黏合劑-精細化工工藝學

1、02:03:21,第六章 黏合劑,02:03:21,6.1 概述,6.1.1 概念： 黏合劑又稱膠粘劑，是指按照規(guī)定程序，把紙、布、皮革、木、金屬、玻璃、橡皮或塑料之類的材料粘合在一起的物質(zhì)。由于黏合劑具有應用范圍廣，使用簡便，經(jīng)濟效益高等特點，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，黏合劑正在越來越多地代替機械聯(lián)結(jié)，從而為各行業(yè)簡化工藝、節(jié)約能源、降低成本、提高經(jīng)濟效益提供了有效途徑。,,第六章 黏合劑,02:03:21,應用舉例：,02:0

2、3:21,02:03:21,02:03:21,02:03:21,02:03:21,6.1.2 黏合劑的組成,黏合劑通常是一種混合料，由基料、固化劑、填料、增韌劑、稀釋劑以及其它輔料配合而成。,02:03:21,1) 基料 基料又稱黏料，是構(gòu)成膠黏劑的主要成分，主要有：天然聚合物、合成聚合物及無機化合物三大類。2) 固化劑 亦稱硬化劑，其作用是使低分子聚合物或單體化合物經(jīng)化學反應生成高分子化合物，或使線性高分子化合物交

3、聯(lián)成體型高分子化合物，從而使粘結(jié)具有一定的機械強度和穩(wěn)定性。3) 填料 填料是為了改善膠黏劑的某些性能，如提高彈性模量、沖擊韌性和耐熱性，降低線膨脹系數(shù)和收縮率，同時又降低成本的一種固體狀態(tài)的配合劑。4) 增韌劑 增韌劑為能提高膠黏劑的柔韌性，改善膠層抗沖擊性的物質(zhì)。通常是一種單功能團或多功能團的物質(zhì)，能與膠料起作用，成為固化體系的一部分結(jié)構(gòu)。,02:03:21,5) 稀釋劑 稀釋劑是一種能降低膠黏劑粘度的易

4、流動的物質(zhì)，可以使膠黏劑具有良好的滲透力，改善膠黏劑的工藝性能。6) 偶聯(lián)劑 偶聯(lián)劑是一種既能與被粘材料表面發(fā)生化學反應形成化學鍵，又能與膠黏劑反應提高膠接接頭界面結(jié)合力的一種配合劑。7) 觸變劑 觸變劑是利用觸變效應，使膠液靜態(tài)時有較大的黏度，從而防止膠液流掛的一類配合物。8) 增塑劑 增塑劑具有在膠黏劑中能提高膠黏劑的彈性和改善耐寒性的功能物質(zhì)。,02:03:21,6.1.3 膠粘劑的分類,膠粘劑種類繁

5、多，組分各異，有多種分類方式。 1、按物理形態(tài)分類： 1）水溶液型 2）乳液（水基）型 3）無溶劑型、 4）固態(tài)型、 5）膏狀或糊狀 2、按化學成分分類： 1）無機膠粘劑 2）有機膠粘劑 3、按固化方式分類  1）水基蒸發(fā)型膠粘劑 2）溶劑揮發(fā)型膠粘劑 3）熱熔型 4）化學反應型

6、 5）壓敏型,02:03:21,4、按來源分： 1）天然膠粘劑 動物膠：皮膠、骨膠、蟲膠、酪素膠、血蛋白膠、魚膠等類； 植物膠：淀粉、糊精、松香、阿拉伯樹膠、天然樹膠、天然橡膠等 類； 礦物膠：礦物蠟、瀝青等類。 2）合成膠粘劑 合成樹脂、合成橡膠型、橡膠樹脂型 合成樹脂型： 熱塑性： 纖維素酯、烯類聚合物（聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、過氯

7、乙烯、 聚異丁烯等）、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚丙烯酸酯、a-氰基丙烯酸 酯、聚乙烯醇縮醛、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等類； 熱固性： 環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰-甲醛樹脂、有機硅樹 脂、呋喃樹脂、不飽和聚酯、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、 酚醛-聚乙烯醇縮醛、酚醛-聚酰胺、酚醛-環(huán)氧樹脂、環(huán)氧-聚酰胺 等類；,02:03:21,合成橡膠型

8、： 氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁鈉橡膠、異戊橡膠、聚硫橡膠、聚 氨酯 橡膠、氯磺化聚乙烯彈性體、硅橡膠等類； 橡膠樹脂型： 酚醛-丁腈膠、酚醛-氯丁膠、酚醛-聚氨酯膠、環(huán)氧-丁腈膠、環(huán)氧-聚 硫膠等類。5、 按受力情況分： 1）結(jié)構(gòu)膠黏劑 2）非結(jié)構(gòu)膠黏劑,02:03:21,6.1.4 膠粘劑的性能,耐溫性,低污染性,粘接無破壞性,輕質(zhì)性,02:03:21,6.

9、1.5 膠粘劑的應用,膠粘劑除有傳統(tǒng)的粘接用途，還有一些新的、巧妙的應用。,02:03:21,6.1.6 膠粘劑發(fā)展趨勢,1）發(fā)展無溶劑性膠粘劑 現(xiàn)行的許多膠粘劑都含有大量揮發(fā)性很強的溶劑,這些溶劑不僅危害人的身心健康,而且會破壞大氣層中的臭氧層。近年來,引起了公眾和政府的高度重視,這樣自然給膠粘劑工業(yè)帶來了一種新的發(fā)展趨勢,即向無溶劑的膠粘劑發(fā)展。 2)發(fā)展納米膠粘劑 納米膠粘劑是材料領域的重要組成部分,發(fā)展納米膠

10、粘劑,有可能在席卷全球的“納米經(jīng)濟”急戰(zhàn)中,搶奪一個技術(shù)制高點。納米膠粘劑將成為一顆耀眼的新的科技明星。 3)發(fā)展多功能膠粘劑 當一種膠粘劑同時具有多種功能的時候,它的應用價值往往陡增,所以多功能膠粘劑是膠粘劑工業(yè)的發(fā)展趨勢之一。 4)發(fā)展軍事、國防用膠粘劑 發(fā)展軍事、國防用膠粘劑是未來戰(zhàn)爭和防恐、反恐的需要,因此它必定有著長足發(fā)展。,02:03:21,6.2 粘接原理,膠接是兩個不同的物體在接觸時發(fā)生的

11、相互作用。6.2.1 膠接界面1） 膠接作用 是膠粘劑分子與被膠接物分子界面發(fā)生吸附作用。（包括物理吸附和化學吸附）特點： （1） 范德華力和氫鍵力 （2） 具有熱力學平衡 （3） 根據(jù)膠接功可計算膠接強度 （4） 潤濕影響膠接強度 2） 膠接界面 膠接界面由被粘物表面及其吸附層和靠近被粘物表面的底膠和膠黏劑組成。,02:03:21,膠接界面具有下列特征： （1）界面

12、中膠粘劑/底膠和被粘物表面以及吸附層之間無明顯邊界 （2）界面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與膠粘劑/底膠和被粘物表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)是不同的，這些性質(zhì)包括強度、模量、膨脹性、導熱性、耐環(huán)境性、局部變形和抵抗裂紋擴展等。 （3）界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是變化的，隨物理的、力學的、環(huán)境的作用而變化，并隨時間而變化。,02:03:21,影響界面結(jié)合的主要因素： (1)被粘物表面的化學狀態(tài)和吸附量 (2)被粘物表面的底紋結(jié)構(gòu) (3)膠黏劑/底膠分子的鏈

13、結(jié)構(gòu)、黏度和粘彈性 (4)膠黏劑/底膠/被粘物表面的相容性和各組成及其界面對應力-環(huán)境作用的穩(wěn)定性。 (5)交接工藝（包括涂膠方法、晾干溫度、晾干時間、升溫速率及降溫速率等）,02:03:21,6.2.2 膠黏劑對被粘物表面的潤濕,1） 潤濕的熱力學問題,液體在水平固體表面上的接觸角,液體潤濕固體程度：θ﹥90° 不能很好潤濕；θ﹤90° 能很好潤濕； θ =0°

14、 液體能夠在表面上自發(fā)展開,02:03:21,Wenzel關(guān)系式,,,,式中：r-------粗糙度系數(shù) A-------真實表面積 A′-----表觀表面積 θ-------真實接觸角,θ〈90度，θ’〈θ，易于潤濕的表面由于凹凸而更有利于潤濕；θ〉90度，θ’〉θ，難于潤濕的表面由于 凹凸而更難潤濕；,02:03:21,6.2.3 潤濕的動力學問題,（Rideal-Washburn式）：,式中：

15、粘度為η，表面張力為ν的流體流過半徑為R、 長度為L的毛細管所需的時間為t：,02:03:21,6.2.4 表面吸附對潤濕的影響,（1） 表面易吸附各種氣體、水蒸汽和雜質(zhì)而形成吸附層；（2） 吸附層會改變接觸角大??；（3） 清洗處理，表面處理；（4） 加入某些表面活性物質(zhì)。,02:03:21,6.2.5 黏附機理,膠接作用是膠粘劑分子與被膠接物分子界面發(fā)生吸附作用。（物理吸附和化學吸附）特點： （1） 范德華

16、力和氫鍵力 （2） 具有熱力學平衡 （3） 根據(jù)膠接功可計算膠接強度 （4） 潤濕影響膠接強度 1）吸附理論吸附理論認為膠接過程分兩個階段第一階段：膠粘劑分子通過布朗運動，向膠接物體表明移動擴散，使二者的極性基團或分子鏈段互相靠近。第二階段：吸附力產(chǎn)生。作用能E如下,試中： －－分子偶極矩；I－－分子電離能；R－－分子間距離 －－極化率；k－－波耳茲蔓常量；T－－熱力學溫度,02:03

17、:21,02:03:21,吸附理論的缺陷：（1）解釋不了膠粘劑與被膠粘物之間的膠接力大于膠粘劑 本身的強度。（2）解釋不了膠接強度大小與分子間的分離速度關(guān)系。（3）解釋不了對于高分子化合物極性過大，反而膠接強度 降低。（4）解釋不了水的影響。,02:03:21,2） 靜電理論,該理論認為：在膠接接頭中存在雙電層，膠接力來自雙電層的靜電 引力。膠接功等于電容器瞬間放電的能量，計算公式

18、如下：,式中：WA－－膠接功；Q－－電荷表面密度； h－－放電距離；ε－－介質(zhì)的介電常數(shù),02:03:21,02:03:21,3) 擴散理論觀點：膠粘劑和被粘物分子通過相互擴散而形成牢固接頭。特點： （1）膠接強度與接觸時間，膠接溫度，膠接壓力，膠層厚度有關(guān)系。 （2）膠粘劑分子量越高越不利擴散。 （3）分子鏈的柔韌性增加，側(cè)基減少，有利分子擴散，膠接強度也有增加。（4）極性與極性和非極性與非極性聚

19、合物之間都具有較高的粘附力。缺點： 不能解釋高聚物以外的膠粘現(xiàn)象。,02:03:21,4) 機械結(jié)合理論觀點： 該理論認為，粘合劑浸透到被粘物表面的空隙中，固化后就象許多小鉤和椎頭似地把粘合劑和被粘物發(fā)生純機械咬和與鑲嵌，這種細微的機械結(jié)合對多孔性表面更為顯著 。特點：機械連接力和摩擦力有關(guān)。缺點： 對非多孔材料黏結(jié)無法解釋。,02:03:21,5) 化學鍵理論觀點： 化學鍵理論認為粘合劑與被粘合

20、物之間除存在范德華力外，有時還可形成化學鍵?；瘜W鍵的鍵能比分子間的作用大的多，形成較多的化學鍵對提高膠接強度和改善耐久性都具有重要意義。優(yōu)點： 對膠接現(xiàn)象可以部分解釋。缺點： 無法解釋不發(fā)生化學反應的膠接現(xiàn)象。 6) 其它膠接理論,02:03:21,總結(jié) 膠接過程是一個復雜的過程，以上幾種膠接理論即有實驗事實作依據(jù)，又都存在有局限性 對于固體和膠粘劑產(chǎn)生膠接作用的原因，可概括為： （1）相1和

21、相2機械結(jié)合作用。包括： ①膠釘理論（anchoring）； ②被膠接固體經(jīng)表面處理后產(chǎn)生觸須（whisker）狀凸起，相1與相2糾纏咬合（interlocking）。 （2）相1和相2的化學吸附結(jié)合作用。包括： ①通過相互擴散，在分子之間產(chǎn)生分子間的拉引作用力（內(nèi)聚力）； ②相1相2密切接觸，產(chǎn)生分子間的拉引作用力； ③相1和相2通過化學鍵結(jié)合在一起。 膠接效果是主價力、次價力、靜電引力和機械作用

22、力等綜合作用的結(jié)果。,02:03:21,6.3 粘接工藝,6.3.1 膠黏劑的選擇膠黏劑的選擇應考慮以下五個方面：（1）根據(jù)被粘接材料的性質(zhì)來選擇膠黏劑 黏結(jié)極性材料應選擇極性強的膠黏劑 對于弱極性材料，可選擇高反應性膠黏劑 （2）根據(jù)膠接接頭被應用的場合及受力情況來選擇膠黏劑 根據(jù)粘結(jié)接頭在應用時的受力大小、種類、持續(xù)時間、使用溫度、 冷熱交變周期和

23、介質(zhì)環(huán)境選擇膠黏劑。 （3）根據(jù)粘接效率和粘接成本來選擇膠黏劑 （4） 在同材料或不同材料間實施膠接時，應對膠粘劑進行選擇 膠接工藝中最主要三個環(huán)節(jié)： （1）選擇膠粘劑 （2）膠接接頭設計 （3）表面處理,02:03:21,6.3.2 粘接工藝步驟 1） 表面處理 對被粘零件的待粘表面進行修配，使之配合良好；對被粘表面進行不同的表面處理。 遵循的基本原則： 提高

24、表面能、增加粘接表面積、除去粘接表面的污物及疏松層。 表面處理的方法： （1）溶劑及超聲波清洗法。 （2）機械處理法。 （3）化學處理法。 （4）放電法， 2） 膠黏劑的涂布 常用的有刷涂法、還有琨涂法及噴涂法等。 3） 膠黏劑的固化 主要通過物理的方法固化，亦可采用化學方法使膠黏劑分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)而固化。,02:03:21,6.4 合成聚合物膠粘劑,6.4.1 熱塑性樹脂膠粘劑

25、    熱塑性高分子膠粘劑是以線型聚合物為粘料，很容易配制成溶液狀，乳液狀或熔融狀粘合劑進行粘接操作，使用方便。固化過程中不產(chǎn)生交聯(lián)反應，而是通過溶劑或分散介質(zhì)的揮發(fā)或熔體冷卻成為膠層、產(chǎn)生粘接力。 優(yōu)點：柔韌性、耐沖擊性、初粘力高、貯存穩(wěn)定性好等。 缺點：耐熱性、耐溶劑性較差，膠接強度相對較低，常溫下往往有蠕變傾向。  應用：非結(jié)構(gòu)件的膠粘，如紙張、木材、皮革、

26、纖維制品等低受力物品的粘接。熱塑性聚酰胺、聚酯等也用于金屬、金屬與塑料、橡皮間的粘接。,02:03:21,1） 聚醋酸乙烯酯粘合劑 以醋酸乙烯為單體經(jīng)聚合得到一種熱塑性樹脂膠粘劑。聚醋酸乙烯酯形成機理： 自由基加聚反應機理，自由基通常由有機過氧化物分解產(chǎn)生。反應一般需要在室溫以上。聚醋酸乙烯一般可配置成乳液膠黏劑、溶液膠黏劑、熱熔膠及醋酸乙烯共聚物膠黏劑等。聚醋酸乙烯酯膠粘劑應用： 乳液型和溶液型：主要用于木

27、料、紙制品、書籍、無紡布、發(fā)泡聚乙烯等,02:03:21,（1）聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑 特點： a.良好的操作條件 b.常溫硬化膠，硬化速度快 c.使用方便，不必加熱 d.水為分散介質(zhì)，成本低 缺點： a.耐水和耐濕性差 b. 耐熱性差，（40－90oC）（2）聚醋酸乙烯酯溶液膠：由溶液聚合制得或?qū)⒐腆w聚合物溶解在溶劑中制成溶液。也靠溶劑揮發(fā)，達到一定強度。,02:03:21,,

28、2）聚乙烯醇及聚乙烯醇縮醛膠粘劑: 制備： 聚醋酸乙烯酯水解制聚乙烯醇，聚乙烯醇與醛類進行縮醛化反應 得到聚乙烯醇縮醛膠粘劑。 應用：      將聚乙烯醇和水在加熱下溶解可直接得到水溶性膠粘劑。通常命 名用的聚乙烯醇牌號為PVA-1788，其醇解度為88%，平均聚合度為1700。 若醇解度太低水溶性不好，醇解度太高則容易結(jié)晶，粘合效果下降。 優(yōu)點：

29、 較高的耐溶劑、耐油、耐動物油脂的性能。 因聚乙烯醇膠粘劑價格低、無毒、主要用于紡織上膠和黏合紙制品， 亦可用于建筑、化妝品、木材、皮革加工等方面。,02:03:21,3） 丙烯酸粘合劑: 丙烯酸膠黏劑是指以丙烯酸、甲基丙烯酸、酯類為主體的聚合物或共聚物所配制成的膠黏劑。主要有乳液、溶液和液體樹脂三種形態(tài)。具有無色透明、成膜性好、能在室溫下快速固化、使用方便、粘接強度高、耐酸堿及耐老化等優(yōu)點。分類：

30、 α—氰基丙烯酸酯膠粘劑 丙烯酸酯膠粘劑 厭氧膠黏劑,02:03:21,（1） α—氰基丙烯酸酯膠粘劑 很容易在水或弱堿的催化作用下進行陰離子型聚合；酯基碳鏈越長，其韌性和耐水性越好，但膠結(jié)強度下降。 α—氰基丙烯酸酯膠粘劑的固化在弱堿—水（空氣中）的催化下進行陰離子聚合：nCH2=C(CN)COOR+H2O→(-CH2-C(CN)COOR-)n5秒至幾分鐘就可粘住，24-48h可達最佳強

31、度。,02:03:21,α—氰基丙烯酸酯膠粘劑特點： 單組份、無溶劑、使用方便； 粘接速度快； 粘度低、潤濕性好、用量少、膠層透明； 對各種材料具有良好的膠粘強度； 不宜大面積使用； 耐溫、耐水和耐極性溶劑較差； 較脆，膠結(jié)剛性材料使不耐振動和沖擊 價格較貴α—氰基丙烯酸酯膠粘劑用途： 金屬、玻璃、陶瓷、寶石、有機玻璃、硫化橡膠、硬質(zhì)塑料等。 聚氰基丙烯酸

32、乙酯及高級醇酯能溶于丙酮、甲乙酮等溶劑中，所以膠接接頭不能與這些溶劑接觸。,02:03:21,（2）丙烯酸酯膠粘劑特點：有大量的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等單體供選擇；這些單體很容易和大量的其它烯烴單體聚合；此類膠粘劑可制成各種物理形態(tài)：如溶液、乳液、懸浮液及熱熔性固體等；在聚合物鏈上，可以帶不同的官能團，以適應不同要求：熱熔性或熱固性、彈性體或水溶性a.乳液型丙烯酸酯類膠粘劑： 乳液型丙烯酸酯類膠粘劑的聚合包括單體、水

33、、引發(fā)劑、乳化劑、緩沖劑和保護膠體等； 具有粘接力強、耐光老化性好、耐皂洗、耐磨、膠膜柔軟等 特點； 主要用于織物方面，如無紡布用等，還可用于壓敏膠液、粘接聚氯乙烯片材及皮革等。,02:03:21,b. 溶液型丙烯酸酯類膠粘劑 以甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和氯乙橡膠共聚，再與不飽和聚酯、固化劑和促進劑配合形成膠粘液； 具有耐水、耐油的優(yōu)點，但膜柔韌性較差。 主要用于有機玻璃、聚苯乙烯、硬聚氯乙

34、烯、ABS塑料等的粘接。,02:03:21,c. 反應型丙烯酸酯類膠粘劑 稱為第二代 丙烯酸酯類膠粘劑（SGA）； 它通常以甲基丙烯酸酯、高分子彈性體和引發(fā)劑溶液為主劑、而以促進劑溶液為底劑。使用時，將主、底劑分別涂在兩個粘面上，兩面接觸，立即發(fā)生聚合反應； 主要用于金屬、塑料、珠寶首飾、玻璃及復合材料粘接。反應性丙烯酸酯類膠粘劑優(yōu)點： 室溫固化溫度快； 使用時，雙組分膠劑不需稱量混合，使用方便

35、； 能粘接金屬和非金屬材料； 粘接強度高，抗沖擊性和剝離強度高。 主要用于鋁銘牌、瓷磚、地板，適合鋼、銅、鋁、玻璃、硬質(zhì)PVC、有機玻璃等粘接。,02:03:21,3） 厭氧膠粘劑 由甲基丙烯酸酯單體、引發(fā)體系等組成的一類能與氧（空氣）接觸下長期保存，在隔絕氧（空氣）時候又能迅速固化的一類膠黏劑。一般為單組份，易濕潤滲透，耐環(huán)境，耐介質(zhì)性能好，扭曲強度好的特點。 主要由單體、引發(fā)劑

36、、促進劑、穩(wěn)定劑、粘度調(diào)節(jié)劑等組成。 熱塑性塑料和多孔性材料不宜用厭氧膠。,02:03:21,6.4.2熱固性樹脂膠粘劑,熱固性樹脂膠粘劑是以中低分子量、且含有高反應性基團的聚合物為粘料的膠粘劑，在加熱（或/和固化劑）作用下，聚合物之間發(fā)生交聯(lián)反應，形成不溶、不熔的膠層而達到粘接目的的合成樹脂膠黏劑。特點： 聚合物分子量小易擴散滲透，粘接力強，膠層耐熱性、耐蠕變性及耐化學性好。缺點： 起始粘接力小，固化后易

37、產(chǎn)生體積收縮和內(nèi)應力，使膠接強度下降，所以往往需加壓、加入填料來彌補這些不足，因此耐沖擊和耐彎曲性差。,02:03:21,分類： 熱固性高分子膠粘劑主要有（常溫固化或加熱）： 1）氨基樹脂膠粘劑 2）酚醛樹脂膠粘劑 3）環(huán)氧樹脂膠粘劑 4）熱固性丙烯酸樹脂膠粘劑 5）芳雜環(huán)聚合物膠粘劑 6）聚氨酯膠粘劑 7）不飽和聚酯膠粘劑 8）脲醛樹脂膠粘劑 9）壓敏膠粘劑 10）間苯二酚－甲醛樹脂膠粘劑

38、 11）三聚氰胺－甲醛樹脂膠粘劑,02:03:21,1）酚醛樹脂 酚醛樹脂的合成及固化原理：,,02:03:21,固化（溫度150－180oC，適當加壓0.3-1.5MP),02:03:21,（1） 未改性酚醛樹脂 a.酚鋇樹脂，配方如下：,02:03:21,b. 醇溶性酚醛樹脂膠 例：2124型膠，配方如下： 醇溶性酚醛樹脂 100 石油磺酸 180－200

39、 使用工藝與性能與酚鋇樹脂相同，但因為沒有游離的酚存在，毒性小。 c. 水溶性酚醛樹脂膠 特點： 游離酚含量小于2.5％，對人體危害小，節(jié)省有機溶劑，成本低。 應用： 高級膠合板，塑料等。固化溫度120－145oC，壓力0.29－2.06MP。,02:03:21,（2） 改性酚醛樹脂膠粘劑改性目的： 提高膠接韌性，耐介質(zhì)性a. 酚醛－丁睛膠粘劑, 具有良好的耐熱性、耐油性，使用溫

40、度可達180℃，是目前汽車工業(yè)和航空工業(yè)最重要的結(jié)構(gòu)膠之一。 酚醛樹脂－主體 丁睛－改性成分 配比為1：1較好 型號：J－01， J－03， J－04， J－015， J－16等b. 酚醛－聚乙烯醇縮醛膠粘劑 特點： 耐低溫和較高溫度 耐大氣老化 耐介質(zhì) 較佳配比約5：2,02:03:21,c.酚醛－尼龍膠粘劑SY－7型配方： 羥甲基尼龍

41、 80 酚醛樹脂 20 乙醇 250 膠接條件： 壓力：0.3MP， 溫度：155oC， 時間：1小時固化,02:03:21,2）熱固性樹脂膠粘劑（1）環(huán)氧樹脂膠粘劑 環(huán)氧樹脂膠粘劑：由環(huán)氧樹脂、固化劑、促進劑、改性劑、稀釋劑、填料等組成的液態(tài)或固態(tài)膠粘劑。 膠粘過程是一個復雜的物理和化學過程，包括浸潤、粘附、固

42、化等步驟，最后生成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的固化物，把被粘物結(jié)合成一個整體。 膠接性能(強度、耐熱性、耐腐蝕性、抗?jié)B性等)不僅取決于膠粘劑的結(jié)構(gòu)和性能以及被粘物表面結(jié)構(gòu)和膠粘特性，而且和接頭設計、膠粘劑的制備工藝和貯存以及膠接工藝等密切相關(guān)，同時還受周圍環(huán)境(應力、溫度、濕度、介質(zhì)等)的制約。,02:03:21,應用： 由于環(huán)氧膠粘劑的粘接強度高、通用性強，曾有“萬能膠”、“大力膠”之稱。已在航空、航天、汽車、機械、建筑、化工、輕工

43、、電子、電器以及日常生活等領域得到廣泛的應用。我國環(huán)氧樹脂膠粘劑研究應用狀況： 可對金屬與大多數(shù)非金屬材料之間進行粘接，廣泛用于建筑、汽車、電子、電器及日常家庭用品方面。國內(nèi)生產(chǎn)環(huán)氧樹脂膠粘劑工廠有100多家，分布較分散，年產(chǎn)量約為1萬噸。,02:03:21,環(huán)氧樹脂膠粘劑組成和特點： 主要由環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑、填充劑等構(gòu)成； 具有良好的粘接強度和耐環(huán)境性，電絕緣性能優(yōu)良、品種繁多。環(huán)氧樹脂性能指標：

44、 環(huán)氧值：100g環(huán)氧樹脂中的所含環(huán)氧基的份數(shù)（摩爾數(shù)）； 環(huán)氧當量(EEW)：含1克當量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的質(zhì)量（g）環(huán)氧樹脂的種類 種類繁多，包括縮水型甘油基與環(huán)氧化烯烴兩類，…。 雙酚A縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂簡稱雙酚A環(huán)氧樹脂是最重要一類，占總產(chǎn)量90%以上（次甲基、醚鍵等→柔軟性，苯環(huán)→剛性，兩端的環(huán)氧基活潑，可形成羥基和醚鍵）,02:03:21,環(huán)氧樹脂的固化固化劑：胺類、羧酸、酸酐、酚和硫醇等,0

45、2:03:21,環(huán)氧樹脂膠粘劑類型（分類方法尚未統(tǒng)一） 按膠粘劑的形態(tài)分： a 無溶劑型膠粘劑、 b (有機)溶劑型膠粘劑、 c 水性膠粘劑(又可分為水乳型和水溶型兩種)、 d 膏狀膠粘劑、 e 薄膜狀膠粘劑(環(huán)氧膠膜)等,02:03:21,按固化條件分： a 冷固化膠(不加熱固化膠)。又分為： 低溫固化膠，固化溫度＜15℃； 室溫固化膠，

46、固化溫度15-40℃。 b 熱固化膠。又可分為： 中溫固化膠，固化溫度約80-120℃；  高溫固化膠，固化溫度＞150℃。 c 其他方式固化膠，如光固化膠、潮濕面及水中固化膠、潛伏性固化 膠等,02:03:21,按膠接強度分類: a 結(jié)構(gòu)膠 抗剪及抗拉強度大，而且還應有較高的不均勻扯離強度，使膠接接頭在長時間內(nèi)能承受振動、疲勞及沖擊等載荷。同時還應具有較高的耐熱性和耐候性。通常

47、鋼-鋼室溫抗剪強度＞25MPa，抗拉強度≥33MPa。不均勻扯離強度＞40kN/m。 b 次受力結(jié)構(gòu)膠 能承受中等載荷。通?？辜魪姸?7-25MPa，不均勻扯離強度20-50kN/m。 c 非結(jié)構(gòu)膠 即通用型膠粘劑。其室溫強度還比較高，但隨溫度的升高，膠接強度下降較快。只能用于受力不大的部位。,02:03:21,按用途分類a 通用型膠粘劑。b 特種膠粘劑。 如耐高溫膠(使用溫度≥150

48、℃)、耐低溫膠(可耐-50℃或更低的溫度)、應變膠(粘貼應變片用)、導電膠(體積電阻率10-3－10-4Ω·cm)、密封膠(真空密封、機械密封用)、光學膠(無色透明、耐光老化、折光率與光學零件相匹配)、耐腐蝕膠、結(jié)構(gòu)膠等。此外也可按固化劑的類型來分類。有： 如胺固化環(huán)氧膠、酸酐固化膠等。還可分為雙組分膠和單組分膠，純環(huán)氧膠和改性環(huán)氧膠(如環(huán)氧-尼龍膠、環(huán)氧-聚硫橡膠膠、環(huán)氧-丁腈膠、環(huán)氧-聚氨酯膠、環(huán)氧-酚醛膠、有機

49、硅環(huán)氧膠、丙烯酸環(huán)氧膠等)。,02:03:21,3） 聚氨酯膠粘劑 以多異氰酸酯和聚氨基甲酸酯為主體的膠粘劑統(tǒng)稱。 包括：間苯二酚－甲醛，脲醛和三聚氰胺－甲醛樹脂膠粘劑 聚氨酯通常指有氨基甲酸酯鏈的聚合物，通常有多異氰酸酯與多元醇反應制得,02:03:21,聚氨酯膠粘劑研究應用狀況： 能粘接多種材料，粘接后在低溫或超低溫時仍能保持材料理化性質(zhì)，主要應用于制鞋、包裝、汽車、磁性記錄材料等領域。近

50、幾年，國內(nèi)聚氨酯膠粘劑年產(chǎn)量以平均30％的速度增長。國內(nèi)現(xiàn)約有170家工廠在生產(chǎn)100多種不同規(guī)格的此類膠粘劑。,02:03:21,交聯(lián)反應: 氨基甲酸酯交聯(lián)； 取代脲交聯(lián)； 縮二脲交聯(lián)； 脲基甲酸酯交聯(lián)； 酰脲交聯(lián)；,02:03:21,氨基甲酸酯交聯(lián) 多異氰甲酸酯化合物（或端異氰酸酯基聚氨酯）和多羥基化合物（如三羥基丙烷、甘油、多官能端羥基聚氨酯等）反應，形成氨酯鍵交聯(lián),,02:03:2

51、1,取代脲交聯(lián)異氰酸酯和胺、水反應，形成脲鍵，成為大分子或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：,02:03:21,縮二脲交聯(lián)異氰酸酯和脲可進一步反應形成縮二脲鏈，使聚氨酯大分子鏈形成交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使之具有較大的抗蠕變性能和耐熱性能：,02:03:21,脲基甲酸酯交聯(lián)異氰酸酯和聚氨酯分子中的氨酯基反應生成脲基甲酸酯，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（需140℃以上）：,02:03:21,酰脲交聯(lián)異氰酸酯基與酰胺基交聯(lián)形成酰脲,02:03:21,聚氨酯膠粘劑的類型按化學性能：多異

52、氰酸酯類；預聚體膠粘劑類；用多異氰酸酯改性的聚合物類。按使用形態(tài)：無溶劑型；溶劑型；熱熔型；水基型,02:03:21,多異氰酸酯類 可單獨使用或與橡膠混合使用：異氰酸酯與金屬、纖維等表面的羥基發(fā)生化學反應；異氰酸酯可溶解橡膠，在橡膠中聚合。 預聚體膠粘劑類由多官能活潑氫化合物與過量的多異氰酸酯反應而得到。為了提高強度，可加入交聯(lián)劑，所有多官能活潑氫的化合物多可以作為交聯(lián)劑，常用的有：多元醇 HO～

53、和多元胺 HnN～,02:03:21,用多異氰酸酯改性的聚合物類 為含活潑氫聚合物或與多異氰酸酯化合物得到的具有活潑氫的聚合物，包括聚酯、聚醚、端羥基聚氨酯、聚乙烯醇等。異氰酸酯用量接近聚合物的羥基當量，因此聚合物的分子量大大增加。,02:03:21,聚氨酯膠粘劑的特性: 粘接力強，使用范圍廣分子鏈中含有異氰酸酯基（-NCO）和氨基甲酸酯基（—NH-COO-）具較高的極性和活性?？梢耘c很多含活性氫的管能團（-

54、OH,-COOH,-NH2,-SH,-CONH2)反應,形成界面化學鍵結(jié)合；而且分子間形成氫鍵，有較高的內(nèi)聚力。對木材、金屬、塑料、纖維，甚至對能被它溶解的非極性材料（如聚苯乙烯等）具有良好的粘接力。 可配制不同硬度的膠粘劑 可在常溫下固化； 突出的低溫性能：在<250℃仍能保持較高的玻璃強度； 多異氰酸酯單體毒性大，易水解，施工中要求環(huán)境濕度小； 雙組份，固化時間長； 多數(shù)聚

55、氨酯膠耐熱性不好； 內(nèi)聚強度不高，多用作非結(jié)構(gòu)性膠。,02:03:21,用途: 制鞋：對各種制鞋用材料均能進行良好的粘接； 汽車工業(yè)：工藝簡單，耐汽油性好，具有優(yōu)良的柔軟性和結(jié)構(gòu)強度。 塑料加工、包裝業(yè)、建筑也以及低溫工程：粘接力強、適應面廣、耐低溫。,02:03:21,6.5 合成橡膠膠黏劑,特點：(1) 良好粘結(jié)性(2) 抗震，蠕變性好，韌性好(3) 強度好(4) 成膜性好分類：1

56、）非硫化型： 將生膠與防老劑、補強劑等混煉后溶于有機溶劑中制得。價廉，使用方便，但耐熱性和耐化學性較差；2） 硫化型： 將生膠與硫化劑、促進劑、補強劑、增粘劑等混煉后，溶于有機溶劑中制得。耐熱性和耐化學性較好。,02:03:21,6.5.1 氯丁橡膠膠黏劑 氯丁橡膠膠黏劑主要由填料型 、樹脂改性型、室溫硫化型三種。基本組成： 硫化劑（氧化鎂、氧化鋅）： 促進劑； 防老劑：提高膠膜的熱

57、氧老化性能，改善儲藏穩(wěn)定性； 溶劑（醋酸乙酯、汽油、甲苯）； 填充劑（碳酸鈣、陶土、碳黑）； 補強劑,02:03:21,1） 填料型氯丁橡膠膠黏劑配方 通用氯丁橡膠 100 氯化鎂 8 碳酸鈣 100 防老劑 2 氧化鋅 10 汽

58、油 136 乙酸乙酯 272,02:03:21,2）室溫硫化型氯丁橡膠膠黏劑配方氯丁－多異氰酸酯膠液 通用氯丁橡膠 100 防老劑 2 氯化鎂 4 氯化鋅 5 優(yōu)點： 耐燃、耐溴氧、耐大氣老化；具

59、有良好的耐油、耐溶劑、耐化學試劑的性能； 缺點： 儲存穩(wěn)定性較差，耐寒性不夠。,02:03:21,6.5.2 丁腈橡膠膠粘劑,6.5.2 丁腈橡膠膠黏劑丁腈橡膠是由丁二烯與丙烯腈經(jīng)乳液共聚制得，根據(jù)丙烯腈的含量，有丁腈-18、丁腈-26、丁腈-40幾種類型。配方： 硫化劑：硫黃和硫載體，有機過氧化物 補強劑：炭黑、氧化鐵、氧化鋅、硅酸鈣、二氧化硅、二氧化鈦、陶土。 增塑劑：硬脂酸、鄰

60、苯二甲酸酯類、磷酸三甲酚酯或醇酸樹脂。 防老劑：沒食子酸丙酯 溶劑：丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯及甲苯、二甲苯等。,02:03:21,6.5.3 其他橡膠膠黏劑,1） 硅橡膠型膠粘劑特性: 具有有機和無機二種化合物特點 耐高溫、耐腐蝕、耐候、耐環(huán)境； 形成螺旋結(jié)構(gòu)，非常柔軟分類:高溫固化、室溫固化和低溫固化。室溫固化（RTV）：

61、混合前混合料可以流動，使用時不用稀釋劑，操作簡便?？煞譃閱谓M份和雙組分。,02:03:21,配方組成:填料 :提高機械強度、耐熱性和粘附性，如白碳黑，二氧化硅等 增粘劑:提高粘附性，如有機硅氧烷，硅酸酯、鈦酸酯，硼酸等交聯(lián)劑： 如硅酮交聯(lián)，如甲基三乙酰氧基硅烷 催化劑： 縮短表干時間，如二丁基錫、辛酸錫、異丁基鈦酸酯,02:03:

62、21,半透明脫酸型室溫硫化硅橡膠配方: 端羥基封端聚二甲基硅氧烷 ： 100 份 201硅油（稀釋劑和增塑劑） ： 20-50份 甲基三乙酰氧基硅烷（交聯(lián)劑）： 3-9份 氣相二氧化硅（觸變劑） 10-25份 二月桂酸二丁基錫（催化劑） 0.01-0.1份,02:03:21,6.6 無機膠黏劑與天然膠黏劑,6.6.1.無機膠粘劑 即由無機鹽、無機酸、無機

63、堿和金屬氧化物、氫氧化物等無機物組成的膠粘劑。分類 按化學成分分類：硅酸鹽，磷酸鹽，硫酸鹽，硼酸鹽等。 按固化機理分類：氣干型，水固型，熱熔型，反應型。 特點：耐熱性，阻燃性，耐光性，耐油性比有機膠粘劑好，抗 老化，原料價廉，（一般耐900~1000℃）A 熱熔型膠粘劑 低熔點金屬（如錫焊），玻璃陶瓷等B 水固型膠粘劑： 有水泥，石膏,02:03:21,種類：水泥類：普通水泥、礬土水泥；磷酸鹽膠粘劑：用于金

64、屬膠粘，如ZnH-PO4.3H2O牙科用，磷酸—氧化銅用于陶瓷、硬質(zhì)合金膠粘；玻璃膠粘劑類：熔接玻璃，它們以硼酸鹽為基礎，如PbO-B2O5-ZnO水基無機物：硅酸鈉、硅酸鉀等。（1）水基無機物 有硅酸鈉、硅酸鉀等，主要用于玻璃與玻璃、金屬與金屬以及金屬與其它材料、紙張與紙張以及紙張與其它材料、木材與木材以及木材與其它材料的粘接。 特點：耐熱性好、性質(zhì)脆、 通式：M2O.nSiO2.H2O來表示。 其中：M

65、為Li, Na ,K；n 為SiO2和H2O的比值，與性能有密切關(guān)系。以硅酸鈉為例，當n=3 粘接溫度最高，當n=5耐水性最小， 耐水性 Li+>K+>Na+。,02:03:21,2）磷酸鹽類膠粘劑基料： 由酸式磷酸鹽、偏磷酸鹽、焦酸鹽為基料或直接由酸與金屬氧化物、鹵化物、氫氧物、堿性鹽類、硅酸鹽、硼酸鹽等的反應產(chǎn)物為基料。固化劑： 金屬氧化物、氫氧化物、硼酸鹽、硅酸鹽以及金屬鹽等。特點： 固

66、化溫度低，使用溫度低。與硅酸鹽膠粘劑相比,其耐水性較好、固化收縮率小、高溫強度大用于： 粘接金屬、陶瓷、玻璃等。,02:03:21,例1：氧化銅－磷酸鹽膠粘劑 氧化銅制備：900 ℃灼燒一定時間 — 冷卻 — 研磨200目 磷酸鹽制備：Al(OH)3溶解于H3PO4 得外觀白色透明的粘性液體（酸性磷酸鋁）膠調(diào)劑：酸性磷酸鋁比氧化銅粉=1：5調(diào)制均勻 固化條件：涂上，室溫放置一段時間后，非常緩慢加熱到10

67、0 ℃ ，保持1h即可。 磷酸膠粘劑能耐-70~1300℃高、低溫,如果加入高熔點的化合物(氧化鋯、氧化鋁等),可提高到1500℃左右。 3） 硅酸鹽類膠粘劑 硅酸鹽類膠粘劑：一般以堿金屬硅酸鹽為基料,加入固化劑和填料等配制而成。具有耐溫，耐水、耐油、耐熱和電氣絕緣性等特點。,02:03:21,6.6.2 天然膠粘劑,天然膠粘劑是指由天然有機物制成的膠粘劑。 優(yōu)點：原料易得，使用方便 缺點：粘接

68、力和耐水性等方面均不如合成膠粘劑 分類： 按原料來源分：礦物膠、動物膠、植物膠。 按組成分：淀粉、動植物蛋白、纖維素、天然樹脂 1） 多糖類 多糖類膠黏劑主要是淀粉及其衍生物。主要用于木材、織物、紙張 的膠接和作為藥物色膜及保護膠體等。最大缺點是耐水性差、抗霉性不好。 2） 氨基酸類 天然氨基酸類膠黏劑主要是指骨膠、魚膠、干酪素及血膠等。 主要用于木材、金屬、陶瓷、紙

69、張及玻璃的膠接。 3） 多羥基類多羥基類膠黏劑主要有蟲膠、生漆、木質(zhì)素及單寧等。,02:03:21,4） 天然橡膠黏劑 天然橡膠膠黏劑主要由栽培的橡膠樹割取的膠乳，經(jīng)過稀釋、過濾、凝聚、滾壓、干燥等步驟而制的亦稱生膠。主要成分是順-1，4-聚異戊二烯。主要用于一般要求不高的天然硫化膠之間的粘合。 例1： 淀粉膠粘劑 淀粉：是有許多葡萄糖結(jié)構(gòu)單元（C6H10O5）互相連接而成的多糖 類聚合物，為粒狀。