玻璃与陶瓷胶粘剂(2.14)自学

1、 玻璃与陶瓷用胶粘剂玻璃与陶瓷用胶粘剂 郭秀兰郭秀兰 第二章第二章 胶粘剂胶粘剂第一节第一节 构造与性质构造与性质一、玻璃的构造与性质一、玻璃的构造与性质1.1.组成及构造组成及构造定义：定义：无定形固体，为非化学计量化合物。无定形固体，为非化学计量化合物。一般为硅酸盐，有时是由硼酸盐或磷酸盐一般为硅酸盐，有时是由硼酸盐或磷酸盐等混合物组成。等混合物组成。结构：结构：含多种负离子团含多种负离子团(SiO4-4， Si2O7-6, Si6O18-12, Si2O4-2n ,Si2O4-6n形成网状结形成网状结构。构。2.2.性质：性质：（1 1）透明及各同向性；）透明及各同向性；（2 2）脆性及

2、硬度大；）脆性及硬度大；（3 3）耐热熔融态和固态是可逆的；）耐热熔融态和固态是可逆的；（4 4）受热时固态变粘滞态时各性质是连）受热时固态变粘滞态时各性质是连续变化的；续变化的；（5 5）线膨胀系数小；）线膨胀系数小；（6 6）不渗透性；）不渗透性；（7 7）绝缘性好；）绝缘性好；（8 8）耐化学性；）耐化学性；（9 9）良好的光学性能。）良好的光学性能。二、二、陶瓷的构造及性质陶瓷的构造及性质1.构造：构造： 以粘土为主要成分的烧结体，为天然材料，主要以粘土为主要成分的烧结体，为天然材料，主要是长石、石英、粘土三大材料再加上一些化学原是长石、石英、粘土三大材料再加上一些化学原料，经高温烧结

3、，形成以料，经高温烧结，形成以O-2离子为中心的负离子离子为中心的负离子集团网络，一些体积集团网络，一些体积 较小的阳离子介于网络之中。较小的阳离子介于网络之中。化学组成：化学组成：硅酸盐硅酸盐结构：结构：结晶物质、玻璃态物质及气孔组成的复杂系结晶物质、玻璃态物质及气孔组成的复杂系统。统。 2.性质：性质： （1）脆性、硬度大；）脆性、硬度大；（2）软化温度高，光滑；）软化温度高，光滑；（3）无定型或结晶，表面能高易粘）无定型或结晶，表面能高易粘接。接。第二节第二节 玻璃与陶瓷粘接的基本情况玻璃与陶瓷粘接的基本情况一、玻璃的粘接情况一、玻璃的粘接情况 在建筑、车辆、仪器、安全、消声、在建筑、车

4、辆、仪器、安全、消声、装饰等应用时的制造装配与维修方面。装饰等应用时的制造装配与维修方面。 玻璃的表面组成与其本体组成差异大，玻璃的表面组成与其本体组成差异大，粘接时要根据具体情况分析，采取不同的粘接时要根据具体情况分析，采取不同的表面处理方法；表面能较高，吸附水膜后表面处理方法；表面能较高，吸附水膜后对粘接影响较大，须经表面处理，选择胶对粘接影响较大，须经表面处理，选择胶粘剂时必须要考虑到玻璃的特性。粘剂时必须要考虑到玻璃的特性。如在照相机、测距仪、显微镜等光学仪如在照相机、测距仪、显微镜等光学仪器中主要用有机胶粘剂，而在电子管、器中主要用有机胶粘剂，而在电子管、高真空器件、理化仪器的粘接时

5、则广泛高真空器件、理化仪器的粘接时则广泛使用无机胶粘剂。使用无机胶粘剂。 粘接玻璃的其它方法：自身熔接，粘接玻璃的其它方法：自身熔接，玻璃与金属的封接可用合金软焊料。玻璃与金属的封接可用合金软焊料。二、陶瓷的粘接情况二、陶瓷的粘接情况 陶瓷具有高表面能，易吸附水层，且结构牢陶瓷具有高表面能，易吸附水层，且结构牢固，给粘接带来一定的困难；陶瓷表面光滑，但固，给粘接带来一定的困难；陶瓷表面光滑，但断裂面较粗糙，较易粘接修复。陶瓷自身粘接、断裂面较粗糙，较易粘接修复。陶瓷自身粘接、陶瓷与金属、塑料的粘接主要使用有机胶粘剂，陶瓷与金属、塑料的粘接主要使用有机胶粘剂，但在陶瓷自身（大型）、陶瓷与金属一些

6、时候的但在陶瓷自身（大型）、陶瓷与金属一些时候的粘接却主要使用无机胶粘剂。粘接却主要使用无机胶粘剂。其它粘接方法：固相熔接和熔融粘接法。其它粘接方法：固相熔接和熔融粘接法。第三节第三节 影响玻璃与陶瓷粘接的各种因素影响玻璃与陶瓷粘接的各种因素一、玻璃粘接的影响因素一、玻璃粘接的影响因素1.玻璃表面能高的影响：吸附水膜，玻璃表面能高的影响：吸附水膜，且在高温下难以除去；且在高温下难以除去；2.玻璃表面硬度大，不能用普通的打玻璃表面硬度大，不能用普通的打磨方法，一般用有机溶剂处理。磨方法，一般用有机溶剂处理。二、陶瓷粘接的影响因素二、陶瓷粘接的影响因素1.陶瓷表面能高的影响：吸附水膜，且在高温下陶

7、瓷表面能高的影响：吸附水膜，且在高温下难以除去；难以除去； 2.陶瓷表面的浸润性：陶瓷的表面张力较高，有陶瓷表面的浸润性：陶瓷的表面张力较高，有利于液体在陶瓷表面上的浸润和粘合，但两相利于液体在陶瓷表面上的浸润和粘合，但两相的相容性也会影响粘接的效果。的相容性也会影响粘接的效果。3.陶瓷表面的几何结构：存在着无数的台阶、凹陶瓷表面的几何结构：存在着无数的台阶、凹谷、气孔和裂缝，造成表面能分布不均匀，从谷、气孔和裂缝，造成表面能分布不均匀，从而影响表面的浸润性。而影响表面的浸润性。第四节第四节 玻璃与陶瓷用胶粘剂的配方与生产玻璃与陶瓷用胶粘剂的配方与生产一、有机胶粘剂一、有机胶粘剂543胶胶使用

8、范围使用范围 （1）使用温度范围）使用温度范围 -60+120（2）主要用途适用于各种陶瓷、）主要用途适用于各种陶瓷、 玻璃、玻璃、木材、金属、电木及其他木材、金属、电木及其他 塑料的粘接。塑料的粘接。 配方配方 由多种环氧树脂（由多种环氧树脂（A）和聚酰胺、）和聚酰胺、三乙醇胺及填料（三乙醇胺及填料（B）等组成。）等组成。二、无机胶粘剂：二、无机胶粘剂：硅酸盐、磷酸硅酸盐、磷酸-氧化铜无机胶粘剂、氧化铜无机胶粘剂、玻璃质无机胶粘剂等。玻璃质无机胶粘剂等。三、玻璃、陶瓷与其他材料的粘接三、玻璃、陶瓷与其他材料的粘接陶瓷与金属陶瓷与金属: : 聚丙烯酸酯胶粘剂、不饱聚丙烯酸酯胶粘剂、不饱和聚酯胶

9、粘剂、环氧酚醛胶粘剂和环氧和聚酯胶粘剂、环氧酚醛胶粘剂和环氧聚酰胺胶粘剂等。聚酰胺胶粘剂等。玻璃、陶瓷与塑料玻璃、陶瓷与塑料: : 玻璃、陶瓷与氯化聚醚、玻璃、陶瓷与氯化聚醚、ABSABS、聚苯醚、聚苯醚、聚醚泡沫的粘接，可选用聚氨酯胶粘剂。聚醚泡沫的粘接，可选用聚氨酯胶粘剂。 玻璃、陶瓷与聚苯乙烯泡沫、聚氯乙稀泡玻璃、陶瓷与聚苯乙烯泡沫、聚氯乙稀泡沫、聚丙烯、聚缩醛、硬质聚氯乙稀的粘沫、聚丙烯、聚缩醛、硬质聚氯乙稀的粘接，可选用环氧胶粘剂和改性环氧胶粘剂接，可选用环氧胶粘剂和改性环氧胶粘剂等胶粘剂。等胶粘剂。玻璃、陶瓷与聚四氟乙烯、聚苯乙烯玻璃、陶瓷与聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚碳酸

10、酯的粘接，可、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯的粘接，可选用聚丙烯酸酯胶粘剂和有机硅胶粘选用聚丙烯酸酯胶粘剂和有机硅胶粘剂等胶粘剂。剂等胶粘剂。玻璃、陶瓷与软质聚氯乙稀的粘接，玻璃、陶瓷与软质聚氯乙稀的粘接，可选用酚醛丁氰胶粘剂等胶粘剂。可选用酚醛丁氰胶粘剂等胶粘剂。玻璃、陶瓷与其它品种的塑料粘接，玻璃、陶瓷与其它品种的塑料粘接，一般可选用聚氨酯胶粘剂、环氧胶粘一般可选用聚氨酯胶粘剂、环氧胶粘剂和改性环氧胶粘剂等胶粘剂。剂和改性环氧胶粘剂等胶粘剂。玻璃、陶瓷与橡胶玻璃、陶瓷与橡胶: :玻璃、陶瓷与硅橡胶的粘接，可选用有机玻璃、陶瓷与硅橡胶的粘接，可选用有机硅胶粘剂等。硅胶粘剂等。玻璃、陶瓷与丁氰橡胶的粘接

11、，可选用酚玻璃、陶瓷与丁氰橡胶的粘接，可选用酚醛丁氰胶粘剂和环氧丁氰胶粘剂等。醛丁氰胶粘剂和环氧丁氰胶粘剂等。玻璃、陶瓷与氯丁橡胶的粘接，可选用酚玻璃、陶瓷与氯丁橡胶的粘接，可选用酚醛氯丁胶粘剂和环氧氯丁胶粘剂等。醛氯丁胶粘剂和环氧氯丁胶粘剂等。玻璃、陶瓷与天然橡胶的粘接，可选用聚玻璃、陶瓷与天然橡胶的粘接，可选用聚氨酯胶粘剂、改性橡胶胶粘剂和天然橡胶胶氨酯胶粘剂、改性橡胶胶粘剂和天然橡胶胶粘剂等。粘剂等。玻璃、陶瓷与木材玻璃、陶瓷与木材: 木材与玻璃、陶瓷的粘接，可选用木材与玻璃、陶瓷的粘接，可选用聚乙烯醇缩丁醛胶、聚氨酯胶粘剂、聚乙烯醇缩丁醛胶、聚氨酯胶粘剂、环氧胶粘剂、环氧聚酰胺胶粘剂、

12、环氧胶粘剂、环氧聚酰胺胶粘剂、环氧硅橡胶胶粘剂、甲醇胶粘剂等环氧硅橡胶胶粘剂、甲醇胶粘剂等胶粘剂。胶粘剂。 玻璃、陶瓷与纸张玻璃、陶瓷与纸张: 可选用聚乙烯醇缩丁醛胶、氯丁橡可选用聚乙烯醇缩丁醛胶、氯丁橡胶胶粘剂、丁氰橡胶胶粘剂、丁基橡胶胶粘剂、丁氰橡胶胶粘剂、丁基橡胶胶粘剂、聚氨酯胶粘剂等。胶胶粘剂、聚氨酯胶粘剂等。玻璃、陶瓷与皮革玻璃、陶瓷与皮革: :可选用聚氨酯胶粘剂、环氧氯丁橡可选用聚氨酯胶粘剂、环氧氯丁橡胶胶粘剂和氯丁等胶胶粘剂和氯丁等玻璃、陶瓷与织物玻璃、陶瓷与织物: :可选用不饱和聚酯胶粘剂、聚氨酯胶可选用不饱和聚酯胶粘剂、聚氨酯胶粘剂和环氧氯丁胶粘剂等。粘剂和环氧氯丁胶粘剂等。

13、四、常用胶粘剂四、常用胶粘剂4.1 4.1 聚氨酯胶粘剂：聚氨酯胶粘剂：1 1、聚氨酯胶粘剂概述、聚氨酯胶粘剂概述 聚氨酯是分子中含有氨基甲酸酯基聚氨酯是分子中含有氨基甲酸酯基（NHCOONHCOO）和（或）异氰酸酯基（）和（或）异氰酸酯基（NCONCO）的物质。聚氨酯胶粘剂是合成）的物质。聚氨酯胶粘剂是合成胶粘剂的主要品种，具有反应活性高、胶粘剂的主要品种，具有反应活性高、常温能固化、耐冲击等很多优异的性能常温能固化、耐冲击等很多优异的性能。 2、聚氨酯的合成与改性、聚氨酯的合成与改性 聚氨酯的合成方法一般以二异氰酸酯和多聚氨酯的合成方法一般以二异氰酸酯和多元醇为主要原料。元醇为主要原料。

14、聚氨酯可以用有机硅等进行改性，以提高聚氨酯可以用有机硅等进行改性，以提高其耐水等性能。其耐水等性能。 3、聚氨酯胶粘剂组成、聚氨酯胶粘剂组成 聚氨酯胶粘剂所用原料主要包括异氰酸酯、聚氨酯胶粘剂所用原料主要包括异氰酸酯、多元醇、催化剂和溶剂等。多元醇、催化剂和溶剂等。 4.2 丙烯酸酯胶粘剂：丙烯酸酯胶粘剂： 1、丙烯酸酯类单体简介：、丙烯酸酯类单体简介： 丙烯酸酯类单体主要是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯类单体主要是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等。酯等。 2、丙烯酸酯类聚合物可以通过乳液聚合、丙烯酸酯类聚合物可以通过乳液聚合等方法进行合成

15、等方法进行合成 丙烯酸酯类聚合物具有耐水性、耐丙烯酸酯类聚合物具有耐水性、耐候性、耐碱性、耐氧性、耐臭氧性、耐光候性、耐碱性、耐氧性、耐臭氧性、耐光性和臭味少、与颜料的粘合力高等特点。性和臭味少、与颜料的粘合力高等特点。丙烯酸酯类聚合物可以用苯乙烯和有机硅丙烯酸酯类聚合物可以用苯乙烯和有机硅等化合物进行改性。等化合物进行改性。3 3、丙烯酸酯胶粘剂的组成、丙烯酸酯胶粘剂的组成 丙烯酸酯类胶粘剂种类较多，应用丙烯酸酯类胶粘剂种类较多，应用范围较广。其组成对于不同的应用来说范围较广。其组成对于不同的应用来说也不同。丙烯酸酯系聚合物乳液可直接也不同。丙烯酸酯系聚合物乳液可直接用作胶粘剂，而氰基丙烯酸

16、酯胶粘剂、用作胶粘剂，而氰基丙烯酸酯胶粘剂、反应型丙烯酸酯类胶粘剂的组成较为复反应型丙烯酸酯类胶粘剂的组成较为复杂，但一般都包括单体、稳定剂、引发杂，但一般都包括单体、稳定剂、引发剂和促进剂等。剂和促进剂等。4.3 4.3 醋酸乙烯酯胶粘剂：醋酸乙烯酯胶粘剂：1 1、醋酸乙烯酯的性质、醋酸乙烯酯的性质醋酸乙烯酯常与各种单体共聚。共聚单体多醋酸乙烯酯常与各种单体共聚。共聚单体多数是和醋酸乙烯酯一起加入反应器内进行共聚数是和醋酸乙烯酯一起加入反应器内进行共聚，但也有先将其他单体聚合，然后再添加醋酸，但也有先将其他单体聚合，然后再添加醋酸乙烯酯进行共聚。可与醋酸乙烯酯共聚的单体乙烯酯进行共聚。可与醋酸乙烯酯共聚的单体很多，主要有以下几类：很多，主要有以下几类：乙烯酯乙烯酯; ;不饱和羧酸酯不饱和羧酸酯; ; 不饱和酰胺化合物不饱和酰胺化合物; ; 不饱和氰等。不饱和氰等。 2、聚醋酸乙烯酯的合成与改性、聚醋酸乙烯酯的合成与改性 聚醋酸乙烯酯的合成主要通过溶液聚合和聚醋酸乙烯酯的合成主要通过溶液