(ppt)第七章建筑膠粘劑

1、第七章 建筑膠粘劑,第一節(jié) 建筑膠粘劑概論,凡是能把各種塊狀、散粒狀、粉狀材料緊密連接在一起而共同發(fā)揮作用的物質(zhì)稱為膠粘劑，簡(jiǎn)稱膠。,采用膠黏劑將各種材料或部件連接起來的技術(shù)稱為膠接技術(shù),一.國內(nèi)外建筑膠粘劑應(yīng)用概況,許多出土文物表明，5000年前我們祖先就會(huì)用粘土、淀粉和香松等天然產(chǎn)物做膠黏劑；4000千多年前就會(huì)用生漆做膠黏劑和涂料制造器具；3000年前的周朝已用動(dòng)物膠作木船的填縫密封膠。,2000年前的秦朝用糯米漿與石灰作

2、砂漿粘合長(zhǎng)城的基石，使萬里長(zhǎng)城成為中華民族偉大文明的象征之一。,到上世紀(jì)初，合成酚醛樹脂的發(fā)明，開創(chuàng)了膠黏劑的現(xiàn)代發(fā)展史。目前，與三大合成高分子材料的產(chǎn)量比較，膠黏劑只占第五位，但年增長(zhǎng)速度則居第一位。,目前，膠黏劑的應(yīng)用已滲入到國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)部門,成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的技術(shù)，在高技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用也十分廣泛。如據(jù)報(bào)導(dǎo)：國外在生產(chǎn)一輛汽車中要使用5～10kg膠黏劑；一架波音飛機(jī)的粘接面積達(dá)到2400m2 ；一架宇航飛機(jī)需要粘接3000

3、0塊陶瓷片。,從市場(chǎng)應(yīng)用看，建筑業(yè)用量最大，約占總膠量51.8%，其次是紙包裝業(yè)，約占總膠量的12.6%，第三是制鞋業(yè)，約占9.0%。,木材膠黏劑用量日益擴(kuò)大增多，全世界木材膠黏劑產(chǎn)量占膠黏劑總產(chǎn)量的3/4，如美國約60%的合成膠黏劑用于木材加工業(yè)，俄羅斯為79%，日本為75%，在我國60%～70%的膠黏劑也用于木材加工業(yè)。,預(yù)計(jì)2010年我國合成膠黏劑的需求量將達(dá)到480萬-500萬噸。2004年中國大陸膠黏劑產(chǎn)量總計(jì)379萬噸 。,

4、我國目前已有1200多家企業(yè)，品種牌號(hào)3000多個(gè)，膠黏劑生產(chǎn)能力300萬ｔ。其中產(chǎn)量最大的仍然是三醛膠(酚醛、脲醛和三聚氰胺甲醛)和乳液型膠，二者分別占總產(chǎn)量的45.2%和29.2%。,（一）國外建筑膠粘劑的發(fā)展概況,20世紀(jì)40年代，由于合成高分子工業(yè)的發(fā)展，一系列性能優(yōu)異的合成膠粘劑面世，建筑工業(yè)同時(shí)開始使用膠粘劑。建筑膠粘劑不僅可以促進(jìn)了建筑制品工廠化生產(chǎn)，而且加快了現(xiàn)場(chǎng)施工速度，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了效率，同時(shí)膠粘劑成為預(yù)制復(fù)

5、合建材和現(xiàn)場(chǎng)施工不可缺少的材料。,膠粘劑在工業(yè)國家正穩(wěn)步發(fā)展并趨向成熟。隨著技術(shù)的進(jìn)步，膠粘劑的特性向高性能發(fā)展，例如耐熱、耐低溫、阻燃、絕緣、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、高強(qiáng)度等熱、電、力學(xué)性能的提高。,由于日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，工業(yè)國家合成膠粘劑產(chǎn)品構(gòu)成比例特點(diǎn)是水基型大大高于溶劑型，且有發(fā)展和改進(jìn)并舉的趨勢(shì)。,（二）國內(nèi)建筑膠粘劑發(fā)展的概況,我國合成膠粘劑的研制、生產(chǎn)以及粘接技術(shù)的推廣應(yīng)用始于1958年。近20年來，由于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人民生活

6、水平提高，極大的促進(jìn)了膠粘劑工業(yè)的發(fā)展。我國在2000年建筑膠粘劑的用量達(dá)到60萬t左右。,我國在20世紀(jì)70年代末和80年代初我國開發(fā)出建筑膠粘劑及混凝土界面處理劑系列產(chǎn)品，因其對(duì)飾面磚粘接力高、彈性模量小，在裝修方面工程中得到了廣泛的應(yīng)用。,國內(nèi)常用的建筑膠粘劑主要有以下幾類：,1、乳液型建筑膠粘劑：乙烯－乙酸乙烯、丙烯酸乳液、水乳環(huán)氧、纖維素醚類溶液及聚乙烯醇縮甲醛（107膠）等，它們是以水為分散介質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)只需加入預(yù)拌好的硅酸鹽水

7、泥、砂子中，和勻后即成聚合物砂漿，用于飾面磚板粘貼、抹灰及批刮膩?zhàn)拥取?2、粉狀型建筑膠粘劑：常用的膠粘劑有纖維素醚類，可再分散的乳液粉；目前這些干粉均需進(jìn)口。,3、膏狀膠粘劑：市場(chǎng)上出售的膏狀膠粘劑大都以乙烯－乙酸乙烯為膠接料，以松香的乙醇溶液為增塑劑，在加入無機(jī)填料及甲苯經(jīng)攪拌制成；使用方便。,4、混凝土界面處理劑：1981年我國有關(guān)單位開發(fā)出混凝土界面劑，它是通過被粘接物的表面如混凝土基層、飾面磚板被粘面的涂覆，然后再用普通水泥砂

8、漿粘貼，從而增加了界面的粘接力。,5、建筑密封膠：主要用于玻璃與金屬、金屬與金屬、金屬與混凝土、混凝土與混凝土之間的密封，要求粘接力牢固、彈性、防水、耐老化性能好。,6、建筑結(jié)構(gòu)及化學(xué)灌漿用膠粘劑：環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧。,7、建筑防腐膠粘劑：這類膠多為雙組分溶劑型膠粘劑，如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、呋喃樹脂等。主要適用于酸、堿、鹽腐蝕的場(chǎng)合，,建筑工程使用膠粘劑的主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：,1.薄膜材料、纖維材料、碎屑材料等只能用膠粘

9、劑才能將他們連接復(fù)合成為所需要的建筑材料。例如：玻璃纖維增強(qiáng)材料、刨花板、木屑板、層合板等都是利用膠粘劑復(fù)合成材的。,2.膠粘縫的應(yīng)力分布面積較之機(jī)械連接寬大且均勻，這使復(fù)合材料避免或可緩解應(yīng)力集中導(dǎo)致的破壞，從而利于制作輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料。,4.膠粘縫有氣密、水密的特點(diǎn)，從而有利于建筑節(jié)能。,5.膠接可以將兩種不同材料甚至熱膨脹系數(shù)相差很大的材料用彈性膠連接復(fù)合，因?yàn)閺椥阅z可以減弱或克服溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力破壞。,3.各向異性材料的強(qiáng)度

10、質(zhì)量比和尺寸穩(wěn)定性可以利用合理的膠接設(shè)計(jì)獲得改善。,二、膠粘劑的組分與分類,膠粘劑是多組分的材料，從功能上可分為兩部分：一是基料或稱粘料，是膠黏劑的主要成分，它決定著膠的主要性能；有天然聚合物、合成聚合物及無機(jī)物三大類。 二是助劑，主要包括固化劑與硫化劑、催化劑與促進(jìn)劑、增塑劑、增韌劑、稀釋劑、著色劑、偶聯(lián)劑及有關(guān)填料等。,1、粘料：粘料即粘合物質(zhì)，它是膠粘劑的基本成分，膠粘劑的粘結(jié)性能主要有粘料決定，粘料通常由以下物質(zhì)組成。,（1

11、）天然高分子化合物：淀粉、蛋白質(zhì)、動(dòng)物皮膠、骨膠及天然橡膠等。,（2）合成高分子化合物：有熱固性樹脂如酚醛樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂等；熱塑性樹脂如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮醛類樹脂、聚苯乙烯等；彈性材料如氯丁橡膠、丁腈橡膠、聚硫橡膠等。,（3）無機(jī)化合物：某些磷酸鹽、硅酸鹽等。,2、固化劑：是使液態(tài)基料通過化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生聚合、縮聚或交聯(lián)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成高分子量固體，使膠接接頭具有力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的物質(zhì)。不同的基料應(yīng)選用固化快、質(zhì)量

12、好、用量少的固化劑。,3、填料：在膠粘劑中加入一定量的填充物，可增加膠粘劑的稠度，降低膨脹系數(shù)，減少收縮性，提高膠層的沖擊韌性和其他機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)，可增加膠接接頭的耐熱性，降低膠粘劑成本,4、溶劑：在溶劑型的膠粘劑的組合中，需用有機(jī)溶劑來溶解粘料，調(diào)節(jié)其粘度，提高滲透力，延長(zhǎng)使用壽命，以便于施工。溶劑的揮發(fā)速度，對(duì)膠接質(zhì)量有較大的影響。,5、其它助劑：為了滿足某些特殊要求，在膠粘劑中常需加入其他一些附加劑，如增塑劑、防霉劑、防腐劑、防老

13、化劑等用于改善膠粘劑的性能。,膠粘劑大致的分類：按膠粘劑基料的化學(xué)組成分類可分為無機(jī)、有機(jī)兩大類，其無機(jī)物與有機(jī)物之間的復(fù)合可作為第三類。,按用途分類 可分為三類:,1）結(jié)構(gòu)膠 這類膠有較好的粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱、耐候、耐疲勞性能、能承受較大的負(fù)荷。,2）非結(jié)構(gòu)膠 這類膠的膠接強(qiáng)度不高，不能承受較大的負(fù)荷和較高的溫度。,3）特種膠 能滿足某些特殊性能要求的膠粘劑。如耐高溫膠、壓敏膠、應(yīng)變膠、導(dǎo)電膠、醫(yī)用膠、水下膠、導(dǎo)磁膠等。,另外，

14、按膠接工藝特點(diǎn)分類 ：可分為熱熔膠、常溫固化膠、高溫固化膠、厭氧膠等；按膠的狀態(tài)分類：可分溶劑型膠、溶液型膠、乳液型膠、粉狀膠、股狀膠、糊狀膠、膠帶等。,三、建筑膠粘劑的主要生產(chǎn)設(shè)備：建筑膠粘劑屬于精細(xì)化工產(chǎn)品一般生產(chǎn)規(guī)模不大，其生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備是粘料合成的有關(guān)設(shè)備。由于多數(shù)粘料是以釜式間歇法生產(chǎn)為主，因此，需要聚合釜、溶解釜以及攪拌、抽真空、加熱、混溶等有關(guān)設(shè)備和儀器。,第二節(jié) 常用的膠粘劑,（一）聚乙烯醇（PVAL）膠粘劑：,

15、a 聚乙烯醇結(jié)構(gòu)式表示如下 ：,,一、聚乙烯醇（PVAL）類,市售的PVAL有兩種規(guī)格：型號(hào)1788:聚合度為1700左右，水解度為88％，含乙酰基12％；型號(hào)1799：聚合度1700左右，水解度為99％，含乙?；?％。常見PVAL的品種和特點(diǎn)見表。,b 增塑劑 增加膜的韌性，常用甘油、聚乙二醇、聚酰胺等。,c 填料提高粘結(jié)速度，降低成本，常用淀粉、松香、粘土等,d 熟化劑 可使PVAL分子間有一定程度上的物理、化學(xué)交聯(lián)作用，提

16、高其耐水性；常用無機(jī)酸、多元有機(jī)酸、Na2SO4、ZnSO4、(NH4)2SO4等；也可加熱到160－200℃使其熟化。,e 防凍劑 常用的有乙二醇，一般加入量為0.l－0.2％。,f 防腐劑 常用甲醛，一般加入0.1一0.2％。,制備 在帶有攪拌和夾套加熱設(shè)備的反應(yīng)釜中，按10％濃度投入固體PVAL，攪拌、溶解，其溫度在90～95℃，溶解完全后冷卻，即得粘料，加入有關(guān)助劑后即為商品膠。,（二）聚乙烯醇縮醛膠粘劑,1. 10

17、7膠（PVFM）：是PVAL(1799或1788)和HCHO(工業(yè)品37％)在酸催化下反應(yīng)，PVAL的羥基對(duì)羧基進(jìn)行親核加成，然后縮水。,生產(chǎn)工藝 按配方將一次水(800份)放入反應(yīng)釜中，投入PVAL；在30min內(nèi)將溫度升至85～92℃ ，保溫、攪拌，使其完全溶解；加入HCHO，用鹽酸調(diào)PH值在2～2.5，先在78－80℃下反應(yīng)1h，為使分子間有更多的交聯(lián)，可再升溫至90±2℃(注意要嚴(yán)格控制)，在不斷攪拌下降溫至60

18、℃左右，立即加入二次水(100份)稀釋，然后用NaOH中和至PH＝7～7.5，冷卻至40℃，放料。產(chǎn)品的外觀為透明、半透明膠液。,2．聚乙烯醇縮丁醛（PVB）：由 PVAL和丁醛CH3CH2CH2CHO 在酸性條件下反應(yīng)而成的；,生產(chǎn)工藝：在95℃下將PVAL溶解，降溫至50℃后加入丁醛，攪拌、冷卻至18土5℃，加入鹽酸(在15min內(nèi)加完)，保溫1.5h，然后以10℃／h的速度緩慢升溫至50℃，保溫lh，冷卻，水沖洗至中性，用蒸

19、餾水洗至無Cl-，加0.6％的NaHCO3在室溫?cái)嚢柘逻M(jìn)行穩(wěn)定處理2h，最后在50℃下烘干，可制得含丁醛基44～48％的PVB。這種樹脂在乙醇中溶解性好，并且透明，耐水、耐候、耐油?？膳c環(huán)氧樹脂混合使用，附著能力強(qiáng)，涂膜強(qiáng)度高。,3. 聚乙烯酸縮甲醛的改性,107膠是70年代用于建筑作業(yè)的，該膠原本不是用于建筑的，它的一些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求也不適合建筑要求，但由于它具有較高的性能價(jià)格比，所以過去在建筑中大量的被采用?，F(xiàn)在由于從環(huán)保角度上考

20、慮，產(chǎn)品中游離甲醛給環(huán)境和人類健康造成不良影響，因此淘汰107膠在建筑中的應(yīng)用也是必要的，但也可通過改性減少游離甲醛和不用甲醛原料。,(1)尿素改性——801建筑膠,采用尿素與甲醛進(jìn)行氨基化反應(yīng)，可有效地降低其含量。而且性能與PVFM一樣，此稱改性107膠或801建筑膠。801膠的生產(chǎn)工藝與PVFM相同，只是在用堿調(diào)PH＝7－8之后，再加適量的尿素進(jìn)行氨基化處理，即得801膠。尿素加入量一般為甲醛用量的20％左右。 801膠的質(zhì)量指標(biāo)中

21、，游離甲醛含量≤1％，其它指標(biāo)與107膠相同。,(2)其它改性 ：糠脲改性：在酸性條件，甲醛、糠脲、PVAL三者共縮聚，從而可制得含有呋喃環(huán)的膠粘劑；苯酚改性；糊精和聚丙烯酰胺(PAM)改性。,二、聚醋酸乙烯酯（PVAC）膠粘劑,（一）聚醋酸乙烯酯乳液膠（俗稱白乳膠）,1.生產(chǎn)方法：在不銹鋼反應(yīng)釜中加入PVAL，加水、加熱(90土2℃)溶解，降溫至60～70℃；加入OP-10、辛醇和引發(fā)劑(總量的1/2，用五倍水溶解)；緩慢加入單體，依

22、回流速度和起泡情況調(diào)節(jié)加料速度，在3～4h內(nèi)加完，反應(yīng)溫度保持在65～82 ℃之間；單體加完后保持20min，開始升溫，同時(shí)緩慢加入余下的引發(fā)劑，使內(nèi)溫保持90～95℃，保持10min后降溫；當(dāng)內(nèi)溫降至60 ℃以下，加入NaHCO3，調(diào)PH為4～6，再加入DBP，攪拌l h，冷卻至40℃以下即可放料。,2.白膠的特點(diǎn)、應(yīng)用：該膠常溫固化，且速度快，初粘強(qiáng)度高，既可濕粘，也能干粘，膠膜韌性好；粘結(jié)溫度不低于5℃也不能高于80℃；該膠配制簡(jiǎn)

23、單，使用方便。但耐水性差，屬非結(jié)構(gòu)膠類。,主要用于粘接混凝土及某些建筑材料；用作水泥混凝土的改性劑；用作水器、家具、碎木屑層壓板、人造板的膠粘劑；作為紙張、玻璃、陶瓷、皮革及泡沫塑料的膠粘劑；亦可作為主要成膜物質(zhì)配制多種涂料等。,針對(duì)白膠耐水性、耐溫性差的弱點(diǎn)進(jìn)行改性工作,旨在將熱塑性材料向熱固性方向發(fā)展，基本方法有如下幾種。內(nèi)交聯(lián)：采用具有交聯(lián)作用的共聚單體(即稱內(nèi)交聯(lián)劑)，與醋酸乙烯酯共聚，其共聚物在膠接過程中能交聯(lián)成熱固性聚合物

24、，從而提高膠接強(qiáng)度、改善了耐水、耐熱、耐蠕變等性能；外交聯(lián)：采用熱固性樹脂(如EP、UF等)，即稱外交聯(lián)劑，加入白膠中的線型均聚物中，則使其耐熱、耐水性顯著提高。這是由于整個(gè)體系增加了熱固性成分。,3.白乳膠改性,（二）聚醋酸乙烯酯溶液膠粘劑（CR802）,醋酸乙烯和甲醇(溶劑)，在65℃左右進(jìn)行自由基聚合，獲得能溶于甲醇中的聚醋酸乙烯均聚物。,另外，可采用乙烯基單體與其共聚，如采用順或反丁烯二酸及其酯，可使共聚產(chǎn)物的耐水性、柔性提高

25、。實(shí)驗(yàn)證明，在甲醇介質(zhì)中可用20％左右的反丁烯二酸二異丁酯共聚，產(chǎn)品為乳白色，粘結(jié)強(qiáng)度和耐水性能均有顯著提高。,4115建筑膠粘劑 這是以CR802為粘料，加入無機(jī)礦物填料所組成的單組分膠粘劑。適用于多種非金屬微孔建筑材料的粘結(jié)。如水泥砂漿、混凝土、木材、礦棉吸聲板、水泥刨花板、紙面石膏板、鈣塑板、泡沫塑料、塑料地板、地磚等的粘結(jié)。,三、氨基樹脂膠粘劑,氨基樹脂膠粘劑是由氨基樹脂、固化劑及其它助劑構(gòu)成的。氨基樹脂則是由含氨基的化合物

26、與甲醛進(jìn)行逐步縮聚反應(yīng)而制得的產(chǎn)物。常用的氨基化合物有尿素、三聚氰胺，它們與甲醛的縮聚物分別稱脲醛樹脂(UF)和三聚氰胺甲醛樹脂(MF)。,（一）脲醛樹脂膠粘劑（UF）,UF是由尿素和甲醛，在催化劑存在下，通過逐步縮聚反應(yīng)，生成低分子量的樹脂，并以此為主要成分，加入固化劑和有關(guān)助劑配制而成。,脲醛樹脂膠的改性：優(yōu)點(diǎn):原料成本低、樹脂無粘接污染、熱壓溫度低、固化時(shí)間短、具有一定的耐熱、耐蝕性能。弱點(diǎn):耐水性、耐久性差、膠層脆、有甲醛

27、污染和穩(wěn)定性差等，為此要對(duì)其改性；糠醇改性脲醛樹脂(該膠的耐水性、耐酸、耐堿性和膠接強(qiáng)度都有顯著提高)；苯酚改性；醚化UF、酯化UF、環(huán)化UF改性 (增加穩(wěn)定性)。,（二）三聚氰胺甲醛樹脂（MF）膠粘劑 ：,MF的合成反應(yīng)原理與UF相似，但三聚氰胺的反應(yīng)活性比尿素高，所以反應(yīng)速度比UF快，在反應(yīng)的介質(zhì)酸度上可以比UF低一點(diǎn)。是由三聚氰胺、甲醛及尿素形成的二元和三元縮聚物 。,四、酚醛樹脂膠粘劑:,酚醛樹脂膠粘劑多采用熱固性甲基酚醛樹脂為

28、主體材料，在加入酸或堿性催化劑配制而成。酚醛樹脂膠具有膠接強(qiáng)度高、耐水、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于膠接木材、木質(zhì)層壓板、膠合板、泡沫塑料及其它多孔性保溫、隔熱材料。但脆性較大、耐熱、耐蝕性還不夠理想。目前多數(shù)通過與其它樹脂共混和加入某些助劑等途徑，改善其性能。,羥甲基化,五、環(huán)氧樹脂膠粘劑,以環(huán)氧樹脂(EP)為基料的膠粘劑，稱環(huán)氧樹脂膠粘劑。環(huán)氧樹脂系指含有二個(gè)以上環(huán)氧基、聚合度不高的一類化合物。膠粘劑主要由粘料(EP)和固化

29、劑、改性劑、填料、稀釋劑、溶劑等組成的。,這種膠在結(jié)構(gòu)中含有-OH、-O-和 等極性的活性基，能與多種被粘物質(zhì)表面發(fā)生作用，因而有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度；固化時(shí)無副產(chǎn)物析出，所以體積收縮率低，一般只有4～8％，加入適量的填料，可降低至l～2％；固化后的樹脂耐化學(xué)性好、電氣性能優(yōu)良、加工操作工藝簡(jiǎn)單，所以有“萬能膠”之俗稱。,未經(jīng)改性的EP，配膠后初粘強(qiáng)度不高，剝離強(qiáng)度及耐沖擊性和耐溫性等都不理想。因此，實(shí)際應(yīng)用時(shí)都要通過

30、不同的途徑，對(duì)某些方面的性能進(jìn)行改善。,1）提高膠接強(qiáng)度的改性 膠接強(qiáng)度的提高，必須克服EP的脆性，增加柔性、韌性。常用分子量適當(dāng)?shù)木酆衔镒鳛楦男詣?。主要有液體的聚硫橡膠、聚乙烯醇縮醛，以及NBR、PUR、PA等熱塑性聚合物。這些聚合物的線型分子鏈，賦以柔韌，同時(shí)還有-SH、-OH、-NH-等反應(yīng)性基團(tuán)，又能與環(huán)氧基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，可以更好地提高膠接強(qiáng)度。,2）改善耐溫性能 主要是引入耐溫樹脂鏈。如引入甲階的PF，聚硅烷等。,六

31、、橡膠膠粘劑,橡膠膠粘劑是以橡膠為主體材料，加入適當(dāng)?shù)呐浜蟿┒M成的，這是膠粘劑中的一大類。,橡膠膠粘劑的分類 ： 橡膠是分子為線型處于高彈態(tài)的高分子化合物，有天然和人工合成橡膠兩大類。其制成的膠粘劑有溶液型和乳液型兩種形式。,溶液型中的非硫化橡膠膠液，是將生膠塑煉后溶于有機(jī)溶劑中而制得；硫化型則是將塑煉后的橡膠再加配合劑混煉，然后再溶于有機(jī)溶劑，這種膠性能較好，應(yīng)用范圍較廣。,（1）氯丁橡膠膠粘劑 ：用作膠粘劑時(shí)具有良好的耐燃、耐臭氧

32、和耐大氣老化性能，并且具有耐油、耐溶劑和化學(xué)試劑等性能，廣泛用于極性材料和非極性的粘接，是一種重要的非結(jié)構(gòu)膠粘劑。,（2）丁苯橡膠膠粘劑：丁苯橡膠與天然橡膠一樣，耐油、耐溶劑和耐氧化性都不夠好，使用溫度在5-71℃，耐熱和耐老化性比天然橡膠好一些。該膠分子極性小，粘附性較差，用作膠粘劑要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男浴?（3）丁腈橡膠膠粘劑：丁腈橡膠由丁二烯與丙烯腈經(jīng)乳液共聚而制得，丙烯睛含量增加，極性的-CN含量增多，耐油性、粘附性、耐熱性均會(huì)提高，

33、粘結(jié)強(qiáng)度增加，所以用作膠粘劑的多用丁腈-40。若加入少量丙烯酸、甲基丙烯酸與它們共聚，可得到含羧基的丁腈橡膠，此類聚合物與其它樹脂的相溶性得到改善，極性增大，粘附性好。,七、熱熔膠粘劑,簡(jiǎn)稱熱熔膠，這是一種以熱塑性高分子聚合物為粘料，不含溶劑的固態(tài)(常溫)膠粘劑，加熱使其熔融后，涂布于被粘物表面，冷卻后固化，形成一定強(qiáng)度。這類膠不含任何溶劑，因而無溶劑污染和中毒現(xiàn)象，耐水及耐酸堿腐蝕，固化迅速，粘合力較強(qiáng)，可重復(fù)加熱使用，組分穩(wěn)定，黏

34、結(jié)工藝簡(jiǎn)單，因此在建筑工程包裝和日常生活中都得到了廣泛應(yīng)用。,（一）熱熔膠的組分,1.主要粘料：為使膠具有足夠的粘結(jié)力和內(nèi)聚力，通常采用熱塑性聚合物為主要粘料；如乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯—丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯—丙烯酸共聚物(EAA)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯(PAA)、聚酰胺(PA)、聚醋酸乙烯酯(PVAC)、低分子聚乙烯(PE)、無規(guī)聚丙烯(PP)等 。,2.增粘樹脂,主要原料熔融時(shí)黏度太高，對(duì)被

35、粘物的潤(rùn)濕性和初粘性不好所以需加入相溶性好的增粘樹脂，如松香、改性松香及松香衍生物等，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，多是幾種樹脂的復(fù)合。,3.增塑劑,為提高熱熔膠的柔韌性和耐寒性，降低熔融黏度改善流動(dòng)性能，提高被粘物的潤(rùn)濕能力，需加入增塑劑，注意用量要適當(dāng)，它能削弱分子間的引力，降低膠層的內(nèi)聚力和黏結(jié)強(qiáng)度。鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）。,4.蠟類,為降低熱熔膠的熔融黏度，改善流動(dòng)性和潤(rùn)濕性、增加表面強(qiáng)度和降低成本。常加入烷烴石蠟

36、(軟化點(diǎn)60～70℃)和微晶石蠟(軟化點(diǎn)65～105℃)。,（二）熱熔膠粘劑的制備,熱熔膠的制備一般可分為兩個(gè)工序，即膠熔體的制備和成型。,1.膠熔體的制備,先將增塑劑和蠟類投入反應(yīng)釜中，加熱熔化，再加入抗氧劑攪拌均勻，最后加入增粘樹脂和主要粘料。若主要粘料粘性太大，可分批加入，以免攪拌困難，以防發(fā)生焦化分解。,2.成型,成型時(shí)可將熔體趁熱從反應(yīng)釜內(nèi)放入到冷水中成型后晾干備用也可將熔體放到涂有脫模劑的石板模中，吹冷風(fēng)固化，然后切塊備用；

37、或混煉后擠出成型。所以熱熔膠可呈棒、塊、片、條等形狀。,3.熱熔膠的施工,熱熔膠應(yīng)用時(shí)施工方法較多，常用的有噴涂和輥涂?jī)煞N。噴涂是將膠料在預(yù)熔槽中熔化后，泵送到一個(gè)帶有閥門的可調(diào)噴嘴上以均勻的速度噴出；輥涂是通過定量輥連續(xù)地點(diǎn)涂或直接地施膠到欲粘合的表面上。,（三）常用的熱熔膠粘劑,1.EVA（乙烯-醋酸乙烯）熱熔膠,EVA的性質(zhì)是由分子結(jié)構(gòu)中兩種單體的比例，相對(duì)分子量和支化程度等因素決定的。,一般隨VA含量的增加，黏附力提高，延伸率增

38、大，蠕變?cè)黾?，透光性和透濕性增大，而熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)及熱變形溫度下降，硬度、耐磨及耐腐蝕能力降低。通常VA含量為20%～30%的樹脂，具有較好的粘合能力和韌性，且與蠟的混溶性好，適宜配制熱熔膠。,用作熱熔膠的EVA的MI一般在1.5～500范圍內(nèi)，該值越小，其分子量越大，融化溫度也越高。市售的EVA，大多標(biāo)明VA%和MI值。,2.EEA（乙烯-丙烯酸乙酯）熱熔膠,EEA比EVA低溫韌性好，可長(zhǎng)期于較高溫度下，粘度穩(wěn)定。對(duì)PE、PP的黏結(jié)強(qiáng)度

39、高，與蠟相溶性好，與增粘劑若按1：1比例時(shí)，增塑劑可少加或不加。,3.EAA（乙烯-丙烯酸）熱熔膠,EAA分子中含有極性的-COOH，因此對(duì)極性物質(zhì)和各種建材均有較強(qiáng)的黏結(jié)強(qiáng)度。,4.PE（聚乙烯）熱熔膠,PE熱熔膠一般用HDPE為主粘料，其MI為5.1～8.0，熔點(diǎn)138℃。該膠粘結(jié)強(qiáng)度不高，但價(jià)格低廉，適用于布料的粘合，目前大多用它的共聚物。,八、壓敏膠粘劑,壓敏膠粘劑一般是涂布于各種基材上，加工成壓敏膠帶、標(biāo)簽、片材等形式，使用時(shí)

40、以適當(dāng)壓力來實(shí)現(xiàn)粘結(jié)目的。目前發(fā)達(dá)國家的壓敏膠及其制品的工業(yè)值已超過其它膠粘劑產(chǎn)值的總和，我國從1985年起，引進(jìn)了30多條壓敏膠涂布生產(chǎn)線，目前壓敏膠制品已在施工工業(yè)部門、建筑、醫(yī)療及日常生活中得到了廣泛應(yīng)用。,（一）壓敏膠粘劑及其制品,1、壓敏膠粘劑的種類,若按壓敏膠的主體材料，可概括地分為橡膠型和樹脂型兩大類，橡膠型又可分為天然橡膠、合成橡膠及再生橡膠壓敏膠粘劑；樹脂型也可分為熱塑彈性體、丙烯酸酯、有機(jī)硅及其它樹脂型壓敏膠粘劑等

41、。若按壓敏膠的形態(tài)可分為溶液型、水乳液型、熱熔型、壓延型、反應(yīng)型和水溶液型壓敏膠粘劑。,2、壓敏膠粘劑的特點(diǎn)與性能,壓敏膠本身處于半固體狀態(tài)，常溫下只要施以一定壓力就會(huì)濕潤(rùn)被粘物表面而產(chǎn)生膠粘強(qiáng)度，這種對(duì)壓力敏感的性能是該膠的基本特點(diǎn)。壓敏膠本身具有粘彈性，對(duì)被粘材料表面有較好的濕潤(rùn)性，這是使它產(chǎn)生壓力敏感的粘合特性的主要原因。,（二）橡膠型壓敏粘劑,橡膠型壓敏膠粘劑，一般是由高分子量的橡膠彈性體為主體配以適當(dāng)?shù)脑稣硺渲浕瘎?、防老?/p>

42、等助劑混合而成的。,1.橡膠彈性體,橡膠彈性體是該膠的基礎(chǔ)，它賦予壓敏膠必要的成膜性、內(nèi)聚強(qiáng)度、粘彈性中的彈性成分及耐介質(zhì)老化等性能。,目前應(yīng)用的有天然橡膠(NR)，順式1,4-聚異戊二烯橡膠(BR)，丁苯橡膠(SBR)聚異丁烯(PIB)，丁基橡膠(IIR)以及各種再生橡膠和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIS)等。,2.增粘樹脂,增粘樹脂賦予壓敏膠必要的粘性，使該膠對(duì)被粘材料產(chǎn)生必要的初粘性和粘合力，因此是該膠的另一重要組分。

43、常用的增粘樹脂有松香及其衍生物，萜烯樹脂及其改性物和石油樹脂三大類；增粘樹脂的種類和最佳用量的選擇應(yīng)分別從其與橡膠彈性體的相容性、本身色澤、增粘效果、價(jià)格等方面綜合考慮。其中相容性是選擇增粘樹脂的首要條件，可根據(jù)兩者溶解度參數(shù)相近相溶的原則進(jìn)行選擇。,3.其它組分（1）防老劑：作用及種類與塑料防老劑相似。（2）軟化劑：作用及種類與塑料增塑劑類似。能降低壓敏膠的本體粘度。改善對(duì)基材的密著性和涂布工藝，提高低溫初粘度。摻量一般為橡膠

44、彈性的30%以下。（3）體質(zhì)顏料、填料：為降低成本改善性能及滿足色澤上的需求，常加入一定量體質(zhì)顏料填料。常用的有輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣，各種粘土、硅酸鹽、滑石粉、ZnO和TiO2等。,（三）熱塑性彈性體壓敏膠粘劑,以ABA型嵌段共聚物熱塑性彈性體為主要組成的壓敏膠粘劑，是新興壓敏膠，已在膠粘劑領(lǐng)域占有相當(dāng)重要的地位。,1.熱塑彈性體結(jié)構(gòu),熱塑彈性體，都是中間為Tg低于室溫柔軟的橡膠分子鏈段；而兩端為Tg高于室溫堅(jiān)硬的塑料鏈段相嵌而成。其中一

45、類的中間分子鏈段為不飽和的橡膠鏈段，如：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物。另一類中間分子鏈段是飽和的橡膠鏈段，如：苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)，苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)等。,2.熱塑彈性體壓敏膠的組分,熱塑彈性體本身沒有初粘性能，需要添加增粘樹脂、軟化劑、防老劑等。,（1）增粘樹脂,根據(jù)增粘樹脂對(duì)熱塑彈性體中兩相的溶解度不同可分為兩類。一類是只能與橡膠相相容

46、，能降低內(nèi)聚能并賦予混合物以初粘力和剝離力，如脂肪族和脂環(huán)族石油樹脂，松香和氫化松香及萜烯樹脂等，另一類是只能與塑料相相容，只增加混合物內(nèi)聚強(qiáng)度，起到增加塑料相含量的作用。如芳香族石油樹脂、古馬隆—茚樹脂和芳香族單體改性的萜烯樹脂等。,（2）軟化劑,軟化劑的作用是降低膠液的熔融粘度，增加初粘力，降低成本及利于涂布工藝等。它也存在著對(duì)橡膠相及塑料相的溶解問題。若希望只與橡膠相的相容性好，對(duì)塑料相完全不溶解時(shí)，常采用Ksp略低于橡膠相的各種

47、脂肪族礦物油；若制造內(nèi)聚強(qiáng)度低的壓敏膠時(shí)，可選用能與塑料相容的Ksp較大的芳香族礦物油為軟化劑。,此外，由于SBS含有不飽和鍵，需加入抗氧劑；為提高膠的耐溫性，需加入硫磺、過氧化物等交聯(lián)劑及硫化促進(jìn)劑；為降低成本，可用一部分天然或合成橡膠代替部分的SBS或SIS也可添加適量的粘土、滑石粉、鈦白粉等增強(qiáng)性體質(zhì)顏料。,（四）丙烯酸酯壓敏膠,聚丙烯酸酯用于制造壓敏膠，始于1928年。與橡膠型壓敏膠相比，因它的結(jié)構(gòu)飽和，所以該膠耐老化性強(qiáng)、性能

48、穩(wěn)定，對(duì)各種材料，尤其像金屬、陶瓷、水泥、木材等極性表面、多孔性表面皆具有較好的粘結(jié)能力，加之性能的可設(shè)計(jì)性和價(jià)格適中，有逐步取代橡膠型壓敏膠的趨勢(shì)。該膠有溶液型、水乳液型、水溶膠型和射線固化型五類。,（五）有機(jī)硅壓敏膠,有機(jī)硅壓敏膠能在-73～+250℃下使用，能粘結(jié)各種材料，包括聚烯烴，含氟聚合物和有機(jī)硅隔離紙等難粘材料，具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐老化和電性能，因此屬于優(yōu)質(zhì)高檔壓敏膠。,有機(jī)硅橡膠常用甲基硅橡膠，是由二甲基硅氧烷的環(huán)狀低

49、聚物在酸或堿的催化下開環(huán)聚合而成的線型聚合物。,有機(jī)硅樹脂 由R2SiCl2、R3SiCl、RSiCl3等數(shù)種氯硅烷的混合物水解和縮合反應(yīng)而制得,縮合催化劑和交聯(lián)劑：前者常用的有機(jī)錫化合物、胺或其它堿等，后者常用的有過氧化苯甲酰等。填料及其它添加劑、常用無機(jī)填料有石英粉、ZnO、CaCO3、Al(OH)3、TiO2等；為了特殊要求還可加入增塑劑，抗紫外線劑(Cu、Mn)、碳黑加入3%，體積電阻率由1010Ω·cm降至10

50、2Ω·cm)。溶劑 一般采用苯、甲苯、二甲苯等。,九、丙烯酸酯類膠黏劑,以丙烯酸乙酯、丁酯、異辛酯為主，與甲基丙烯酸酯類、苯乙烯或醋酸乙烯共聚而得。具有良好的耐水性和廣泛的粘接性，改變共聚組分，可獲得一系列有用的膠黏劑。這一類膠黏劑還可詳細(xì)分為以下幾種。,1.溶液型丙烯酸酯膠黏劑：可以粘塑料。2.乳液型丙烯酸酯膠黏劑：可合成多種共聚乳液，供無紡布、織物、植絨、復(fù)合薄膜，紙張上光、建筑密封及涂料應(yīng)用。3.α-氰基丙烯酸

51、酯 ： 為單液型，粘度低，固化特別快，見潮即可在幾十秒內(nèi)聚合，常稱為瞬干膠。 強(qiáng)度高、透明、毒性小、使用方便；但脆性大、耐久性差、價(jià)格昂貴?？烧掣鞣N材料，最適于應(yīng)急修補(bǔ)。,4.厭氧膠：是由丙烯酸和甲基丙烯酸的雙酯或某些特殊的丙烯酸酯，如甲基丙烯酸羥丙酯為主構(gòu)成的，在隔絕空氣下(無氧)可自行室溫固化的膠黏劑?，F(xiàn)已發(fā)展成幾百個(gè)品種，具有單組分、無溶劑、低粘度、使用方便、常溫快速固化、耐熱、耐溶劑、耐酸堿性好、適用期長(zhǎng)、貯存穩(wěn)定的特點(diǎn)。主要

52、用于管道螺紋、法蘭面及機(jī)械箱體防漏；螺紋螺栓緊固；軸承、插件、嵌件固定。,5.丙烯酸結(jié)構(gòu)膠黏劑：70年代杜邦公司開發(fā)的新型二液型改性丙烯酸酯膠黏劑，又稱第二代丙烯酸酯膠黏劑(SGA)。分底涂型及雙主劑型兩大類。底涂型的主劑中包括聚合物 、丙烯酸酯單體(如MMA等)、氧化劑(過氧化物)、穩(wěn)定劑(如對(duì)苯二酚)；底劑中包括促進(jìn)劑(如胺類還原劑)、助促進(jìn)劑(如環(huán)烷酸鈷金屬鹽)及溶劑。,雙主劑型不用底劑，兩組分均為主劑。其中，一個(gè)主劑含氧化

53、劑，另一個(gè)含促進(jìn)劑及助促進(jìn)劑。兩劑分別涂于被粘物的一面，疊合后很快發(fā)生反應(yīng)而固化。此膠室溫固化快，膠接強(qiáng)度高，可以在油面上直接涂膠粘接，耐水、耐油、耐介質(zhì)、耐老化、耐熱、耐寒性好，使用方便，不需精確計(jì)量，應(yīng)用面廣；但氣味較大，貯存期較短。,膠粘劑的發(fā)展趨勢(shì)（1）針對(duì)膠粘劑品種的缺點(diǎn)，發(fā)展新品種；（2）以市場(chǎng)為導(dǎo)向，面對(duì)客戶不同的需求，解決相應(yīng)的用途和性能；（3）重視環(huán)境保護(hù)，研制符合環(huán)保要求的無污染、無公害型膠粘劑；,研制納米級(jí)