牛春雨 胶黏剂

1、一、胶黏剂的发展史 胶黏剂的发展进入了一个漫长的历史进程，人类使用胶黏剂，可以追溯到很久以前。从考古发掘中发现，远在600年前，人类就用水和黏土调和起来，作为胶黏剂，制陶和制砖，把石头等固体粘结成生活用具。我国是发现和使用天人胶黏剂最早的国家之一。远古时代就有黄帝煮胶的故事，一些古代书籍就有关于胶黏剂制造和使用的踪迹，足以证明我国使用胶黏剂的历史之悠久。伴随着生产和生活水平的提高，普通分子结构的胶黏剂已经远不能满足人们在生产生活中的应用，这时高分子材料和纳米材料成为改善各种材料性能的有效途径，高分子类聚合物和纳米聚合物成为胶粘剂重要的研究方向。在工业企业现代化的发展中，传统的以金属修复方法为主

2、的设备维护工艺技术已经不能满足针对更多高新设备的维护需求，为此诞生了包括高分子复合材料在内的更多新的胶黏剂，以便解决更多问题，满足新的应用需求。二十世纪后期，世界发达国家以美国福世蓝（1st line）公司为代表的研发机构，研发了以高分子材料和复合材料技术为基础的高分子复合型胶黏剂，它是以高分子复合聚合物与金属粉末或陶瓷粒组成的双组分或多组分的复合材料，它可以极大解决和弥补金属材料的应用弱项，可广泛用于设备部件的磨损、冲刷、腐蚀、渗漏、裂纹、划伤等修复保护。高分子复合材料技术已发展成为重要的现代化胶黏剂应用技术之一。二、胶黏剂的定义 胶黏剂（adhesive）：通过界面的黏附和内聚等作用，能使

3、两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，统称为胶黏剂，又叫黏合剂，习惯上简称为胶。简而言之，胶黏剂就是通过黏合作用，能使被黏物结合在一起的物质。“胶黏剂”是通用的标准术语，亦包括其他一些胶水、胶泥、胶浆、胶膏等三、胶黏剂的组成1.粘结物质。粘结物质也称黏料，它是胶黏剂中的基本组分，起黏结作用。其性质决定了胶粘剂的性能、用途和使用条件。一般多用各种树脂、橡胶类及天然高分子化合物作为粘结物质。2.固化剂固化剂是促使黏结物质通过化学反应加快固化的组分。有的胶黏剂中的树脂（如环氧树脂）若不加固化剂，其本身不能变成坚硬的固体。固化剂也是胶黏剂的主要组分，其性质和用量

4、对胶黏剂的性能起着重要的总用。3.增韧剂增韧剂是为了改善黏结层的韧性、提高其抗冲击强度的组分。常用的增韧剂有邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛脂等。4.稀释剂稀释剂又称溶剂，主要起降低胶黏剂黏度的作用，以便于操作、提高胶黏剂的湿润性和流动性。常用的稀释剂有机溶剂有丙酮、苯和甲苯等。5.填料填料一般在胶黏剂中不发生化学反应，它能使胶黏剂的稠度增加、热膨胀系数降低、收缩性减少、抗冲击强度和机械强度提高。常用的填料有滑石粉、石棉粉和铝粉等。6.改性剂改性剂是为了改善胶黏剂的某一方面性能，以满足特殊要求而加入的一些组分，如为增加胶接强度，可加入偶联剂，还可以加入防腐剂、防霉剂、阻燃剂和稳定剂等。四、胶黏

5、剂的分类1.根据胶黏剂黏料的化学性质，可以分为无机胶黏剂和有机胶黏剂，例如水玻璃、水泥、石膏等均可以作为无机胶黏剂使用，而以高分子材料为黏料的胶黏剂均属于有机胶黏剂。2.按照胶黏剂的物理状态，可以分为液态、固态和糊状胶黏剂，其中固态胶黏剂又有粉末状和薄膜状的，而液态胶黏剂则可以分为水溶液型、有机溶液型、水乳液型和非水介质分散型等3.按照胶黏剂的来源可以分为天然橡胶和合成橡胶，例如天然橡胶、沥青、松香、明胶、纤维素、淀粉胶等都属于天然胶黏剂，而采用聚合方法人工合成的各种胶黏剂均属于合成胶黏剂的范畴。4.对于常见的有机胶黏剂，按照分子结构可以分为热塑性树脂、热固型树脂、橡胶胶黏剂等几种。热塑型：纤

6、维素酯、烯类聚合物（聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、过氯乙烯、聚异丁烯等）、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚丙烯酸酯、a-氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等类热固型：氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰-甲醛树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-聚酰胺、酚醛-环氧树脂、环氧-聚酰胺等类五、影响因素 从胶接体系破坏实验表明，胶接破坏时也现四种不同情况： 1.界面破坏：胶黏剂层全部与粘体表面分开（胶粘界面完整脱离）； 2.内聚力破坏：破坏发生在胶黏剂或被粘体本身，而不在胶粘界面间； 3.混合破坏：被粘物和胶黏剂层本身都有部分破坏或这两者中

7、只有其一。这些破坏说明粘接强度不仅与被粘剂与被粘物之间作用力有关，也与聚合物粘料的分子之间的作用力有关。六、基本理论1、胶粘理论2、吸附理论3、化学键形成理论4、弱界层理论5、扩散理论6、静电理论吸附理论：人们把固体对胶黏剂的吸附看成是胶接主要原因的理论，称为胶接的吸附理论。理论认为：粘接力的主要来源是粘接体系的分子作用力，即范德华力和氢键力。胶粘与被粘物表面的粘接力与吸附力具有某种相同的性质。胶黏剂分子与被粘物表面分子的作用过程有两个过程：第一阶段是液体胶黏剂分子借助于布朗运动向被粘物表面扩散，使两界面的极性基团或链节相互靠近，在此过程中，升温、施加接触压力和降低胶黏剂粘度等都有利于布朗运动

8、的加强。第二阶段是吸附力的产生。当胶黏剂与被粘物分子间的距离达到10-5Å时，界面分子之间便产生相互吸引力，使分子间的距离进一步缩短到处于最大稳定状态。胶粘理论：聚合物之间，聚合物与非金属或金属之间，金属与金属和金属与非金属之间的胶接等都存在聚合物基料与不同材料之间界面胶接问题。粘接是不同材料界面间接触后相互作用的结果。因此，界面层的作用是胶粘科学中研究的基本问题。诸如被粘物与粘料的界面张力、表面自由能、官能基团性质、界面间反应等都影响胶接。胶接是综合性强，影响因素复杂的一类技术，而现有的胶接理论都是从某一方面出发来阐述其原理，所以至今全面唯一的理论是没有的。扩散理论：两种

9、聚合物在具有相容性的前提下，当它们相互紧密接触时，由于分子的布朗运动或链段的摆产生相互扩散现象。这种扩散作用是穿越胶黏剂、被粘物的界面交织进行的。扩散的结果导致界面的消失和过渡区的产生。粘接体系借助扩散理论不能解释聚合物材料与金属、玻璃或其他硬体胶粘，因为聚合物很难向这类材料扩散。七、胶黏剂选用的注意事项1储存期a. 每种产品均有储存期，根据国际标准及国内标准，储存期指在常温（24）情况下。丙烯酸酯胶类为20。b. 对丙烯酸酯类产品，如温度越高储存期越短。c. 对水基类产品如温度在零下1以下，直接影响产品质量。2强度：a. 世界上没有万能胶，不同的被粘物，最好选用专用胶黏剂。b. 对被粘物本身

10、的强度低，那么不必选用高强度的产品，否则，将大材小用，增加成本。c. 不能只重视初始强度高，更应考虑耐久性好。d. 高温固化的胶黏剂性能远远高于室温固化，如要求强度高、耐久性好的，要选用高温固化胶黏剂。e. 对a氰基丙烯酸酯胶(502强力胶)除了应急或小面积修补和连续化生产外,对要求粘接强度高的材料,不宜采用.八、胶黏剂的危害八、胶黏剂的危害胶黏剂可能对环境的污染和人体健康的危害，是由于胶黏剂胶黏剂可能对环境的污染和人体健康的危害，是由于胶黏剂中的有害物质。如挥发性有机化合物、苯、甲苯、二甲苯、中的有害物质。如挥发性有机化合物、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、游离甲苯二异氰酸酯以及挥发性有机化合物等所造甲醛、游离甲苯二异氰酸酯以及挥发性有机化合物等所造成的。成的。挥发性有机化合物（挥发性有机化合物（VOCVOC）在胶黏剂中存在较多，如溶剂型）在胶黏剂中存在较多，如溶剂型胶黏剂中的有机溶剂，三醛胶（酚醛、脲醛、三聚氰胺甲胶黏剂中的有机溶剂，三醛胶（酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛）中的游离甲醛，醛）中的游离甲醛，-氰基丙烯酸酯胶黏剂中的氰基丙烯酸酯胶黏剂中的SO2SO2，41154115建筑胶中的甲醇、丙烯酸酯乳液中的增稠剂氨水等。建筑胶中的甲醇、丙烯酸酯乳液中的增稠剂氨水等。这些易挥发性的物质排放到大气中，危害很大，而且有些这些易挥发性的物质排放