摘 要

传统的瓷砖填缝剂被人们应用于生活中的各个领域，但由于其固化时间长，很难便捷的适用于各个场所。若果在环氧树脂填缝剂中添加吸波材料，通过微波照射后，环氧树脂便可达到迅速固化的要求。

由于无法便捷地进行填缝剂的加热，传统的环氧树脂填缝剂需要较长的固化时间。本文通过寻找合适的吸波材料、尝试加入不同质量分数的填料、探究稳定微波照射时间、测试固化性能等方式，将吸波材料与环氧树脂进行复合，并测试其材料性能，预期开发一种微波固化热固性树脂体系，通过实验最终得出结论：选用10%质量分数的氧化锌作为吸波材料，在微波照射2分钟左右，环氧树脂体系固化，在体系中加入不同种颜料对成品的性能影响不大，用于瓷砖填缝测试中也取得了很好的效果。

关键词：填缝剂 环氧树脂 吸波材料 氧化锌 瓷砖

Preparation and Characterization of Organic Microwave Curing Sealants

Abstract

Traditional ceramic tile sealants are used in various fields of life, but due to their long curing time, it is difficult to apply them conveniently to various places. If the wave absorbing material is added to the epoxy resin caulking agent, after the microwave irradiation, the epoxy resin can rapidly cure.

Traditional epoxy resin sealants require longer curing times due to the inability to easily perform the heat treatment of the gap filler. In this paper, by combining suitable absorbing materials, trying to add fillers with different mass fractions, investigating stable microwave irradiation time, and measuring the curing performance, the wave absorbing material is compounded with epoxy resin and tested for its material properties. Microwave curing thermosetting resin system, through the final conclusion: Select 10% mass fraction of zinc oxide as wave-absorbing material, microwave irradiation for about 2 minutes, epoxy resin system curing, adding different kinds of pigments in the system performance of the finished product Little effect, but also achieved a lot of results in the tile filling test.

Key words: sealant；epoxy resin；absorbing materia；Zinc oxide；ceramic tile

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1环氧树脂概论 1

1.1.1环氧树脂热固化研究 1

1.1.2环氧树脂微波固化研究 1

1.2微波固化原理 2

1.3几种常见材料吸波机理 2

1.3.1氧化锌 2

1.3.2四氧化三铁 3

1.4聚酰胺固化剂的特性 3

第二章 实验流程 4

2.1实验原料和实验设备 4

2.1.1实验原料 4

2.1.2实验设备 4

2.2 实验的表征方法 5

2.3实验步骤 5

2.3.1寻找合适的吸波材料 5

2.3.2选择合适氧化锌填料的质量分数 8

2.3.3测试微波加热至体系固化的时间 8

2.3.4 在氧化锌/环氧树脂体系中加入各种颜料测试 10

2.3.5 将实验结果应用于实际 11

第三章 实验结论 12

3.1寻找合适的吸波材料结论 12

3.2选择合适氧化锌填料的质量分数结论 14

3.3测试微波加热至体系固化的时间结论 15

3.4 在氧化锌/环氧树脂体系中加入各种颜料测试结论 16

3.5 将实验结果应用于实际结论 17

第四章 总结 18

4.1实验总结 18

4.2不足 19

4.3展望 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 绪论

环氧树脂作为一类环氧聚合物，分子量很低，加入固化剂后，可固化为3D网络形的材料。环氧树脂在常温状态下粘度较大，呈现出一种粘稠状的物质；环氧树脂的体积变化很小，成性材料的牢固性等一系列化学性能和物理性能良好。在热固性树脂用作为最常使用的树脂之一，缺点是耐候性和韧性差，改进的方法是可以选择甲基纳迪克酸苷等一些性能较好的固化剂固化，或者加入一些防老剂等改善其缺点。

因为环氧树脂具备这些优点，它在建筑材料、工业生产等多个部门都有着不可或缺的地位^[2]。

1.1环氧树脂概论

1.1.1环氧树脂热固化研究

环氧树脂基复合材料通常采用热固化技进行固化成型，加热后成为固体才能在日常生活中应用。传统的加热固化是通过热量对材料表面及内部的热传导进行加热，这使得材料的里面有着很大的温度差，导致环氧树脂的固化内部差异较大，因为传统的加热方式加热时间较长，速度较慢，使得环氧树脂基复合材料的固化效果较差，且成品的质量不好，另外，环氧树脂基复合材料在制造流程价格昂贵，制造过程困难，且机器消耗大，不利于节约成本，同时由于加热固化时间越长，无法应用于此类复合材料在紧急时的快速修理和维护^[3]。

1.1.2环氧树脂微波固化研究

通过研究人员的发现，环氧树脂内部具备许多极性分子，导致了其介电常数及介质损耗不低。环氧树脂在微波的照射下可接受到均匀的辐射，而使得材料的内容结构稳定。近几年来，科学家通过环氧树脂经过微波照射后固化成型的原因，形态和成型材料的用途进行了深入的研究，发现这种研究方向很值得探索^[4]。

1.2微波固化原理

微波是一种电磁波，频率为0.3~300GHz。微波在照射材料后会产生热效应，导致加热、熔融等物理效应。微波固化的反应机理有两种，分别是“致热效应”和“非致热效应”^[5]。“致热效应”解释说，因为物体在经过微波照射后，物体温度迅速增大，使得物体内部的微小的变化变快^[6]。“非致热效应”解释说材料中的分子受到磁场的洛伦兹力影响^[7]。研究人员认为材料受到“致热效应”而使其固化，也就是说，物质通过极化作用，致使外电场比极化强度矢量快，从而引发了电流，电流的产生致使材料见有了功率，最后导致了热能的产生^[8]。

微波使物质产生热能用以下公式表示：

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