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1、第第4章章 胶黏剂胶黏剂4.1 概述概述在两个被粘物面之间胶粘剂只占很薄的在两个被粘物面之间胶粘剂只占很薄的一层体积,但使用胶粘剂完成胶接施工一层体积,但使用胶粘剂完成胶接施工之后,所得胶接件在机械性能和物理化之后,所得胶接件在机械性能和物理化学性能方面,能满足实际需要的各项要学性能方面,能满足实际需要的各项要求。求。 胶粘剂的品种很多,其基本组成由基料(主体胶粘剂的品种很多,其基本组成由基料(主体材料),及配合剂(辅助材料)如固化剂,材料),及配合剂(辅助材料)如固化剂,填料,增韧剂,稀释剂,偶联剂,触变剂,填料,增韧剂,稀释剂,偶联剂,触变剂,增塑剂等配合而成。增塑剂等配合而成。(1) 基
2、料基料 基料又称粘料、基料又称粘料、 主剂,是决定粘合剂性主剂,是决定粘合剂性能的主要组分,能起到胶粘的作用。主要有能的主要组分,能起到胶粘的作用。主要有天然高分子、合成树脂及合成橡胶。天然高天然高分子、合成树脂及合成橡胶。天然高分子有淀粉、蛋白质、天然橡胶等。还有无分子有淀粉、蛋白质、天然橡胶等。还有无机材料如硅酸盐、磷酸盐等。机材料如硅酸盐、磷酸盐等。(2)辅助材料)辅助材料溶剂(稀释剂)溶剂(稀释剂) 为了降低粘合剂粘度、增加流动性、渗透为了降低粘合剂粘度、增加流动性、渗透力而使用的低分子化合物,有些稀释剂还能降力而使用的低分子化合物,有些稀释剂还能降低粘合剂的活性,延长粘合剂的使用期。
3、低粘合剂的活性,延长粘合剂的使用期。 增塑剂与增韧剂增塑剂与增韧剂 为了改善胶层柔韧性,提高胶层冲击强度为了改善胶层柔韧性,提高胶层冲击强度及耐寒性而加入的配合剂。及耐寒性而加入的配合剂。偶联剂偶联剂 又称增粘剂。是为了改善粘合剂和被粘物又称增粘剂。是为了改善粘合剂和被粘物表面之间的界面强度而使用的助剂。偶联剂是表面之间的界面强度而使用的助剂。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合。分子形成化学键合。 固化剂固化剂 固化剂又称硬化剂、交联剂,可使小分子固化剂又称硬化剂、交联剂,可使小分子或单体聚合,或使线型分子交联成体型。以热或单体
4、聚合,或使线型分子交联成体型。以热固性聚合物为粘料时,必须加入固化剂使粘合固性聚合物为粘料时,必须加入固化剂使粘合组分交联形成体型结构。组分交联形成体型结构。固化促进剂固化促进剂 固化促进剂是加速交联反应,缩短固化时固化促进剂是加速交联反应,缩短固化时间或降低固化温度的组分。间或降低固化温度的组分。填料填料 填料的作用是改善粘合性能和降低粘合剂填料的作用是改善粘合性能和降低粘合剂的成本。填料一般是粉末状或细短纤维状。填的成本。填料一般是粉末状或细短纤维状。填料的用量要合适,否则会导致粘接性能下降。料的用量要合适,否则会导致粘接性能下降。其它助剂其它助剂 粘合剂组分除上述必需的组分外,根据粘粘合
5、剂组分除上述必需的组分外,根据粘料的结构性质、用途还需加入防老剂、着色剂、料的结构性质、用途还需加入防老剂、着色剂、引发剂、阻聚剂、乳化剂、增稠剂、防霉剂、引发剂、阻聚剂、乳化剂、增稠剂、防霉剂、阻燃剂、稳定剂等组分。阻燃剂、稳定剂等组分。 1. 1. 按基料化学成分分类按基料化学成分分类 以无机化合物为基料的称无机粘合剂,以无机化合物为基料的称无机粘合剂,以聚合物为基料的称有机粘合剂,有机粘合以聚合物为基料的称有机粘合剂,有机粘合剂又分为天然粘合剂与合成粘合剂两大类。剂又分为天然粘合剂与合成粘合剂两大类。 2. 2. 按物理形态分类按物理形态分类 根据粘合剂外观上的差异人们常将粘合剂根据粘合
6、剂外观上的差异人们常将粘合剂分为以下五种类型:分为以下五种类型:(1)(1)溶液型。合成树脂或橡胶在适当的溶剂中配溶液型。合成树脂或橡胶在适当的溶剂中配成有一定粘度的溶液,目前大部分粘合剂是这成有一定粘度的溶液,目前大部分粘合剂是这一形式。一形式。(2)(2)乳液型。合成树脂或橡胶分散于水中,形成乳液型。合成树脂或橡胶分散于水中,形成水溶液或乳液。这类粘合剂由于不存在污染问水溶液或乳液。这类粘合剂由于不存在污染问题,所以发展较快。题,所以发展较快。( (3 3) )膏状或糊状型。这是将合成树脂或橡胶配成膏状或糊状型。这是将合成树脂或橡胶配成易挥发的高粘度的胶粘剂。主要用于密封和嵌易挥发的高粘度
7、的胶粘剂。主要用于密封和嵌缝等方面。缝等方面。 (4 4)固体型。一般是将热塑性合成树脂或橡胶)固体型。一般是将热塑性合成树脂或橡胶制成粒状、块状、或带状形式,加热时熔融制成粒状、块状、或带状形式,加热时熔融可以涂布,冷却后固化,也称热熔胶。这类可以涂布,冷却后固化,也称热熔胶。这类粘合剂的应用范围广泛,常用在道路标志、粘合剂的应用范围广泛,常用在道路标志、奶瓶封口或衣领衬里等。奶瓶封口或衣领衬里等。(5 5)膜状型。将粘合剂涂布于各种基材(纸、)膜状型。将粘合剂涂布于各种基材(纸、布等)上,呈薄膜状胶带,或直接将合成树布等)上,呈薄膜状胶带,或直接将合成树脂或橡胶制成薄膜使用。脂或橡胶制成薄
8、膜使用。3. 3. 按用途及受力情况分类按用途及受力情况分类 粘合剂按受力情况可分为结构胶、非结构粘合剂按受力情况可分为结构胶、非结构胶以及专门用于木材、金属、塑料、纤维、胶以及专门用于木材、金属、塑料、纤维、橡胶、建筑、玻璃、汽车车辆、电气和电子橡胶、建筑、玻璃、汽车车辆、电气和电子 工业、生物体和医疗等部门的特种粘合剂。工业、生物体和医疗等部门的特种粘合剂。(1 1)结构胶粘剂是用于受力结构件胶接,并能)结构胶粘剂是用于受力结构件胶接,并能长期承受较大动、静负荷的胶粘剂。长期承受较大动、静负荷的胶粘剂。(2 2)非结构胶粘剂是适用于非受力结构件胶接。)非结构胶粘剂是适用于非受力结构件胶接。
9、(3 3)特种胶粘剂是供某些特殊场合应用的胶粘剂,)特种胶粘剂是供某些特殊场合应用的胶粘剂,用以提供独特的用途。此外,近年来,又出现了用以提供独特的用途。此外,近年来,又出现了无污染胶粘剂等胶粘剂新品种。无污染胶粘剂等胶粘剂新品种。4. 按固化方式分类按固化方式分类(1)介质挥发型:水基蒸发型(如聚乙烯醇和)介质挥发型:水基蒸发型(如聚乙烯醇和乙烯乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液型胶粘剂)、溶剂挥醋酸乙烯酯共聚乳液型胶粘剂)、溶剂挥发型(如氯丁橡胶胶粘剂);发型(如氯丁橡胶胶粘剂);(2)化学反应型(如)化学反应型(如-氰基丙烯酸酯瞬干胶氰基丙烯酸酯瞬干胶和酚醛和酚醛-丁腈橡胶等加固化剂型及热固型);
10、丁腈橡胶等加固化剂型及热固型);(3)热熔型(如棒状、粒状与带状的乙烯)热熔型(如棒状、粒状与带状的乙烯-醋醋酸乙烯酯热熔胶);酸乙烯酯热熔胶);(4)压敏型。)压敏型。5.按性能分按性能分 如压敏胶、再湿胶、瞬干胶、厌氧胶、耐如压敏胶、再湿胶、瞬干胶、厌氧胶、耐高温胶、耐低温胶、微胶囊胶等。高温胶、耐低温胶、微胶囊胶等。优点优点()能粘合用()能粘合用、间的物质,如粘接薄膜、纤维、小颗间的物质,如粘接薄膜、纤维、小颗粒等;粒等; ()(),比采用机械连接易得到,比采用机械连接易得到更轻、更牢固的组件。如可以采用夹心板(由更轻、更牢固的组件。如可以采用夹心板(由蜂窝芯和薄的铝或镁)制造飞机的机
11、翼、尾翼蜂窝芯和薄的铝或镁)制造飞机的机翼、尾翼和机身,可以减轻飞机的重量、降低疲劳破坏和机身,可以减轻飞机的重量、降低疲劳破坏的可能性;的可能性; ()通过交叉粘接能()通过交叉粘接能、,如木材本身,如木材本身不均一且对水敏感,经交叉粘接后可变成不不均一且对水敏感,经交叉粘接后可变成不翘曲且耐水的层压板;翘曲且耐水的层压板; ()粘合剂有许多()粘合剂有许多,如电容器、印,如电容器、印刷线路、电动机、电阻器等的粘合面具有电刷线路、电动机、电阻器等的粘合面具有电绝缘性能;绝缘性能;()可以粘合异种材料,如铝()可以粘合异种材料,如铝-纸、铜纸、铜-钢、钢、纸纸-木等。两种金属粘合在一起,粘合物
12、件木等。两种金属粘合在一起,粘合物件间有粘合剂层隔开,从而可以防止腐蚀。如间有粘合剂层隔开,从而可以防止腐蚀。如两种热膨胀系数相差显著的材料粘合在一起,两种热膨胀系数相差显著的材料粘合在一起,柔性的胶层能降低因温度变化所产生的应力;柔性的胶层能降低因温度变化所产生的应力;()粘合方法比其他连接方法(焊接、铆钉、()粘合方法比其他连接方法(焊接、铆钉、螺栓等连接)便于施工,且速度快,经济,螺栓等连接)便于施工,且速度快,经济,美观。美观。缺点缺点及局限性及局限性4.2 粘结机理粘结机理胶接界面的结合包括物理结合和化学结合。胶接界面的结合包括物理结合和化学结合。4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结
13、机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.2 粘结机理粘结机理4.3 无机胶黏剂无机胶黏剂1.硅酸盐类胶黏剂硅酸盐类胶黏剂2.磷酸盐类胶黏剂磷酸盐类胶黏剂3.硫酸盐类胶黏剂硫酸盐类胶黏剂4.其他其他4.4 天然胶黏剂天然胶黏剂 动物胶 植物胶 矿物胶 海洋天然胶 4.5.1热塑性合成树脂胶黏剂热塑性合成树脂胶黏剂 以热塑性树脂为基料的粘
14、合剂,以热塑性树脂为基料的粘合剂,熔融熔融,遇溶剂可溶解,据固化机理,遇溶剂可溶解,据固化机理不同分为四类:不同分为四类:通过通过 溶剂挥发实现固化的溶剂挥发实现固化的 溶剂型溶剂型粘合剂;粘合剂;通过通过 分散剂挥发实现固化的分散剂挥发实现固化的 乳液型乳液型粘合剂;粘合剂;通过通过 熔体冷却实现固化的熔体冷却实现固化的 热熔胶热熔胶;通过通过 化学反应实现固化的化学反应实现固化的 反应型反应型胶粘剂。胶粘剂。 优点优点:粘附性较好;粘附性较好; 机械强度高;机械强度高; 柔软性好;柔软性好; 使用方便。使用方便。 缺点缺点:耐热性能和耐化学性能较差。:耐热性能和耐化学性能较差。 用途用途:
15、非结构胶。:非结构胶。 主要用于木材、纸制品、纤维、陶瓷、塑主要用于木材、纸制品、纤维、陶瓷、塑料薄膜、发泡聚乙烯等的粘接料薄膜、发泡聚乙烯等的粘接 。n nC CH HC CH H2 2O OC CO OC CH H3 3 由由醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯出发,用过氧化物或偶氮二异丁腈出发,用过氧化物或偶氮二异丁腈作引发剂,通过聚合反应等方法制。作引发剂,通过聚合反应等方法制。 优点:黏结强度高、粘度低、使用方便;成本优点:黏结强度高、粘度低、使用方便;成本 低、无毒、无污染。低、无毒、无污染。 缺点:耐水性、耐热性差;蠕变性较大。缺点:耐水性、耐热性差;蠕变性较大。 适合于粘接多孔性材料,尤其是木
16、材、纸制品、适合于粘接多孔性材料,尤其是木材、纸制品、家具制造业、装饰装潢业、无纺布(医院用一次家具制造业、装饰装潢业、无纺布(医院用一次性床单、手术衣)。性床单、手术衣)。 聚乙烯醇(聚乙烯醇(PVA)胶粘剂)胶粘剂由聚醋酸乙烯酯水解制得:由聚醋酸乙烯酯水解制得: 聚乙烯醇胶粘剂通常以水溶液的形式使用,聚乙烯醇胶粘剂通常以水溶液的形式使用,在搅拌下将聚乙烯醇胶粘剂及配合剂溶于热水中在搅拌下将聚乙烯醇胶粘剂及配合剂溶于热水中即成胶粘剂。即成胶粘剂。(3)聚乙烯醇缩醛)聚乙烯醇缩醛胶粘剂胶粘剂 聚乙烯醇与醛类进行缩醛化反应可制得聚乙聚乙烯醇与醛类进行缩醛化反应可制得聚乙烯醇缩醛。烯醇缩醛。 主要
17、产品为聚乙烯醇缩甲醛和缩丁醛。主要产品为聚乙烯醇缩甲醛和缩丁醛。 配方配方 聚乙烯醇(聚乙烯醇(M1700)28份份 水水 360份份 甲醛甲醛 20份份 10%HCl 1份份 10%NaOH 3份份 聚乙烯醇缩甲醛可用作日用胶水;聚乙烯醇聚乙烯醇缩甲醛可用作日用胶水;聚乙烯醇缩丁醛具有良好的柔韧性、光学透明性,常缩丁醛具有良好的柔韧性、光学透明性,常用于无机玻璃的黏结以制造安全玻璃、汽车用于无机玻璃的黏结以制造安全玻璃、汽车工业的防护玻璃。工业的防护玻璃。 指以丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯或在分子指以丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯或在分子结构中含有丙烯酸酯的化合物为主体的聚合物结构中含有丙烯酸酯的化合
18、物为主体的聚合物或共聚物配制的胶粘剂。或共聚物配制的胶粘剂。特点特点:无色透明,成膜性好能在室温下快速固化,:无色透明,成膜性好能在室温下快速固化,使用方便,粘接强度高,耐一般酸碱,耐老化,适使用方便,粘接强度高,耐一般酸碱,耐老化,适用于多种材料的粘接。一般都用共聚物如甲酯、乙用于多种材料的粘接。一般都用共聚物如甲酯、乙酯、丁酯等相互配合,或与醋酸乙烯、丙烯腈、甲酯、丁酯等相互配合,或与醋酸乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸酯及其它能交联的官能性单体共聚。基丙烯酸酯及其它能交联的官能性单体共聚。聚合原理和单体选择以以(甲基甲基)丙烯酸甲酯、苯乙烯和氯乙橡胶共聚丙烯酸甲酯、苯乙烯和氯乙橡胶共聚制得的溶液
19、,再与不饱和聚酯、固化剂和促制得的溶液,再与不饱和聚酯、固化剂和促进剂配合而形成溶液型胶粘剂进剂配合而形成溶液型胶粘剂(第一代,第一代,FGA)。或由各种丙烯酸酯树脂溶于有机溶剂而成,或由各种丙烯酸酯树脂溶于有机溶剂而成,常用的有机溶剂有二氯甲烷、氯仿、二氯乙常用的有机溶剂有二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯等。烷、四氯乙烷、氯苯等。主要用于对有机玻璃的粘接,可使有机玻璃主要用于对有机玻璃的粘接,可使有机玻璃溶解,互相渗透融为一体,粘接力很强,透溶解,互相渗透融为一体,粘接力很强,透明性好、耐水性好、常温固化。明性好、耐水性好、常温固化。 丙烯酸乳液粘合剂也是一类应用很广丙烯酸乳液粘合剂
20、也是一类应用很广的粘合剂,它是以丙烯酸酯为主要成分与少的粘合剂,它是以丙烯酸酯为主要成分与少量丙烯酸或甲基丙烯酸以及其它氯乙烯、醋量丙烯酸或甲基丙烯酸以及其它氯乙烯、醋酸乙烯、苯乙烯等单体在引发剂存在下,经酸乙烯、苯乙烯等单体在引发剂存在下,经乳液共聚而得到的粘合剂。此类粘合剂的防乳液共聚而得到的粘合剂。此类粘合剂的防老化性、耐水性、柔韧性优良,可以不用增老化性、耐水性、柔韧性优良,可以不用增塑剂。塑剂。 具内聚力强、粘合强度高、具内聚力强、粘合强度高、耐老化性、耐水耐老化性、耐水性好,耐皂洗、耐磨、胶膜柔软性好,耐皂洗、耐磨、胶膜柔软等性能。等性能。 室温快固型胶粘剂(室温快固型胶粘剂( 瞬
21、干胶),产量较小、瞬干胶),产量较小、价格较贵,有价格较贵,有501、502、504胶胶 单组份、无溶剂、使用方便;单组份、无溶剂、使用方便; 粘接速度快,室温下数秒即可粘接牢固;粘接速度快,室温下数秒即可粘接牢固; 粘度低、便于涂布,润湿性好、用量少;粘度低、便于涂布,润湿性好、用量少; 胶层无色透明,毒性小;胶层无色透明,毒性小; 耐温、耐水和耐极性溶剂较差;耐温、耐水和耐极性溶剂较差; 较脆,胶结刚性材料时不耐振动和冲击;较脆,胶结刚性材料时不耐振动和冲击; 稳定性差;稳定性差; 价格较贵。价格较贵。 合成方法合成方法 将氰乙酸酯与甲醛发生加成缩合反应将氰乙酸酯与甲醛发生加成缩合反应,
22、然后加热裂解缩合产物即得:然后加热裂解缩合产物即得:主剂:主剂:-氰基丙烯酸酯氰基丙烯酸酯 助剂:助剂: 稳定剂:稳定剂: 为防止贮存时发生阴离子聚合而加入的酸性物质,为防止贮存时发生阴离子聚合而加入的酸性物质, 如:如:SO2、P2O5; 阻聚剂阻聚剂 :防止贮存时发生自由基聚合,常用对苯二酚;防止贮存时发生自由基聚合,常用对苯二酚; 增稠剂:增稠剂:为防止使用时胶液流失而加入的高分子化合物。为防止使用时胶液流失而加入的高分子化合物。 增塑剂:增塑剂:提高胶粘剂的韧性,常用磷酸三甲酚酯提高胶粘剂的韧性,常用磷酸三甲酚酯. 主剂:主剂:-氰基丙烯酸酯氰基丙烯酸酯氰基和酯基具有很强的吸电子性,使
23、氰基和酯基具有很强的吸电子性,使位位C带带有部分负电荷,在水或弱碱的催化作用下,有部分负电荷,在水或弱碱的催化作用下,易进行阴离子聚合而完成固化。易进行阴离子聚合而完成固化。应用应用:501、502胶适用于粘接金属、玻璃、陶瓷等;胶适用于粘接金属、玻璃、陶瓷等; 504、661胶可用于粘接皮肤、血管、骨骼。胶可用于粘接皮肤、血管、骨骼。 4.5.1.3 杂环高分子胶黏剂 聚苯并咪唑胶黏剂 聚酰亚胺胶黏剂 聚噁喹啉胶黏剂 聚芳砜胶黏剂 聚次苯硫醚胶黏剂4.5.1.4 氟树脂胶黏剂 热固性树脂粘合剂是热固性树脂粘合剂是作用作用,也,也。与热塑性粘合剂不同,热固性粘合剂具。与热塑性粘合剂不同,热固性
24、粘合剂具有良好的抗蠕变性能,多为结构胶。应用对象有良好的抗蠕变性能,多为结构胶。应用对象可承受高负荷,可适应各种热、冷、辐射和化可承受高负荷,可适应各种热、冷、辐射和化学腐蚀的环境,有良好的耐久性。热固性粘合学腐蚀的环境,有良好的耐久性。热固性粘合剂主要有酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯等。剂主要有酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯等。 特点特点:粘附性较好;机械强度高;耐热;粘附性较好;机械强度高;耐热; 耐化学性好;耐冲击性和弯曲性差。耐化学性好;耐冲击性和弯曲性差。 是酚醛树脂配以固化剂、改性剂后的胶。是酚醛树脂配以固化剂、改性剂后的胶。 特点特点 品种:纯酚醛胶、酚醛环氧胶、酚醛有机硅品种:纯酚醛胶
25、、酚醛环氧胶、酚醛有机硅胶、酚醛橡胶、间苯二酚甲醛胶等。胶、酚醛橡胶、间苯二酚甲醛胶等。 酚醛树脂是由酚类和醛类在酸或碱的作用下酚醛树脂是由酚类和醛类在酸或碱的作用下合成的聚合物,合成过程中两种单体的摩尔合成的聚合物,合成过程中两种单体的摩尔比及催化剂的类型对生成树脂的化学结构和比及催化剂的类型对生成树脂的化学结构和物理性能有很大的影响。物理性能有很大的影响。(1)热塑性线型酚醛树脂)热塑性线型酚醛树脂 酚酚/醛(摩尔比)大于醛(摩尔比)大于1时,在酸催化下制得的。时,在酸催化下制得的。无定形固体,须在固化剂存在下固化。无定形固体,须在固化剂存在下固化。(2)当酚)当酚/醛(摩尔比)小于醛(摩
26、尔比)小于1时,在碱催化下制时,在碱催化下制得的得的热固性酚醛树脂热固性酚醛树脂。 甲阶酚醛树脂(可熔酚醛树脂,热塑性)是可溶甲阶酚醛树脂(可熔酚醛树脂,热塑性)是可溶可熔性的预聚体。可熔性的预聚体。 乙阶酚醛树脂(半熔酚醛树脂)在溶剂中溶胀但乙阶酚醛树脂(半熔酚醛树脂)在溶剂中溶胀但又不完全溶解,受热软化但不熔化的中间状态。又不完全溶解,受热软化但不熔化的中间状态。 丙阶酚醛树脂(不熔酚醛树脂,热固性)交联固丙阶酚醛树脂(不熔酚醛树脂,热固性)交联固化为不溶不熔的最终状态。化为不溶不熔的最终状态。羟甲基苯酚在酸性条件下不稳定,会与苯酚发羟甲基苯酚在酸性条件下不稳定,会与苯酚发生缩合反应生缩合
27、反应,然后进一步缩合为线性酚醛树脂。然后进一步缩合为线性酚醛树脂。 碱中生成多羟甲基苯酚:碱中生成多羟甲基苯酚:(1)酚的结构;)酚的结构;(2)酚和醛的摩尔比;)酚和醛的摩尔比;(3)催化剂。)催化剂。 热固性甲阶酚醛树脂含有多个羟甲基,在加热热固性甲阶酚醛树脂含有多个羟甲基,在加热或酸催化剂作用下,能通过羟甲基发生交联固或酸催化剂作用下,能通过羟甲基发生交联固化,形成不溶不熔的体型结构。化,形成不溶不熔的体型结构。 热塑性酚醛树脂因羟甲基含量少,需加入固化热塑性酚醛树脂因羟甲基含量少,需加入固化剂,固化剂受热分解生成大量甲醛,甲醛与苯剂,固化剂受热分解生成大量甲醛,甲醛与苯酚基的邻位或对位
28、进行缩合而交联固化。酚基的邻位或对位进行缩合而交联固化。(1)水溶性酚醛树脂胶粘剂)水溶性酚醛树脂胶粘剂 在氢氧化钠催化下,以酚醛摩尔比为在氢氧化钠催化下,以酚醛摩尔比为0.67时生时生成的一种水溶性的甲阶树脂,需在加热加压下成的一种水溶性的甲阶树脂,需在加热加压下固化,主要用于纤维板的粘接;加热时溶剂水固化,主要用于纤维板的粘接;加热时溶剂水汽化,污染小,成本低。汽化,污染小,成本低。(2)醇溶性酚醛树脂胶粘剂)醇溶性酚醛树脂胶粘剂 在氨水的催化下,以酚醛摩尔比为在氨水的催化下,以酚醛摩尔比为0.83时生成的时生成的一种甲阶树脂,经减压脱水后再用乙醇溶解。加一种甲阶树脂,经减压脱水后再用乙醇
29、溶解。加入固化剂后可在室温或略高于室温下固化。入固化剂后可在室温或略高于室温下固化。(3)常温固化的酚醛树脂胶)常温固化的酚醛树脂胶 纯酚醛树脂作胶粘剂,性脆、剥离强度低、粘纯酚醛树脂作胶粘剂,性脆、剥离强度低、粘接强度不能满足作为结构胶的要求;加入一些柔接强度不能满足作为结构胶的要求;加入一些柔性高分子化合物进行改性,可制得多种优良的胶性高分子化合物进行改性,可制得多种优良的胶种。种。 酚醛酚醛丁腈胶粘剂丁腈胶粘剂原料:酚醛树脂、丁腈橡胶、硫化剂、促进原料:酚醛树脂、丁腈橡胶、硫化剂、促进剂、补强剂;剂、补强剂;优点:良好的耐热性、耐油性;优点:良好的耐热性、耐油性; 固化时酚醛树脂和丁腈橡
30、胶之间发生化学固化时酚醛树脂和丁腈橡胶之间发生化学反应,形成交联的网状结构,酚醛反应,形成交联的网状结构,酚醛-丁腈胶丁腈胶既有酚醛树脂的刚性和黏附性,又有丁腈橡既有酚醛树脂的刚性和黏附性,又有丁腈橡胶的韧性和耐介质性,比酚醛胶的韧性和耐介质性,比酚醛-缩醛胶有更缩醛胶有更好的耐热性和耐油性,是目前航空工业和汽好的耐热性和耐油性,是目前航空工业和汽车工业广泛使用的结构胶粘剂。车工业广泛使用的结构胶粘剂。 酚醛酚醛缩醛胶粘剂缩醛胶粘剂 固化时酚醛树脂的羟甲基与缩醛分子中的羟固化时酚醛树脂的羟甲基与缩醛分子中的羟基发生缩合,或与乙酸酯基进行酯交换形成基发生缩合,或与乙酸酯基进行酯交换形成交联的高分
31、子结构。交联的高分子结构。 酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛比例可根据需要酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛比例可根据需要在很大范围内调整(在很大范围内调整(10:11:2),使柔软),使柔软性和耐热性改变;性和耐热性改变; 此类胶具有强度高、柔韧性好等性能,广泛此类胶具有强度高、柔韧性好等性能,广泛用于民航及运输机的生产。用于民航及运输机的生产。 俗称万能胶,是以环氧树脂为基料制备的胶俗称万能胶,是以环氧树脂为基料制备的胶粘剂,能粘接许多金属和非金属材料。粘剂,能粘接许多金属和非金属材料。 分子中平均含有两个或两个以上环氧基团的分子中平均含有两个或两个以上环氧基团的低聚物为环氧树脂胶粘剂的基料,其中双酚低聚物为环
32、氧树脂胶粘剂的基料,其中双酚A型环氧树脂是最重要的一类,其产量约占环型环氧树脂是最重要的一类,其产量约占环氧树脂的氧树脂的90%以上。以上。 制备制备 由双酚由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂作用下缩和环氧氯丙烷在碱性催化剂作用下缩合而得。合而得。(1) 固化剂固化剂:环氧树脂与固化剂通过化学反应进环氧树脂与固化剂通过化学反应进行固化,常用的有胺类和酸酐类;行固化,常用的有胺类和酸酐类;(2)固化促进剂)固化促进剂(3)稀释剂)稀释剂(4)增韧剂、增塑剂)增韧剂、增塑剂(5)填料)填料 环氧树脂胶粘剂剥离强度低,耐冲击韧性、耐热性差,常环氧树脂胶粘剂剥离强度低,耐冲击韧性、耐热性差,常加入一些线
33、形高分子化合物进行改性,常用的有:环氧加入一些线形高分子化合物进行改性,常用的有:环氧-聚聚酰胺胶粘剂,环氧酰胺胶粘剂,环氧-丁腈胶粘剂。丁腈胶粘剂。(1)配胶;)配胶;(2)涂胶和晾置;)涂胶和晾置;(3)固化。)固化。 特性特性(1)粘附性好,常温固化;)粘附性好,常温固化;(2)挠曲性、抗震性好,蠕变性低;)挠曲性、抗震性好,蠕变性低;(3)强度、韧性好;)强度、韧性好;(4)耐热耐寒性差。耐热耐寒性差。 应用应用 橡胶、金属、塑料、皮革、织橡胶、金属、塑料、皮革、织物、木材等材料的粘结。物、木材等材料的粘结。 是合成橡胶胶粘剂中应用最广泛、产量最大的一是合成橡胶胶粘剂中应用最广泛、产量
34、最大的一种胶,约占合成橡胶粘合剂总量的种胶,约占合成橡胶粘合剂总量的70%70%以上。以上。 氯丁橡胶氯丁橡胶 由氯代丁二烯加聚制由氯代丁二烯加聚制 辅料辅料硫化剂;防老剂;促进剂;填料;树脂;溶剂。硫化剂;防老剂;促进剂;填料;树脂;溶剂。 填料型(未改性)填料型(未改性)氯丁橡胶胶粘剂;氯丁橡胶胶粘剂; 氯丁胶乳胶粘剂。氯丁胶乳胶粘剂。 树脂改性型氯丁橡胶胶粘剂;树脂改性型氯丁橡胶胶粘剂; 耐油性、耐水性好;耐油性、耐水性好; 粘结强度高;粘结强度高; 耐热、耐磨、耐腐蚀、耐老化;耐热、耐磨、耐腐蚀、耐老化; 耐寒性、耐臭氧性及绝缘性差;耐寒性、耐臭氧性及绝缘性差; 易变色。易变色。丁腈橡
35、胶;丁腈橡胶; 由丁二烯与丙烯腈经乳液共聚制:由丁二烯与丙烯腈经乳液共聚制:辅料辅料 硫化剂及促进剂;补强剂;硫化剂及促进剂;补强剂;增塑剂;增粘剂;增塑剂;增粘剂;防老剂;溶剂。防老剂;溶剂。(3)丁苯橡胶胶黏剂)丁苯橡胶胶黏剂(4)丁基橡胶胶黏剂)丁基橡胶胶黏剂 以多异氰酸酯和聚氨基甲酸酯为主体的胶粘剂。以多异氰酸酯和聚氨基甲酸酯为主体的胶粘剂。 聚氨酯通常指有氨基甲酸酯链(聚氨酯通常指有氨基甲酸酯链(NHCOO )的聚)的聚合物,它们通常由多异氰酸酯与多元醇反应制得合物,它们通常由多异氰酸酯与多元醇反应制得 氨基甲酸交联(与氨基甲酸交联(与-OH的反应);的反应); 取代脲交联(与胺、取
36、代脲交联(与胺、H2O的反应);的反应); 缩二脲交联(与脲基交联);缩二脲交联(与脲基交联); 脲基甲酸酯交联(与氨基甲酸酯交联);脲基甲酸酯交联(与氨基甲酸酯交联); 多异氰酸酯;多异氰酸酯; 多羟基化合物;多羟基化合物; 助剂助剂 多异氰酸酯类胶粘剂;多异氰酸酯类胶粘剂; 双组分聚氨酯胶粘剂;双组分聚氨酯胶粘剂; 单组分聚氨酯胶粘剂;单组分聚氨酯胶粘剂; 特性特性 具有较高的反应活性,能与许多表面具有较高的反应活性,能与许多表面含有活泼含有活泼H原子的被粘材料产生共价键,粘接原子的被粘材料产生共价键,粘接力强,使用范围广。力强,使用范围广。可配成不同硬度的胶粘剂,用不同原料配成可配成不同
37、硬度的胶粘剂,用不同原料配成的胶因配比不同可得到从柔软到坚硬的不同的胶因配比不同可得到从柔软到坚硬的不同硬度的胶来黏结不同被粘物;硬度的胶来黏结不同被粘物;可常温固化,也可加热固化,耐热、耐溶剂可常温固化,也可加热固化,耐热、耐溶剂性能好;性能好;突出的低温性能:在小于突出的低温性能:在小于-250仍能保持较高的仍能保持较高的剥离强度;剥离强度; 含有较多的游离异氰酸酯基团,对潮气敏感,含有较多的游离异氰酸酯基团,对潮气敏感,易水解,施工中要求环境湿度小,有毒性。本易水解,施工中要求环境湿度小,有毒性。本身内聚强度不太高,多用作非结构胶。身内聚强度不太高,多用作非结构胶。 用途用途 硅树脂型胶
38、粘剂硅树脂型胶粘剂 硅橡胶型胶粘剂硅橡胶型胶粘剂4.5.2.7 不饱和聚酯胶黏剂4.5.2.8 快固丙烯酸酯胶即第二代丙烯酸酯类胶粘剂(即第二代丙烯酸酯类胶粘剂(SGA)(1)组成)组成A、主体材料:丙烯酸酯、高分子弹性体溶液、主体材料:丙烯酸酯、高分子弹性体溶液、氧化引发剂、稳定剂;氧化引发剂、稳定剂;B、促进剂:在促进剂作用下,使引发剂产生自、促进剂:在促进剂作用下,使引发剂产生自由基,从而引发单体和弹性体进行接枝共聚由基,从而引发单体和弹性体进行接枝共聚;以及还原引发剂。以及还原引发剂。 单纯的丙烯酸酯单体形成的胶粘剂受热软化、单纯的丙烯酸酯单体形成的胶粘剂受热软化、不耐溶剂、抗冲击能力
39、差,添加高分子弹性体不耐溶剂、抗冲击能力差,添加高分子弹性体对其增韧,能显著地改善聚合物的柔韧性,提对其增韧,能显著地改善聚合物的柔韧性,提高其抗冲击性。高其抗冲击性。(2)应用与性能)应用与性能 特点:粘接迅速,使用方便、强度高;表面特点:粘接迅速,使用方便、强度高;表面不须严格处理可达到较高强度;气味大、有不须严格处理可达到较高强度;气味大、有毒,耐热、耐水性有限。毒,耐热、耐水性有限。 主要用于各种铝铭牌、地板砖的粘贴;也可主要用于各种铝铭牌、地板砖的粘贴;也可用于金属、塑料、珠宝首饰、玻璃及复合材用于金属、塑料、珠宝首饰、玻璃及复合材料粘接。料粘接。4.5.3 热熔胶热熔胶加热熔融(化
40、),冷却固化。加热熔融(化),冷却固化。 组成、分类组成、分类 常见品种常见品种4.5.4 厌氧胶粘剂厌氧胶粘剂(1)特点:与氧接触下能长期保存,在隔绝氧)特点:与氧接触下能长期保存,在隔绝氧时能自行固化的胶粘剂。时能自行固化的胶粘剂。(2)组成与作用)组成与作用 一般由单体、配合剂(引发剂、一般由单体、配合剂(引发剂、 促进剂、促进剂、稳定剂、填料、染料、增塑剂、增稠剂等)组稳定剂、填料、染料、增塑剂、增稠剂等)组成。成。 非结构胶型:常见单体是三缩四乙二醇双甲基非结构胶型:常见单体是三缩四乙二醇双甲基丙烯酸酯,用于金属结构件的紧固密封,如用丙烯酸酯,用于金属结构件的紧固密封,如用于管路密封、各种轴套及螺纹的密封。于管路密封、各种轴套及螺纹的密封。 结构胶
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