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1、第五章第五章 粘合剂粘合剂 粘合剂,也称胶粘剂粘合剂,也称胶粘剂 可以粘合性质相同或不同的材料,应用于可以粘合性质相同或不同的材料,应用于 所有行业所有行业 按主体材料分:天然粘合剂和合成粘合剂按主体材料分:天然粘合剂和合成粘合剂 (热塑性、热固性、橡胶、无机胶粘剂热塑性、热固性、橡胶、无机胶粘剂) 用途:普通和特种粘合剂用途:普通和特种粘合剂 承受应力:结构粘合剂和非结构粘合剂承受应力:结构粘合剂和非结构粘合剂 固化方式:室温、高温、挥发、光敏固化方式:室温、高温、挥发、光敏 利用粘合剂比焊接、铆接和螺钉联结有更多的利用粘合剂比焊接、铆接和螺钉联结有更多的优优点点:方便、快速、经济和节能,而

2、且粘合接头光:方便、快速、经济和节能,而且粘合接头光滑,应力分布匀均,重量轻,还有密封、防腐、滑,应力分布匀均,重量轻,还有密封、防腐、绝缘等优良性能绝缘等优良性能 粘合剂的快速发展,几乎应用于所有的行业粘合剂的快速发展,几乎应用于所有的行业 一个大的粘合剂联结的机舱可以少用一个大的粘合剂联结的机舱可以少用76300个铆个铆钉,用粘合可以降低金属疲劳从而延长飞机的寿钉,用粘合可以降低金属疲劳从而延长飞机的寿命;宇宙飞船上更能节省能量命;宇宙飞船上更能节省能量 粘合剂的粘合剂的缺点缺点:耐老化性能比较差,耐热性普遍:耐老化性能比较差,耐热性普遍不够好,一般只能在不够好,一般只能在300以下应用,

3、此外,粘以下应用,此外,粘接时的表面处理比较严格接时的表面处理比较严格 一架重型轰炸机采用粘接代替铆接,质量减轻一架重型轰炸机采用粘接代替铆接,质量减轻34% 机械工业中每采用机械工业中每采用1吨胶粘剂,节约吨胶粘剂,节约5吨金属材料吨金属材料和节省和节省500010000个工时个工时 直升机旋翼,由于改成粘接结构,使用寿命可以直升机旋翼,由于改成粘接结构,使用寿命可以从从500600小时,提高到小时,提高到6000小时以上小时以上 两种金属之间采用焊接,则焊缝处易产生电化腐两种金属之间采用焊接,则焊缝处易产生电化腐蚀并形成脆性破坏蚀并形成脆性破坏 印刷电路板的金属箔与绝缘板之间的连接,除粘印

4、刷电路板的金属箔与绝缘板之间的连接,除粘接外别无办法接外别无办法5.1 粘合原理粘合原理 粘合强度粘合强度:胶粘剂的内聚力、粘合力、粘合材料:胶粘剂的内聚力、粘合力、粘合材料的强度的强度 粘结力粘结力(粘合剂与被粘材料之间粘合剂与被粘材料之间),粘合力包括,粘合力包括润润湿湿,粘合剂向被粘物,粘合剂向被粘物表面移动表面移动、扩散扩散、渗透渗透过程过程 表面张力小的物质易润湿表面张力大的物质表面张力小的物质易润湿表面张力大的物质 常在粘合剂中加入表面活性剂以降低表面张力常在粘合剂中加入表面活性剂以降低表面张力 依靠依靠电价键、共价键、配合键、氢键、范德华力电价键、共价键、配合键、氢键、范德华力

5、微孔微孔:钉型、钩型、根型、榫型等机械结合:钉型、钩型、根型、榫型等机械结合 吸附理论吸附理论:距离小于:距离小于510-10m(5),产生范德华,产生范德华力,若粘合剂和被粘物的极性基团强,并且极性力,若粘合剂和被粘物的极性基团强,并且极性基团多,则粘合力就强,若一个是极性的,另一基团多,则粘合力就强,若一个是极性的,另一个是非极性的,则粘合力就低个是非极性的,则粘合力就低 扩散理论扩散理论:认为自粘是同种分子的扩散,互粘则:认为自粘是同种分子的扩散,互粘则是不同分子的相互扩散,都是大分子本身或其链是不同分子的相互扩散,都是大分子本身或其链段的热运动扩散,实际是一个互相溶解扩散过程段的热运动

6、扩散,实际是一个互相溶解扩散过程 双电层理论双电层理论:认为粘结结点中存在双电层,它是:认为粘结结点中存在双电层,它是带电粒子在不同相内,因性质差异而引起转移,带电粒子在不同相内,因性质差异而引起转移,粘合功等于此电容瞬时放电能量粘合功等于此电容瞬时放电能量 当粘合剂和被粘物的溶解参数接近时,粘合能力当粘合剂和被粘物的溶解参数接近时,粘合能力就会很强就会很强 粘合剂的另一个问题是粘合剂的另一个问题是收缩收缩,粘合剂粘结的两种,粘合剂粘结的两种物之间产生张力,若使涂层尽可能薄就可以减轻物之间产生张力,若使涂层尽可能薄就可以减轻这种张力,而涂层越薄粘合力越强,内聚力越弱这种张力,而涂层越薄粘合力越

7、强,内聚力越弱5.2 粘合剂的材料和型态粘合剂的材料和型态 粘合剂分主体材料和辅助材料粘合剂分主体材料和辅助材料 主体材料主体材料是高分子材料,要求它有一定的流变性是高分子材料,要求它有一定的流变性能,如要制成溶剂型,则能溶于水或其它有机溶能,如要制成溶剂型,则能溶于水或其它有机溶剂,要有一定的结晶性,它使粘合剂有适当的内剂,要有一定的结晶性,它使粘合剂有适当的内聚力;极性要适度,极性太大扩散能力会下降,聚力;极性要适度,极性太大扩散能力会下降,分子量若太小,会使内聚力下降分子量若太小,会使内聚力下降 辅助材料包括以下:辅助材料包括以下: 增塑剂增塑剂:主要是减弱分子间的作用力,以提高韧:主要

8、是减弱分子间的作用力,以提高韧性和耐寒性,它的极性须和主体材料接近,分子性和耐寒性,它的极性须和主体材料接近,分子量可大一些,可使粘合强度提高,包括邻苯二甲量可大一些,可使粘合强度提高,包括邻苯二甲酸酯、磷酸酯和已二酸酯酸酯、磷酸酯和已二酸酯 溶剂溶剂:与主体材料的极性近似:与主体材料的极性近似 偶联剂偶联剂:包括有机羧酸,多异氰酸酯和有机硅烷:包括有机羧酸,多异氰酸酯和有机硅烷等,加入等,加入110%可提高强度可提高强度10%以上,还可提高以上,还可提高耐水耐热性能耐水耐热性能 填料填料:各种金属粉,氧化物粉、石英、云母、石:各种金属粉,氧化物粉、石英、云母、石墨、玻璃纤维和碳纤维等都可以作

9、填料,以提高墨、玻璃纤维和碳纤维等都可以作填料,以提高内聚力、粘结力和耐热性内聚力、粘结力和耐热性 固化剂固化剂:使低分子聚合,如六次甲基四胺等:使低分子聚合,如六次甲基四胺等 其它助剂其它助剂还有:引发剂、促进剂、防老剂、增稠还有:引发剂、促进剂、防老剂、增稠剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等 粘合剂的型态也很多:粘合剂的型态也很多: 浆糊和胶水是常用的粘合剂浆糊和胶水是常用的粘合剂 无溶剂粘合剂应用普遍,双组分环氧树脂可以是无溶剂粘合剂应用普遍,双组分环氧树脂可以是100%固体,也可以一个组分是流态,另一个是固体,也可以一个组分是流态,另一个是固态的环

10、氧树脂粘合剂固态的环氧树脂粘合剂 另一个无溶剂粘合剂是热熔胶另一个无溶剂粘合剂是热熔胶 压敏胶也是无溶剂粘合剂压敏胶也是无溶剂粘合剂 绝大部分高分子都可以用作粘合剂,因此有热塑绝大部分高分子都可以用作粘合剂,因此有热塑性,热固性,合成橡胶粘合剂,外加天然粘合剂性,热固性,合成橡胶粘合剂,外加天然粘合剂 有些固化时需要加热有些固化时需要加热5.3 胶粘剂的组分及其作用胶粘剂的组分及其作用 不同类型的胶粘剂,其组分有多有少,不甚相同不同类型的胶粘剂,其组分有多有少,不甚相同 一,组分一,组分 1,基料,基料 粘料、或主剂,是决定胶粘剂性能的主要成分,粘料、或主剂,是决定胶粘剂性能的主要成分,能起到

11、粘接的作用,作为基料的物质可以是天然能起到粘接的作用,作为基料的物质可以是天然高分子,合成树脂及合成橡胶;天然高分子有淀高分子,合成树脂及合成橡胶;天然高分子有淀粉,蛋白质,天然橡胶和树胶,还可以有无机材粉,蛋白质,天然橡胶和树胶,还可以有无机材料如硅酸盐、硝酸盐;从近年来的粘胶看,基料料如硅酸盐、硝酸盐;从近年来的粘胶看,基料是高分子聚合物占绝对比例是高分子聚合物占绝对比例 2,固化剂和促进剂,固化剂和促进剂 固化剂又称硬化剂、交联剂,是热固性胶粘剂的固化剂又称硬化剂、交联剂,是热固性胶粘剂的最主要成分之一最主要成分之一 对于热固性胶粘剂,必须加入固化剂参与反应,对于热固性胶粘剂,必须加入固

12、化剂参与反应,使原来热塑性基料交联成体型结构,从而提高胶使原来热塑性基料交联成体型结构,从而提高胶粘剂的性能;不同胶粘剂的固化剂不相同,固化粘剂的性能;不同胶粘剂的固化剂不相同,固化剂的选用是极为重要的一环;一般选用低毒或无剂的选用是极为重要的一环;一般选用低毒或无毒,反应平稳,分子量较大的固化剂可赋予胶层毒,反应平稳,分子量较大的固化剂可赋予胶层良好的韧性和耐低温性能良好的韧性和耐低温性能 3,稀释剂,稀释剂 稀释剂是为了降低胶粘剂的粘度,增加胶粘剂的稀释剂是为了降低胶粘剂的粘度,增加胶粘剂的浸透力,控制胶粘剂干燥速度而使用的低分子量浸透力,控制胶粘剂干燥速度而使用的低分子量液体化合物;胶粘

13、剂的基料一般为固态或粘稠液液体化合物;胶粘剂的基料一般为固态或粘稠液体,再加上固体填料和助剂,不易加工,必须加体,再加上固体填料和助剂,不易加工,必须加入一定量的稀释剂降低粘度,提高胶粘剂对被粘入一定量的稀释剂降低粘度,提高胶粘剂对被粘物的浸透能力,极有利于提高粘接强度物的浸透能力,极有利于提高粘接强度 4,增塑剂,增塑剂 增塑剂在胶层中对基料分子链具有隔离作用,能增塑剂在胶层中对基料分子链具有隔离作用,能屏蔽活性基团,减弱分子间的相互作用力,从而屏蔽活性基团,减弱分子间的相互作用力,从而降低其玻璃化与熔融温度,改善胶层脆性,改进降低其玻璃化与熔融温度,改善胶层脆性,改进胶粘剂的耐寒性;增塑剂

14、一般多为低粘度高沸点胶粘剂的耐寒性;增塑剂一般多为低粘度高沸点的物质,它能增加树脂的流动性,有利于浸润,的物质,它能增加树脂的流动性,有利于浸润,扩散与吸附;但它的加入会使耐热性有所降低扩散与吸附;但它的加入会使耐热性有所降低 5,偶联剂,偶联剂 偶联剂是为了改善胶粘剂和被粘物之间的粘接强偶联剂是为了改善胶粘剂和被粘物之间的粘接强度而使用的助剂;偶联剂是具有反应性基团的化度而使用的助剂;偶联剂是具有反应性基团的化合物,可与被粘物表面分子形成化学键,同时对合物,可与被粘物表面分子形成化学键,同时对胶层又有很好的相容性胶层又有很好的相容性 偶联剂含有特殊的极性与非极性基团,能通过分偶联剂含有特殊的

15、极性与非极性基团,能通过分子间力或化学键力,与胶层中对应的组分进行键子间力或化学键力,与胶层中对应的组分进行键合连接,从而大大增大胶层的内聚力和粘接强度合连接,从而大大增大胶层的内聚力和粘接强度 常用的偶联剂有硅烷和钛酸酯,不同的材料选用常用的偶联剂有硅烷和钛酸酯,不同的材料选用不同的偶联剂不同的偶联剂 6,填料,填料 填料是为了改善胶粘剂的某些性能,如提高弹性填料是为了改善胶粘剂的某些性能,如提高弹性模量,冲击韧性和耐热性,降低固化收缩率和线模量,冲击韧性和耐热性,降低固化收缩率和线膨胀系数,同时又可降低成本的一类固态配合剂膨胀系数,同时又可降低成本的一类固态配合剂 有些填料赋予胶层导电性、

16、导热性等特定性能;有些填料赋予胶层导电性、导热性等特定性能;常有物填料是无机物,粉状或细短纤维。常有物填料是无机物,粉状或细短纤维。 7,其他组分,其他组分 为改善胶粘剂的某一性能,有时加入一些特定的为改善胶粘剂的某一性能,有时加入一些特定的添加剂,如加入防老剂以提高耐大气老化性;加添加剂,如加入防老剂以提高耐大气老化性;加入防霉剂以防止细菌霉变;加入阻燃剂提高胶层入防霉剂以防止细菌霉变;加入阻燃剂提高胶层的阻燃性;加入着色剂得到不同颜色;此外还有的阻燃性;加入着色剂得到不同颜色;此外还有分散剂、改性剂、稳定剂、增稠剂分散剂、改性剂、稳定剂、增稠剂 二,胶粘剂的分类二,胶粘剂的分类 胶粘剂品种

17、繁多,组分各异,尚无统一的分类胶粘剂品种繁多,组分各异,尚无统一的分类 1,按化学成分分类,按化学成分分类 无机胶粘剂和有机胶粘剂,有机又分为天然和合无机胶粘剂和有机胶粘剂,有机又分为天然和合成胶粘剂成胶粘剂 热熔型:低熔点金属,玻璃,陶瓷热熔型:低熔点金属,玻璃,陶瓷 干燥型:可溶性硅酯盐干燥型:可溶性硅酯盐 水硬型:石膏,各种水泥水硬型:石膏,各种水泥 反应型:磷酸反应型:磷酸-硅酸盐,酸式磷酸盐硅酸盐,酸式磷酸盐动物胶:皮胶,骨胶,虫胶,血蛋白胶,鱼胶动物胶:皮胶,骨胶,虫胶,血蛋白胶,鱼胶植物胶:淀粉,糊精,阿拉伯树胶,天然橡胶植物胶:淀粉,糊精,阿拉伯树胶,天然橡胶矿物胶:矿物蜡,沥

18、青矿物胶:矿物蜡,沥青热塑性:乙烯热塑性:乙烯-醋酸乙烯共聚物,热塑性塑料醋酸乙烯共聚物,热塑性塑料热固性:环氧、酚醛树脂,氨基树脂不饱和聚酯热固性:环氧、酚醛树脂,氨基树脂不饱和聚酯合成橡胶型:氯丁、丁腈、聚硫、聚氨酯橡胶合成橡胶型:氯丁、丁腈、聚硫、聚氨酯橡胶复合型:复合型:酚醛酚醛-丁腈胶,酚醛丁腈胶,酚醛-氯丁胶,环氧氯丁胶,环氧-丁腈胶丁腈胶天天然然胶胶粘粘剂剂合合成成胶胶粘粘剂剂无无机机胶胶粘粘剂剂有有机机胶胶粘粘剂剂 2,按外观分类,按外观分类 溶液型:含有适量助剂和填料的溶液溶液型:含有适量助剂和填料的溶液 乳液型:水乳体系乳液型:水乳体系 膏状型:易挥发的高粘度胶,用于密封和

19、嵌缝膏状型:易挥发的高粘度胶,用于密封和嵌缝 固体型:粉、粒、块、薄膜状,如压敏和热熔胶固体型:粉、粒、块、薄膜状,如压敏和热熔胶 3,按应用情况分类,按应用情况分类 结构胶粘剂是用于受力结构件粘接,能长期承受结构胶粘剂是用于受力结构件粘接,能长期承受较大动静负荷的胶粘剂较大动静负荷的胶粘剂 非结构胶粘剂适用于非受力构件粘接,胶粘剂本非结构胶粘剂适用于非受力构件粘接,胶粘剂本身内聚强度和粘接强度都不大身内聚强度和粘接强度都不大 专用胶粘剂仅供某些特殊场合,如压敏,密封,专用胶粘剂仅供某些特殊场合,如压敏,密封,导电,导热,导磁和医用胶导电,导热,导磁和医用胶 4,按胶粘剂固化方式分类,按胶粘剂

20、固化方式分类 可分为介质挥发型,聚合反应,热熔冷固型和压可分为介质挥发型,聚合反应,热熔冷固型和压敏胶敏胶 介质挥发型包括水溶液型:如聚乙烯醇,聚丙烯介质挥发型包括水溶液型:如聚乙烯醇,聚丙烯酰胺,骨胶、糊精等的水溶液;聚醋酸乙烯酯,酰胺,骨胶、糊精等的水溶液;聚醋酸乙烯酯,聚丙烯酸酯,丁苯胶乳等水乳液;氯丁橡胶,醇聚丙烯酸酯,丁苯胶乳等水乳液;氯丁橡胶,醇酸树脂,聚乙烯醇缩丁醛溶液等酸树脂,聚乙烯醇缩丁醛溶液等 聚合反应型又分为固化型;如环氧树脂,不饱和聚合反应型又分为固化型;如环氧树脂,不饱和树脂,聚氨酯树脂;热固型如酚醛树脂胶粘剂树脂,聚氨酯树脂;热固型如酚醛树脂胶粘剂 热熔冷固型:如聚

21、酰胺,热熔冷固型:如聚酰胺,EVA,等热熔胶,等热熔胶 压敏型即不干胶,如天然橡胶,聚丙烯酸酯,压敏型即不干胶,如天然橡胶,聚丙烯酸酯,SBS,SIS等压敏胶等压敏胶5.4 热塑性胶粘剂热塑性胶粘剂 热固型胶粘剂以线型聚合物为基料,容易配制成热固型胶粘剂以线型聚合物为基料,容易配制成溶液,使用方便,固化过程不产生交联反应,而溶液,使用方便,固化过程不产生交联反应,而是通过溶剂或分散介质的挥发或熔融体冷却成为是通过溶剂或分散介质的挥发或熔融体冷却成为胶层,产生粘接力胶层,产生粘接力 此类粘合剂具有初粘力高,柔韧性、耐冲击性、此类粘合剂具有初粘力高,柔韧性、耐冲击性、贮存稳定性好等特点,但其耐热性

22、,耐溶剂性较贮存稳定性好等特点,但其耐热性,耐溶剂性较差,胶接强度也相对较低,常温下往往有蠕变倾差,胶接强度也相对较低,常温下往往有蠕变倾向,所以它只能用于非结构件的粘接向,所以它只能用于非结构件的粘接 一,聚醋酸乙烯酯胶粘剂一,聚醋酸乙烯酯胶粘剂 聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯PVAc及其共聚物胶粘剂是产量最及其共聚物胶粘剂是产量最大的热塑性胶粘剂品种,有很好的粘接性能大的热塑性胶粘剂品种,有很好的粘接性能 聚醋酸乙烯酯有溶液和乳液型;共聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯有溶液和乳液型;共聚醋酸乙烯酯有溶液、乳液和热熔胶有溶液、乳液和热熔胶 1,聚醋酸乙烯胶粘剂,聚醋酸乙烯胶粘剂 乳液乳液:在水溶液中以过硫

23、酸铵,过硫酸钾为引发:在水溶液中以过硫酸铵,过硫酸钾为引发剂,聚合时加入水解度为剂,聚合时加入水解度为8788%的聚乙烯醇做的聚乙烯醇做保护胶,聚乙烯醇用量为保护胶,聚乙烯醇用量为45%,兼做增稠剂,兼做增稠剂 该产品对木材,纸张的粘接特好该产品对木材,纸张的粘接特好 加入适量的增塑剂可提高胶层的柔性与耐水性;加入适量的增塑剂可提高胶层的柔性与耐水性;加入填料降低成本;加入适量的溶剂可降低胶液加入填料降低成本;加入适量的溶剂可降低胶液的成膜温度,消泡剂和防腐剂的少量加入,对贮的成膜温度,消泡剂和防腐剂的少量加入,对贮存和使用是有利的存和使用是有利的 粘度低,强度高,易于施工,价廉,无毒,但它粘

24、度低,强度高,易于施工,价廉,无毒,但它的耐水性不好,耐热性也不高的耐水性不好,耐热性也不高 溶液溶液: PVAc溶液型胶粘剂,溶剂可以是弱极性溶液型胶粘剂,溶剂可以是弱极性有机物,为提高韧性,可加入有机物,为提高韧性,可加入520%的的DBP增塑增塑剂,还加入陶土、云母粉等填料剂,还加入陶土、云母粉等填料 对非极性表面也有较好的粘接性强度,但它的内对非极性表面也有较好的粘接性强度,但它的内聚强度不高,溶剂难以完全挥发,因此其强度,聚强度不高,溶剂难以完全挥发,因此其强度,耐水性,耐热性比乳液还要差耐水性,耐热性比乳液还要差 2,醋酸乙烯共聚物胶粘剂,醋酸乙烯共聚物胶粘剂: 醋酸乙烯均聚物是刚

25、性材料,加入增塑剂改变其醋酸乙烯均聚物是刚性材料,加入增塑剂改变其韧性,更好的办法是与其他单体共聚合韧性,更好的办法是与其他单体共聚合 与乙烯、氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、顺丁烯二与乙烯、氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、顺丁烯二酸酯均能很好地共聚酸酯均能很好地共聚 共聚物胶粘剂有共聚物胶粘剂有乳液、溶液、热熔胶乳液、溶液、热熔胶三种形式三种形式 二,聚乙烯醇及其缩醛胶粘剂二,聚乙烯醇及其缩醛胶粘剂 1,聚乙烯醇,聚乙烯醇PVA胶粘剂胶粘剂:聚醋酸乙烯酯的水解:聚醋酸乙烯酯的水解产物,水解度为产物,水解度为99.7%以上的聚烯醇是高度结晶以上的聚烯醇是高度结晶的聚合物,耐水性相当好,有很高的强度的聚合物

26、,耐水性相当好,有很高的强度 水解度为水解度为8789%的聚乙烯醇对水最敏感,易溶的聚乙烯醇对水最敏感,易溶于水,它具有良好的粘接性能、耐热性能和耐溶于水,它具有良好的粘接性能、耐热性能和耐溶剂性能,它更多地用作水乳体系的稳定剂剂性能,它更多地用作水乳体系的稳定剂 聚乙烯醇不能配成高固含量的溶液,一般只能聚乙烯醇不能配成高固含量的溶液,一般只能510%,大量的用于纸品,还用于建筑、印刷、,大量的用于纸品,还用于建筑、印刷、木材木材 用于建筑时,常经过缩醛改性用于建筑时,常经过缩醛改性 2,聚乙烯醇缩醛胶粘剂,聚乙烯醇缩醛胶粘剂 R为为-H,-C2H5,-C3H7 缩醛的性质决定于原料聚乙烯醇的

27、结构,水解程缩醛的性质决定于原料聚乙烯醇的结构,水解程度,醛类的化学结构和缩醛化程度度,醛类的化学结构和缩醛化程度 一般来讲,醛类的碳链越长,树脂的玻璃化温度一般来讲,醛类的碳链越长,树脂的玻璃化温度越低,耐热性越低,但韧性和弹性提高,溶解性越低,耐热性越低,但韧性和弹性提高,溶解性取决于结构中羟基的含量和醛类碳链的长度取决于结构中羟基的含量和醛类碳链的长度 工业上常用的是缩甲醛和缩丁醛,就是建筑上最工业上常用的是缩甲醛和缩丁醛,就是建筑上最常用的是常用的是106、107胶粘剂胶粘剂 聚乙烯醇缩丁醛的缩醛度达聚乙烯醇缩丁醛的缩醛度达7080%时,加入增时,加入增塑剂可制成无色透明的胶膜,用于多

28、层玻璃粘接塑剂可制成无色透明的胶膜,用于多层玻璃粘接CHCH2CHOHn+ RCHOH+CH2CHCH2CHOOCHRnCH2OH聚醋酸乙烯乳液制备聚醋酸乙烯乳液制备 醋酸乙烯醋酸乙烯 44 聚乙烯醇聚乙烯醇 5 乳化剂乳化剂OP-10 0.5 邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二丁酯 5 丙二醇丙二醇(或乙醇或乙醇) 2 过硫酸铵过硫酸铵(或过硫酸钾或过硫酸钾) 0.4 碳酸氢钠碳酸氢钠 0.2 水水 44水加热到水加热到90左右,左右,搅拌下加聚乙烯醇完搅拌下加聚乙烯醇完全溶解,加全溶解,加OP-10, 在在7882下加下加15%醋醋酸乙烯和酸乙烯和40%过硫酸过硫酸铵,后滴入醋酸乙烯铵,后滴入醋

29、酸乙烯酯,分批加入过硫酸酯,分批加入过硫酸铵和丙二醇,铵和丙二醇,6个小进个小进滴完醋酸乙烯酯。滴完醋酸乙烯酯。 后后在在60用碳酸氢钠和用碳酸氢钠和DBP调节调节具体工艺?具体工艺? 3.3 热固性胶粘剂热固性胶粘剂 含有反应性基团的中、低分子量聚合物为基料的含有反应性基团的中、低分子量聚合物为基料的胶粘剂;通过加入固化剂或加热作用,使液态树胶粘剂;通过加入固化剂或加热作用,使液态树脂经聚合反应,交联成网状结构,形成不溶、不脂经聚合反应,交联成网状结构,形成不溶、不熔的胶层熔的胶层 热固性树脂胶的特点是易热固性树脂胶的特点是易扩散润湿,粘接力强扩散润湿,粘接力强,具有较好的机械强度,耐热性和

30、耐化学性;具有较好的机械强度,耐热性和耐化学性; 但但起始粘接力小起始粘接力小,固化后易产生,固化后易产生体积收缩体积收缩和和内应内应力力,耐冲击和弯曲性差,耐冲击和弯曲性差 热固性树脂胶粘剂是产量最大,应用最广的一类热固性树脂胶粘剂是产量最大,应用最广的一类粘合剂,主要包括环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰粘合剂,主要包括环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺胺-甲醛树脂、脲醛树脂甲醛树脂、脲醛树脂 一,环氧树脂胶粘剂一,环氧树脂胶粘剂 万能胶,是最重要的一类胶粘剂,它含有脂肪族万能胶,是最重要的一类胶粘剂,它含有脂肪族的羟基、醚基和环氧基,因而有较高的表面极性的羟基、醚基和环氧基,因而有较高的表面极性和反应

31、性,对木材、金属、玻璃、塑料、橡胶、和反应性,对木材、金属、玻璃、塑料、橡胶、皮革、陶瓷等都有特别强的粘合力皮革、陶瓷等都有特别强的粘合力 对少数的非极性材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对少数的非极性材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、赛璐珞没有粘力乙烯、赛璐珞没有粘力 固化后的环氧树脂具有优良的耐化学腐蚀性、耐固化后的环氧树脂具有优良的耐化学腐蚀性、耐酸碱性、耐有机溶剂及好的电绝缘性酸碱性、耐有机溶剂及好的电绝缘性 此外,它的收缩率低,加入填充剂,收缩率降至此外,它的收缩率低,加入填充剂,收缩率降至0.10.2%,耐寒可达,耐寒可达-55,耐热性可达,耐热性可达150200 1,环氧树脂的种类,环

32、氧树脂的种类: 双酚双酚A环氧树脂的产量约占环氧树脂的环氧树脂的产量约占环氧树脂的90%以上以上 其聚合度其聚合度n=020,相对分子质量为,相对分子质量为340,外观为,外观为粘稠液体;当粘稠液体;当n2时,在室温下呈固态;工业中时,在室温下呈固态;工业中常用的是平均分子量小于常用的是平均分子量小于700,软化点低于,软化点低于50的低分子量树脂的低分子量树脂 2,环氧树脂胶粘剂的其他组分及作用,环氧树脂胶粘剂的其他组分及作用 环氧树脂基体,还含有固化剂、固化促进剂、稀环氧树脂基体,还含有固化剂、固化促进剂、稀释剂、增韧剂和填充剂释剂、增韧剂和填充剂 固化剂:环氧树脂只有加入固化剂才能作粘胶

33、固化剂:环氧树脂只有加入固化剂才能作粘胶OCCH3CH3OCH2CH2CHCH2OCH CH2OCOCH2CH3CH3CH CH2OOHn 脂肪族伯、仲胺,如二乙烯三胺脂肪族伯、仲胺,如二乙烯三胺 芳香族伯胺,如间苯二胺芳香族伯胺,如间苯二胺 脂环族胺,如六氢吡啶脂环族胺,如六氢吡啶 改性胺,如改性胺,如593593固化剂固化剂 混合胺,如间苯二胺与混合胺,如间苯二胺与DMP-30DMP-30混合物混合物固固化化剂剂加加成成型型催催化化型型胺类胺类酸酐类酸酐类潜伏型潜伏型 酸酐,如顺丁烯二酸酐酸酐,如顺丁烯二酸酐 改性酸酐,如顺酐与环戊二烯加成物改性酸酐,如顺酐与环戊二烯加成物如双氰胺,酮亚胺

34、如双氰胺,酮亚胺咪唑类咪唑类 如如2-乙基乙基-4-甲基咪唑甲基咪唑叔胺类叔胺类Lewis酸类酸类 脂肪族叔胺,如三乙醇胺脂肪族叔胺,如三乙醇胺 芳香族叔胺,如苄基二甲胺芳香族叔胺,如苄基二甲胺 无机盐,如氯化亚锡无机盐,如氯化亚锡 络合物,如三氟化硼甘油络合物,如三氟化硼甘油聚合物聚合物 如低分子聚酰胺如低分子聚酰胺 固化剂的种类、性能、用量对固化速度,操作工固化剂的种类、性能、用量对固化速度,操作工艺及固化产物和各项性能影响很大艺及固化产物和各项性能影响很大 按固化温度可分为常温、中温、高温固化剂按固化温度可分为常温、中温、高温固化剂 A,胺类固化剂:最常用,胺类固化剂:最常用胺类胺类,氨

35、基具有很强的,氨基具有很强的亲核性能,大多数都能室温固化环氧树脂;伯胺亲核性能,大多数都能室温固化环氧树脂;伯胺的活性比仲胺高,随胺类分子量的增加,活性减的活性比仲胺高,随胺类分子量的增加,活性减小;小;芳胺芳胺由于由于p- 共轭使氨基亲核性降低,需要共轭使氨基亲核性降低,需要加热才能固化加热才能固化,但固化后树脂的,但固化后树脂的耐热性却更好耐热性却更好 低分子量聚酰胺低分子量聚酰胺:是由二聚:是由二聚(三聚三聚)不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸与多元胺缩聚而成的一种分子量较高与多元胺缩聚而成的一种分子量较高(500900)的固化剂,是一种改性脂肪胺,具备普通脂肪胺的固化剂,是一种改性脂肪胺,具备普

36、通脂肪胺的固化性能,低挥发性、低毒性,固化树脂的韧的固化性能,低挥发性、低毒性,固化树脂的韧性好,不足是室温难以固化完全性好,不足是室温难以固化完全 酸酐酸酐:酸酐固化的树脂具有优异的电绝缘性,耐:酸酐固化的树脂具有优异的电绝缘性,耐热性和耐老化性能,配合物适用期长,固化反应热性和耐老化性能,配合物适用期长,固化反应温和温和 由于酸酐的亲核性较低,固化时需要酸酐开环,由于酸酐的亲核性较低,固化时需要酸酐开环,因此活性比胺类低,通常在加热的情况下才能固因此活性比胺类低,通常在加热的情况下才能固化,有时加入少量的固化促进剂,常使用树脂环化,有时加入少量的固化促进剂,常使用树脂环氧当量的氧当量的70

37、90%的酸酐即可的酸酐即可 叔胺、吡啶、三氟化硼络合物叔胺、吡啶、三氟化硼络合物等:它们均能与环等:它们均能与环氧树脂作用而形成负离子中心,进而固化环氧树氧树脂作用而形成负离子中心,进而固化环氧树脂,由于这些固化剂本身没有活性氢原子,其作脂,由于这些固化剂本身没有活性氢原子,其作用是促进环氧树脂均聚;形成的固化物以醚键为用是促进环氧树脂均聚;形成的固化物以醚键为主,由于交联作用不强,固化后的分子也不会太主,由于交联作用不强,固化后的分子也不会太长;耐热性不可能太高,性能不太好;所以不常长;耐热性不可能太高,性能不太好;所以不常单独使用,要加入促进剂单独使用,要加入促进剂 B,固化促进剂,固化促

38、进剂 为了加速固化为了加速固化反应,降低固反应,降低固化温度,缩短化温度,缩短固化时间所加固化时间所加入的一些物质入的一些物质为固化促进剂为固化促进剂 主要是取代酚主要是取代酚与催化型固化与催化型固化剂剂 促进剂的用量促进剂的用量不高于不高于5%固化促进剂固化促进剂 适用的固化剂适用的固化剂苯酚苯酚 胺类胺类 2-乙基乙基-4-甲基咪唑甲基咪唑 酸酐类,双氰胺酸酐类,双氰胺双酚双酚A 胺类胺类三氟化硼单乙胺三氟化硼单乙胺 胺类胺类间苯二酚间苯二酚 胺类胺类脂肪胺脂肪胺 低分子量聚酰胺低分子量聚酰胺DMP-30 胺、酸酐、聚酰胺胺、酸酐、聚酰胺间甲苯酚间甲苯酚 胺类胺类吡啶吡啶 酸酐、聚酰胺酸酐

39、、聚酰胺三乙醇胺三乙醇胺 酸酐类酸酐类苄基二甲胺苄基二甲胺 酸酐类酸酐类乙二硫醇乙二硫醇 胺类胺类常用的固化促进剂及固化剂常用的固化促进剂及固化剂 C,稀释剂,稀释剂 环氧树脂稀释剂有活性和非活性两种环氧树脂稀释剂有活性和非活性两种 非活性稀释剂是常用的溶剂:如丙酮、环已酮、非活性稀释剂是常用的溶剂:如丙酮、环已酮、二甲苯、正丁醇,加入量为二甲苯、正丁醇,加入量为515%,多加会影响,多加会影响胶层的质量胶层的质量 活性稀释剂是含有活性基团,能参加固化反应的活性稀释剂是含有活性基团,能参加固化反应的低分子化合物,如环氧丙基丁基醚、乙二醇双缩低分子化合物,如环氧丙基丁基醚、乙二醇双缩水甘油醚水甘

40、油醚 活性稀释剂虽可以参加反应,但它是小分子,影活性稀释剂虽可以参加反应,但它是小分子,影响交联密度,从而影响性能,一般为响交联密度,从而影响性能,一般为520% 设计配方时要考虑到稀释剂对固化剂的消耗设计配方时要考虑到稀释剂对固化剂的消耗 D,增塑剂,增塑剂 加入适量的增塑剂可以增加树脂的流动性,降低加入适量的增塑剂可以增加树脂的流动性,降低固化物的脆性,提高弯曲和抗冲强度固化物的脆性,提高弯曲和抗冲强度 活性增塑剂有液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、羟端基活性增塑剂有液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、羟端基聚醚等聚醚等 非活性增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、二辛酯、磷非活性增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、二辛酯、磷酸三苯

41、酯,用量酸三苯酯,用量520% E,填充剂,填充剂 提高抗冲用石棉;提高抗压可选石英与铁粉;提提高抗冲用石棉;提高抗压可选石英与铁粉;提高粘接力选氧化铝、钛白粉高粘接力选氧化铝、钛白粉 加入填料的同时,一般需加入加入填料的同时,一般需加入2%左右的偶联剂左右的偶联剂 3,环氧树脂的配制与使用,环氧树脂的配制与使用 环氧树脂本身硬度高,刚性强,但韧性差,延伸环氧树脂本身硬度高,刚性强,但韧性差,延伸率低;常加入橡胶和线性树脂改性以提高韧性率低;常加入橡胶和线性树脂改性以提高韧性 环氧树脂含有大量羟基,其耐水性和耐潮性欠缺环氧树脂含有大量羟基,其耐水性和耐潮性欠缺 环氧树脂的使用期与三因素有关:一

42、是反应热,环氧树脂的使用期与三因素有关:一是反应热,二是配胶量,三是环境温度二是配胶量,三是环境温度 要求准确定量,随配随用要求准确定量,随配随用 含有非活性稀释剂时,可适当让溶剂挥发含有非活性稀释剂时,可适当让溶剂挥发 有时需加压提高粘接力,室温固化一段时间后,有时需加压提高粘接力,室温固化一段时间后,要考虑加热升温使其完全固化要考虑加热升温使其完全固化 E-44环氧树脂环氧树脂 100 702聚酯树脂聚酯树脂 1020 氧化钙氧化钙(160目目) 50 二乙烯三胺二乙烯三胺 10 石油磺酸石油磺酸 05配方举例:水下环氧聚酯胶配方举例:水下环氧聚酯胶 E-44环氧树脂环氧树脂 100 丙酮

43、丙酮 46 304不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂 810 酚醛亚胺酚醛亚胺 3035 填料填料 适量适量能在水下固化,初粘性能在水下固化,初粘性好,可在水下、潮湿表好,可在水下、潮湿表面涂抹,使被粘物在固面涂抹,使被粘物在固化前不滑动不脱落化前不滑动不脱落 二,酚醛树脂胶粘剂二,酚醛树脂胶粘剂 酚醛树脂配以固化剂、改性剂后组成的胶粘剂酚醛树脂配以固化剂、改性剂后组成的胶粘剂 是发展最早、产量较大、粘接力强、电绝缘优、是发展最早、产量较大、粘接力强、电绝缘优、耐候性佳,价廉易得的胶粘剂耐候性佳,价廉易得的胶粘剂 木材加工,电木制造大量使用木材加工,电木制造大量使用 1,合成原理,合成原理:酚和醛在

44、酸性或碱性催化下反应:酚和醛在酸性或碱性催化下反应生成的,最主要的是苯酚与甲醛合成的生成的,最主要的是苯酚与甲醛合成的 甲阶热固性树脂,在酚醛摩尔比小于甲阶热固性树脂,在酚醛摩尔比小于1时所得,时所得,它是线型分子,溶解于酒精、丙酮及碱的水溶液它是线型分子,溶解于酒精、丙酮及碱的水溶液OH+CH2OOHOHCH2OHCH2OH+xxxxH2CH2CH2CCH2OHCH2H2CH2CH2COHOHCH2CH2OHOHOHOHOHH2CH2CH2COHOHOHOH当酚和醛的比例大于当酚和醛的比例大于1时时则生成乙阶和丙阶树脂则生成乙阶和丙阶树脂A甲阶树脂甲阶树脂B乙阶树脂乙阶树脂C丙阶树脂丙阶树脂

45、CH2CH2OHOHOHnCH2CH2OHOHnCH2OH 2,影响酚醛树脂合成的主要因素,影响酚醛树脂合成的主要因素 催化剂:催化剂:NaOH是极强的碱性催化剂,使用量为是极强的碱性催化剂,使用量为酚酚1%,它有强的催化作用,适于制造水溶性及,它有强的催化作用,适于制造水溶性及无水酚醛树脂,但游离碱含量高,使得树脂的色无水酚醛树脂,但游离碱含量高,使得树脂的色泽、耐水性及介电性能较差,但可用弱的有机酸泽、耐水性及介电性能较差,但可用弱的有机酸中和除去中和除去 Ba(OH)2碱性较弱,是温和的催化剂,缩聚易控碱性较弱,是温和的催化剂,缩聚易控制,制得树脂粘度低,固化速度快,催化剂易除制,制得树

46、脂粘度低,固化速度快,催化剂易除去,适于低压成型去,适于低压成型 NH4OH是弱碱,使用量为酚的是弱碱,使用量为酚的0.5 3%,缩聚反,缩聚反应易控制,易除去,但易起泡应易控制,易除去,但易起泡 MgO是一种温和型催化剂,使用量是酚的是一种温和型催化剂,使用量是酚的23.5%,反应易控制,用途广泛,反应易控制,用途广泛 醛与酚的比例醛与酚的比例 在热固性酚醛树脂中,酚醛的摩尔比一般控制在在热固性酚醛树脂中,酚醛的摩尔比一般控制在11.2之间。总的来说,随着甲醛用量的增加,之间。总的来说,随着甲醛用量的增加,提高了树脂的滴点温度、粘度、凝胶时间和树脂提高了树脂的滴点温度、粘度、凝胶时间和树脂产

47、率,减少游离酚含量产率,减少游离酚含量 酚和醛的结构酚和醛的结构 酚环上含有供电子基时,易发生缩聚反应;取代酚环上含有供电子基时,易发生缩聚反应;取代基的体积越大,越难发生缩聚基的体积越大,越难发生缩聚 醛均能与酚进行缩聚制备酚醛树脂,高级醛与酚醛均能与酚进行缩聚制备酚醛树脂,高级醛与酚的反应与甲醛相似,但反应速度比甲醛慢得多的反应与甲醛相似,但反应速度比甲醛慢得多 3,酚醛树脂的固化,酚醛树脂的固化 热塑性甲阶酚醛树脂分子中含有一个游离的羟甲热塑性甲阶酚醛树脂分子中含有一个游离的羟甲基,加热就可以固化;加入石油磺酸等强酸性物基,加热就可以固化;加入石油磺酸等强酸性物质可使固化速度加快,可在室

48、温下数小时内固化质可使固化速度加快,可在室温下数小时内固化 热塑性酚醛树脂需加入甲醛或能产生甲醛的物质热塑性酚醛树脂需加入甲醛或能产生甲醛的物质才能固化,常用六次甲基四胺或多聚甲醛才能固化,常用六次甲基四胺或多聚甲醛 固化时施加一定的压力,所施压力的大小与厚度固化时施加一定的压力,所施压力的大小与厚度成正比成正比 4,酚醛树脂胶粘剂,酚醛树脂胶粘剂 一般选用甲阶树脂作胶粘剂,大致可分为一般选用甲阶树脂作胶粘剂,大致可分为 A,水溶性水溶性酚醛树脂胶粘剂:以酚醛比为酚醛树脂胶粘剂:以酚醛比为0.67时时生成,溶剂是水,在生成,溶剂是水,在NaOH催化下,用于纤维材催化下,用于纤维材料粘接料粘接

49、B,醇溶性醇溶性酚醛树脂胶粘剂:在氨水催化,以酚酚醛树脂胶粘剂:在氨水催化,以酚醛比为醛比为0.83时生成,经减压脱水生用乙醇溶解,时生成,经减压脱水生用乙醇溶解,加入固化剂可在室温或略高于室温的条件下固化加入固化剂可在室温或略高于室温的条件下固化 C,常温固化常温固化酚醛树脂胶粘剂:用水溶性树脂的酚醛树脂胶粘剂:用水溶性树脂的合成条件,经醇溶性树脂的后处理而制得的一种合成条件,经醇溶性树脂的后处理而制得的一种粘稠树脂体系,加磺酸类固化剂可在室温固化粘稠树脂体系,加磺酸类固化剂可在室温固化 5,改性酚醛树脂胶粘剂,改性酚醛树脂胶粘剂 纯酚醛树脂胶粘剂的性能不理想,加入其它高分纯酚醛树脂胶粘剂的

50、性能不理想,加入其它高分子可制得性能优异的胶。子可制得性能优异的胶。 酚醛丁腈胶酚醛丁腈胶(丙烯腈丙烯腈3540%),得耐高低温的结,得耐高低温的结构胶;不足之处是固化温度高于构胶;不足之处是固化温度高于140 酚醛环氧胶酚醛环氧胶(1:0.52),耐热性比环氧高,耐热性比环氧高 酚醛氯丁胶酚醛氯丁胶:粘接强度大,耐热性好:粘接强度大,耐热性好配方举例:配方举例:醇溶性酚醛树脂胶醇溶性酚醛树脂胶 苯酚苯酚 100 甲醛甲醛(含量按含量按100%计计) 38 氢氧化铵氢氧化铵(25%) 7 酒精酒精 100 把苯酚和甲醛一起加热,搅拌把苯酚和甲醛一起加热,搅拌15分钟后在分钟后在45下下加入氨水

51、,加入氨水,20分钟后升温至分钟后升温至65,1小时后小时后升温至升温至95,30分钟后停止加热,减压脱水。反分钟后停止加热,减压脱水。反应完成后加入酒精溶解即成应完成后加入酒精溶解即成配方举例:配方举例:酚醛丁腈胶酚醛丁腈胶 氨酚醛树脂氨酚醛树脂 10 丁腈橡胶丁腈橡胶 10 氧化镁氧化镁 3.5 过氧化二异丙苯过氧化二异丙苯 0.3 乙酸乙酯乙酸乙酯 100 按配方计量混合,调匀后即可用于粘接,在按配方计量混合,调匀后即可用于粘接,在2kg/cm2和和160下下4小时固化小时固化 属结构胶粘剂,可在属结构胶粘剂,可在150 下长期使用下长期使用 三,氨基树脂胶粘剂三,氨基树脂胶粘剂 它由氨

52、基树脂、固化剂、助剂组成它由氨基树脂、固化剂、助剂组成 氨基树脂是含氨基化合物与甲醛缩合而成氨基树脂是含氨基化合物与甲醛缩合而成 氨基化合物如尿素、三聚氰按、硫脲、苯胺等氨基化合物如尿素、三聚氰按、硫脲、苯胺等 脲醛树脂胶制造简单,成本低,产量最大脲醛树脂胶制造简单,成本低,产量最大 三聚氰胺胶性能好,但成本高而受限制三聚氰胺胶性能好,但成本高而受限制 1,脲醛树脂胶粘剂,脲醛树脂胶粘剂:特点是无色、耐热、成本:特点是无色、耐热、成本低、毒性小、不发霉、耐光性好低、毒性小、不发霉、耐光性好 在室温以上就很快固化,粘接强度较高,缺点是在室温以上就很快固化,粘接强度较高,缺点是耐水性和强度低于酚醛

53、树脂,由于含游离甲醛,耐水性和强度低于酚醛树脂,由于含游离甲醛,对使用者有一定的污染对使用者有一定的污染 实际应用时,常对其进行改性,木制品粘接最多实际应用时,常对其进行改性,木制品粘接最多 A,脲醛树脂的合成,脲醛树脂的合成:尿素与甲醛在弱酸或碱性:尿素与甲醛在弱酸或碱性催化作用下,缩聚而成初期脲醛树脂,再在固化催化作用下,缩聚而成初期脲醛树脂,再在固化剂或助剂作用下,形成不溶、不熔的脲醛树脂剂或助剂作用下,形成不溶、不熔的脲醛树脂 加成反应:中性或弱碱性介质下得羟甲基脲加成反应:中性或弱碱性介质下得羟甲基脲 若在酸性介质若在酸性介质pH7时,也生成羟甲脲,它容易时,也生成羟甲脲,它容易进一

54、步发生缩合进一步发生缩合 硫酸,盐酸对木材有破坏性,最常加入的催化剂硫酸,盐酸对木材有破坏性,最常加入的催化剂是氯化铵,酸性低,也容易控制是氯化铵,酸性低,也容易控制H2NCNH2O+ HCHOH2NCNHCH2OHOHOH2CHNCNHCH2OHO+pH7一羟脲一羟脲二羟甲脲二羟甲脲NH2CNHCH2OHONH2C=ONHCH2NHC=ONHCH2OH-H2O-H2ONH2C=ONHCH2C=ONHCH2NHNHC=ONHCH2OHnn =78 B,影响脲醛树脂性能的因素,影响脲醛树脂性能的因素 反应过程中,原料配比、反应过程中,原料配比、pH值、原料质量、反值、原料质量、反应温度、反应时间

55、直接影响胶粘剂的质量应温度、反应时间直接影响胶粘剂的质量 当脲醛摩尔比当脲醛摩尔比X大于大于1时,难形成二羟甲基脲;时,难形成二羟甲基脲;小于小于1时,才能形成二甲基脲,才有一定的交联时,才能形成二甲基脲,才有一定的交联度,因此采用度,因此采用X=0.520.7 原料质量,尿素中含硫酸盐,使介质原料质量,尿素中含硫酸盐,使介质pH降低,降低,易使反应液很快失去透明性而变成乳白色,因此易使反应液很快失去透明性而变成乳白色,因此对于硫酸盐、游离氨的含量有限制,甲醛中甲酸对于硫酸盐、游离氨的含量有限制,甲醛中甲酸和甲醇的含量也有限制和甲醇的含量也有限制 pH的影响:的影响: pH一般以一般以7.58

56、.0为宜,过高甲醛歧为宜,过高甲醛歧化,过低时反应太快,不容易控制化,过低时反应太快,不容易控制 反应温度在反应温度在70100合适,温度过高反应剧烈,合适,温度过高反应剧烈,出现凝胶,过低反应慢;时间在出现凝胶,过低反应慢;时间在120150min 反应时间太长,树脂粘度大,水溶性变小,贮存反应时间太长,树脂粘度大,水溶性变小,贮存稳定性下降稳定性下降 C,脲醛树脂的调配,脲醛树脂的调配:从应用形式有液状和粉状:从应用形式有液状和粉状两种,液体树脂的贮存期为两种,液体树脂的贮存期为26个月,小心控制个月,小心控制工艺可以更长;粉状是液体经喷雾干燥而是,使工艺可以更长;粉状是液体经喷雾干燥而是

57、,使用简单,运输方便,贮存期可达用简单,运输方便,贮存期可达12年年 脲醛树脂的合成反应是放热的,反应较快,所以脲醛树脂的合成反应是放热的,反应较快,所以常采用二次或三次聚合;首先加大甲醛用量,增常采用二次或三次聚合;首先加大甲醛用量,增大二羟甲基的产量,其次再加入尿素与过量甲醛大二羟甲基的产量,其次再加入尿素与过量甲醛反应;先在碱性介质反应;先在碱性介质(pH=79)中形成初期产物,中形成初期产物,再转化为弱酸性再转化为弱酸性(pH=4.35.0),最后调节至中性,最后调节至中性或弱碱性贮存。或弱碱性贮存。 用脲醛树脂胶粘剂粘接木材时,还加入固化剂,用脲醛树脂胶粘剂粘接木材时,还加入固化剂,

58、把把pH调至调至45,加速固化,提高粘接效率,加速固化,提高粘接效率 固化剂一般为有机酸和无机酸的铵盐,水解的氨固化剂一般为有机酸和无机酸的铵盐,水解的氨与甲醛反应,从而降低与甲醛反应,从而降低pH值,最常用氯化铵,值,最常用氯化铵,用量为用量为0.12%,气温高多加,气温低少加,气温高多加,气温低少加 脲醛树脂胶的助剂有填充剂脲醛树脂胶的助剂有填充剂(木粉、大豆蛋白木粉、大豆蛋白),防臭剂防臭剂(间苯二酚、橡胶、尿素间苯二酚、橡胶、尿素),防老剂,防老剂(硫脲、硫脲、间苯二酚间苯二酚),耐水剂,耐水剂(聚乙烯醇及缩醛聚乙烯醇及缩醛)及消泡剂,及消泡剂,这些助剂常有多种作用这些助剂常有多种作用

59、 普通脲醛树脂的耐水性较差,不耐久,为此可用普通脲醛树脂的耐水性较差,不耐久,为此可用聚酰胺、环氧树脂、丁氰橡胶、苯酚、三聚氰胺聚酰胺、环氧树脂、丁氰橡胶、苯酚、三聚氰胺等进行改性等进行改性配方举例:配方举例:脲醛树脂胶脲醛树脂胶 甲醛甲醛(36%) 95 尿素尿素(97%) 12 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液(30%) 适量适量 氯化铵溶液氯化铵溶液(20%) 适量适量 用氢氧化钠把甲醛调到用氢氧化钠把甲醛调到pH=7.58.0,加热至,加热至40加入尿素总量的加入尿素总量的3/4,升温至,升温至80反应反应1小小时,加入余量尿素,保温时,加入余量尿素,保温30分钟,用氯化铵调分钟,用氯化铵调p

60、H=5.05.3,保温,保温30分钟,调分钟,调pH=6.87.0,降,降温出料温出料 2,三聚氰胺胶粘剂,三聚氰胺胶粘剂 包括三聚氰胺甲醛树脂和三聚氰胺尿素甲醛树脂包括三聚氰胺甲醛树脂和三聚氰胺尿素甲醛树脂胶,主要是三聚氰胺与甲醛的缩聚树脂为基料胶,主要是三聚氰胺与甲醛的缩聚树脂为基料 纯三聚氰胺树脂较脆,很少单独使用,常加入对纯三聚氰胺树脂较脆,很少单独使用,常加入对甲苯磺酰胺和乙酸改性,改性胶多用于塑料板的甲苯磺酰胺和乙酸改性,改性胶多用于塑料板的浸渍和贴合浸渍和贴合 这种胶有较大的化学活性,不加固化剂就可在室这种胶有较大的化学活性,不加固化剂就可在室温下固化,胶层热稳定、耐水、耐化学介

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