类。环氧树脂类粘结剂耐酸性和耐有机溶剂性不足，且为降低粘度常添加丙酮、二甲苯等非活性稀释剂，固化后挥发留下微孔，腐蚀介质沿微孔渗透导致脱层。同时，其胺类固化体系在低温高湿环境下易发粘不干，严重制约现场适用性。乙烯基酯树脂类粘结剂虽耐腐蚀性优异，但其厌氧固化特性易受氧气阻聚，造成表层永久发粘；在高模量玻璃钢界面产生较大收缩应力，热冲击条件下易开裂。此外，现场配胶依赖人工目测过氧化甲乙酮用量，比例失衡即出现不固化或假干现象。

3、在施工工艺方面，现有方法普遍忽视玻璃钢表面特性。新制玻璃钢构件表面常残留脱模剂、苯乙烯单体及析蜡物质，若不经充分时效处理和界面活化，粘结层与基材间难以形成化学锚定，仅依靠机械嵌合，长期浸泡后易从边角开始失效。同时，胶层厚度无法精确控制，过厚导致收缩应力集中，过薄则填充不足，均影响接头可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于化工环境的玻璃钢粘结剂、粘结方法及粘结装置，以解决化工环境的玻璃钢粘结剂存在耐腐蚀性与力学性能难以兼顾、固化后表层发粘、收缩率大的问题；现有粘结方法存在界面预处理不充分、胶层厚度不可控、固化工艺粗糙的问题；以及现有粘结装置无法实现定量配胶、恒压排气和梯度固化一体化的问题。

2、为了解决上述问题，本发明采用以下技术手段：

3、一种用于化工环境的玻璃钢粘结剂，由a组分和b组分组成，所述a组分与b组分的质量比为100:2.5~4.5。

4、所述a组分包括以下重量份的原料：溴化双酚a环氧乙烯基酯树脂45~55份，端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂12~18份，含羟基不饱和聚酯低聚物8~12份，甲基丙烯酸十八酯1.5~3份，硅烷偶联处理的纳米二氧化硅3~5份，偶联处理的玻璃鳞片6~10份，气相白炭黑1~2份。

5、所述b组分包括以下重量份的原料：过氧化甲乙酮2~3份，异辛酸钴溶液0.6~1.2份，二甲基苯胺衍生物0.2~0.5份，受阻酚抗氧剂0.5~1份，苯并三唑类紫外吸收剂0.3~0.8份，以及由甲基丙烯酸羟乙酯与苯乙烯按质量比1:1组成的活性稀释单体，补足至b组分总重为100份。

6、进一步的，所述a组分中，端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的橡胶含量为15%~25%；含羟基不饱和聚酯低聚物的数均分子量为800~1500；纳米二氧化硅的粒径为20~40nm；玻璃鳞片的目数为80~120目。所述b组分中，过氧化甲乙酮的有效氧含量不低于11%；异辛酸钴溶液中钴的质量分数为6%。

7、一种利用上述玻璃钢粘结剂的粘结方法，包括以下步骤：

8、s1.待粘结的玻璃钢构件进行加热时效处理，加热温度为60~80℃，时效时间不少于4小时，随后室温放置不少于48小时。

9、s2.玻璃钢构件的待粘结表面依次用80目、240目和400目砂盘进行湿磨，并用压力不低于10mpa的高压水冲洗，再用60℃热风烘干。

10、s3.经步骤s2处理后的表面上涂刷界面活化底涂，所述界面活化底涂为将所述a组分用所述活性稀释单体稀释10%所得，然后在60℃下加热30分钟使其半固化。

11、s4.据环境温度t确定所述a组分与b组分的实际质量比，其中所述b组分的用量wb按下式计算：wb=2.5+(25-t)×0.1，式中t的单位为℃，wb的单位为份，以a组分为100份计。

12、s5.步骤s4确定的a组分与b组分通过双螺杆静态混合器混合，并将混合后的粘结剂涂布于步骤s3处理后的表面上，形成中间厚度为2.5mm、边缘厚度为0.5mm的楔形胶层。

13、s6.两构件贴合，施加0.15~0.25mpa的压力从胶层中心向边缘滚压排气，并保压至粘结剂表干。

14、s7.粘结区域进行梯度固化，先在室温下避风养护2小时，再在60℃下红外辐照1小时，然后自然冷却至室温，最后在80℃下后固化2小时。

15、s8.固化后的粘结缝外缘涂覆一层由所述a组分与b组分按100:2.5~4.5质量比混合而成的面涂。

16、进一步的，步骤s1中，所述玻璃钢构件的脱模时间少于15天。步骤s6中，所述压力在0~5分钟内线性升高至0.2mpa，并在后续保压期间维持该压力值。

17、一种用于实现上述粘结方法的粘结装置，包括：

18、双桶恒温喂料模块，其具有两个分别容纳a组分和b组分的不锈钢压力桶，每个压力桶的桶壁夹套内设有循环水通道，桶内设有氮气封盖。

19、质量流量闭环计量模块，其与所述双桶恒温喂料模块管路连接，包括两个科里奥利质量流量计和两个伺服计量泵，以及与所述质量流量计和伺服计量泵电连接的plc控制器，所述plc控制器内置所述wb的计算程序。

20、双螺杆静态混合头，其入口与所述质量流量闭环计量模块的出料口连通，其出口连接有齿形刮板涂布嘴。

21、红外测温反馈单元，其设于所述双螺杆静态混合头的出胶端，并与所述plc控制器电连接。

22、液压自适应夹紧工装，其包括龙门架和硅胶包覆压条，以及设于所述压条上的压力传感器，所述压力传感器与比例阀电连接，所述比例阀与所述plc控制器电连接。

23、便携式红外固化罩，其为铰接的透明耐热罩体，内部安装有陶瓷红外管和热电偶，所述热电偶与所述plc控制器电连接。

24、废气收集口，其设于所述双螺杆静态混合头的上方，并通过管路连接至活性炭罐。

25、进一步的，所述不锈钢压力桶的容积为3l，所述循环水通道内的水温为40℃。所述质量流量闭环计量模块的计量精度为±0.5%。所述齿形刮板涂布嘴在涂布时与被涂布表面的距离为3mm。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、第一，粘结剂采用乙烯基酯与环氧-ctbn互穿网络结构，兼顾耐腐蚀性与韧性，断裂伸长率不低于4%；甲基丙烯酸十八酯在界面富集形成气干膜，消除表层发粘；全活性组分无溶剂体系使固化体积收缩率降至1.2%以下；玻璃鳞片与纳米二氧化硅构成迷宫屏障，介质渗透路径延长5~8倍。

28、第二，粘结方法通过时效驱残、阶梯湿磨、底涂化学锚定三步界面预处理，消除界面薄弱层；动态配比公式使胶液在不同环境温度下均可获得最佳固化速度；楔形胶层与恒压滚压确保排气充分、胶层均匀；梯度固化释放内应力，提升接头耐久性。

29、第三，粘结装置将动态配比、楔涂、恒压、梯度固化及废气收集集成于移动单元，实现全过程自动化控制，摆脱对操作人员经验的依赖，显著提高施工重现性与接头可靠性。

1.一种用于化工环境的玻璃钢粘结剂，其特征在于，由a组分和b组分组成，所述a组分与b组分的质量比为100:2.5~4.5；

2.根据权利要求1所述的玻璃钢粘结剂，其特征在于，所述a组分中，所述端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的橡胶含量为15%~25%；所述含羟基不饱和聚酯低聚物的数均分子量为800~1500；所述纳米二氧化硅的粒径为20~40nm；所述玻璃鳞片的目数为80~120目。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃钢粘结剂，其特征在于，所述b组分中，所述过氧化甲乙酮的有效氧含量不低于11%；所述异辛酸钴溶液中钴的质量分数为6%。

4.一种利用权利要求1至3任一项所述玻璃钢粘结剂的粘结方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的粘结方法，其特征在于，步骤s1中，所述玻璃钢构件的脱模时间少于15天。

6.根据权利要求4或5所述的粘结方法，其特征在于，步骤s6中，所述压力在0~5分钟内线性升高至0.2mpa，并在后续保压期间维持该压力值。

7.一种用于实现权利要求4至6任一项所述粘结方法的粘结装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的粘结装置，其特征在于，所述不锈钢压力桶的容积为3l，所述循环水通道内的水温为40℃。

9.根据权利要求7或8所述的粘结装置，其特征在于，所述质量流量闭环计量模块的计量精度为±0.5%。

10.根据权利要求7至9任一项所述的粘结装置，其特征在于，所述齿形刮板涂布嘴在涂布时与被涂布表面的距离为3mm。