第四章 胶粘剂课件.ppt

第4章 胶粘剂,4.1 胶粘剂概述4.2 粘接机理4.3 无机胶粘剂4.4 天然胶粘剂4.5 合成聚合物树脂胶粘剂4.6 其它胶粘剂4.7 粘接工艺4.8 胶粘剂的环保问题和发展趋势,4.1 胶粘剂概述,凡能将同种或不同种的固体材料粘接在一起的物质统称胶粘剂,也称黏合剂、粘接剂。4.1.1 胶粘剂的组成 基料(粘料或主体材料) 辅助材料,第四章 胶黏剂,天然产物或人工合成的聚合物基料的基本要求:对被粘物体有良好的润湿性能,以便均匀涂胶; 应具有优良的综合力学性能;要有良好的环境性能,保证胶层在各种外界条件下能保持良好的粘接强度。,第四章 胶黏剂,常用的基料,树脂型聚合物: 聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂橡胶型： 氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶，合成橡胶等无机物 ：硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐、熔接玻璃、金属和氧化物,返回,第四章 胶黏剂,辅助材料,溶剂增塑剂偶联剂固化剂填料,促进剂防老剂阻聚剂引发剂其它辅助材料,第四章 胶黏剂,环氧树脂胶黏剂的配方,E-44环氧树脂 100份（质量）邻苯二甲酸二丁脂 15份二乙烯三胺 8份Al2O3 30份,第四章 胶黏剂,4.1.2 胶粘剂的分类,按主体化学成分及特性分类,第四章 胶黏剂,按用途分类结构胶非结构胶特种胶密封胶,按形态分类粉状膏状棒状胶膜胶带水溶液乳液型溶剂型热熔型,按性能分类压敏胶再湿胶瞬干胶厌氧胶耐高温胶耐低温胶微胶囊胶粘剂,第四章 胶黏剂,按固化方式分类室温固化胶高温固化胶溶剂挥发固化胶光敏固化胶热熔固化胶吸湿固化胶厌氧固化胶,第四章 胶黏剂,4.1.3 胶粘剂的应用,粘接与柳接、焊接、螺钉连接等相比的优点：1.不论材质的种类、形状、厚度、大小相同与否均可适时粘接；2.没有柳接、焊接、螺钉连接的应力集中问题，可延缓材料的疲劳，可延长粘接件使用寿命；3.可以减少零件数量，减轻结构重量；4. 粘接工艺简单，容易操作；5.可进行特殊条件下的快速粘接。缺点：存在粘接强度不够高、耐久和耐候性差、粘接可靠性不好确定等问题,返回,第四章 胶黏剂,胶粘剂的应用,木材加工纸加工包装建筑纺织机械运输,橡胶产品生产航天航空电子武器装备化工,第四章 胶黏剂,4.2 粘接机理,机械理论认为对于多孔材质的被粘物体，在粘接过程中，胶粘剂渗透到被粘物体的表面的空隙中，经过固化，产生机械键合。一般有钉键作用、勾键作用、根键作用和榫键作用。机械理论认为粘接是简单的机械嵌定，它无法解释致密被粘物如玻璃、金属等的粘接。,第四章 胶黏剂,吸附理论认为粘接是与吸附现象类似的表面过程。吸附理论认为胶粘剂分子充分地润湿被粘物表面，并且与之良好接触，分子间的距离小于50nm时，两种分子之间发生相互吸引作用，并最终趋于平衡，这种界面间的相互作用力主要是范德华力，这种分子间力不但有物理吸附，也有时存在化学吸附,正是这种吸附力产生了胶接。根据这一理论,若黏合剂和被粘物的极性基团强,并且极性基团多，则黏合力就强;若其中一个是极性的，另一个是非极性，则黏合力就弱.但是吸附理论不能解释极性的-氰基丙烯酸胶为什么能黏合非极性的聚苯乙烯材料，说明这个理论有它的局限性。,扩散理论又称为分子渗透理论。该理论认为，聚合物之间的粘接是由扩散作用形成的，即两聚合物端头或链节相互扩散，从而导致界面的消失和过渡区的产生。胶粘剂和被粘物两者的溶解度参数越接近，粘接温度越高，时间越长，其扩散作用也越强，由扩散作用导致的粘接力也越高。聚合物之间的粘接最适合这种理论解释，但不能解释聚合物与金属之间的粘接。,静电（双电子层）理论该理论认为胶粘剂与被粘材料接触时，在界面两侧会形成双电层，从而产生静电引力而产生粘接。聚合物与金属胶接时，适用该理论。,第四章 胶黏剂,化学键理论认为胶粘剂分子与被粘物表面通过化学反应形成化学键合而产生较高强度的粘接。当胶粘剂分子存在电子对，而被粘物表面又可提供空轨道，这时就认为粘接是通过配位键力结合，用环氧树脂胶接金属时适用这种理论通常粘接的过程，不会是只有某一粘接作用，大多是两种甚至多种粘接作用的共同作用结果。,返回,第四章 胶黏剂,4.3 无机胶粘剂,无机胶粘剂是由无机物组成的胶粘剂，其耐热性、阻燃性、耐久性、耐油性等比有机胶粘剂要好。从固化机理看可分为空气干燥型（水玻璃、黏土）、水固化型（石膏、水泥等）、热熔型（低熔点金属、低熔点玻璃、玻璃陶瓷、硫黄）、反应型（硅酸盐类、磷酸盐类、胶体氧化铝、牙科胶泥）。按粘料可分为硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐、胶体氧化铝等。,第四章 胶黏剂,1.硅酸盐类胶粘剂,硅酸盐胶粘剂是以硅酸盐为粘料，可以是气干型、水固型、反应固化型。适用于金属、陶瓷、玻璃、石材、包装箱等的粘接。气干型硅酸盐胶粘剂中的水分在空气中挥发后，氧化硅溶胶变成凝胶固化。水固化型的硅酸盐胶粘剂就是遇水可硬化的硅酸盐水泥（波特兰水泥）。反应型硅酸盐胶粘剂的粘料上硅酸盐，在固化剂（碱土金属的氧化物或氢氧化物）作用下固化，这类胶粘剂有很高的粘接强度和耐热高温性能，主要用于金属与陶瓷的粘接。,第四章 胶黏剂,2. 磷酸盐类胶粘剂,正磷酸盐 偏磷酸盐 焦磷酸盐 多聚偏磷酸盐及磷酸 它们与固化剂反应的产物即为胶料，固化剂主要有金属氧化物、氢氧化物、硼酸盐、硅酸盐、金属盐等。氧化铝、石灰、石英玻璃粉末与磷酸混合制成胶泥，称为磷酸-硅酸盐胶，用氧化硅凝胶固化即可形成粘接，主要用于牙科，作牙齿填充料。,第四章 胶黏剂,磷酸锌胶用于牙齿修补。磷酸-氧化铜胶主要由CuO粉、H3PO4、缓冲剂（氢氧化铝，用于延长固化时间）组成。主要用于刀具、模具等的粘接以及补漏、密封等。,3. 硫酸盐类胶粘剂 硫酸盐胶粘剂的粘料是石膏(CaSO4.1/2H2O),它遇水即还原成生石膏(CaSO4.2H2O)而固化.,CuO + 2H3PO4 + H2O 2CuHPO4 + 3H2O,第四章 胶黏剂,4. 其它胶粘剂将1份甘油与2-3份PbO混合24H,即成PbO-甘油胶粘剂,主要用于电子设备粘接、密封陶瓷制件。利用硫的低熔点（110），熔融后加入炭黑、多硫化合物，制成的硫胶粘剂可用于粘接金属。由氧化铝、硼砂、NiO,Fe2O3,K2CO3,红铅、石英、NaF等调制而成的陶瓷胶粘剂,具有高的粘接强度和耐高温性能,可粘接陶瓷、金属、玻璃钢等材料.,返回,4.4 天然胶粘剂,动物胶植物胶矿物胶海洋天然胶粘剂,第四章 胶黏剂,动物胶粘剂可分为骨胶、酪朊胶、鱼胶和虫胶等，是由-氨基酸分子以肽键连接起来的高分子，其中主要的几种氨基酸是水溶性的，其平均分子量为210425104。植物胶粘剂可分为淀粉胶粘剂、植物蛋白胶和树脂胶粘剂（包括松香胶、桃胶、冷杉胶、阿拉伯胶等）。矿物胶粘剂可分为硫黄胶粘剂、沥青胶粘剂、蜡质胶粘剂。,返回,第四章 胶黏剂,4.5合成聚合物树脂胶粘剂,1热塑性合成树脂胶粘剂2热固性合成树脂胶粘剂3热熔胶4厌氧胶5光敏胶6压敏胶 返回,第四章 胶黏剂,1 热塑性胶粘剂,1.1乙烯树脂类胶粘剂1.2丙烯酸树脂类胶粘剂1.3杂环高分子胶粘剂1.4氟树脂类胶粘剂 返回,第四章 胶黏剂,热塑性胶粘剂,热塑性胶粘剂为线性聚合物，粘接过程中不形成新的化学键，能以溶液，乳液状后熔融状态进行粘接操作。,第四章 胶黏剂,1.1乙烯树脂类胶粘剂,1聚醋酸乙烯式聚合方法：本体聚合，溶液聚合，乳液聚合乳液聚合得到的产物称为聚醋酸乙烯乳液胶粘剂，简称“白乳胶”或“白胶”。可用于书记籍订，标签，箱制品，纸张的印花，卷烟纸，木材加工，皮革加工，瓷砖粘贴等许多方面，还可用于制造物纺布（制一次性使用毛巾，医用床单，手术衣，工业滤布）。 返回,第四章 胶黏剂,白乳胶的特性,分子量高粘性不是最大机械强度好成本低而已无毒但存在耐水性，耐热，耐溶剂型不好喝蠕变等问题,第四章 胶黏剂,聚醋酸乙烯乳液生产配方和工艺,原料 重量 作用醋酸乙烯 710 单体水 636 溶液PVA 62.5 增稠剂 过硫酸铵 14.3 引发剂OP-10 8 乳化剂碳酸氢钠 4 缓冲剂DBP 80 增塑剂,第四章 胶黏剂,生产工艺如下,1 将过硫酸氢铵和碳酸氢钠加入适量的水中配成10%的过硫酸铵水溶液，10%碳酸氢钠水溶液；2 把部分水和PVA加入反应器中，加热，搅拌，将他溶解；3 加入剩下的水，OP-10，单体总量的15%和过硫酸铵用量的40%；4 温慢升温到7578度；,第四章 胶黏剂,5 在35小时内向反应器内滴加完剩余的单体和过硫酸铵溶液;6 保持反应半小时，降温到50度，加入碳酸氢钠溶液和DBA（邻苯二甲酸二甲酯），搅拌均匀，40度出料，包装。 返回,第四章 胶黏剂,2聚乙烯醇胶粘剂,聚乙烯醇胶粘剂通常是以水溶液的形式使用，固含量低（5%10%），固化速度慢，在搅拌下将聚乙烯醇溶于8090度热水中即成，作为胶粘剂采用聚合度偏高为宜，一般视需要还会加入填料，增塑剂（聚乙二醇，甘油，提高胶层的柔性），熟化剂（硫酸钠，多元有机酸和醛类，使聚乙烯醇交联），防腐剂等助剂，主要用于纸品粘接。,第四章 胶黏剂,3聚乙烯醇缩醛胶粘剂,聚乙烯醇和与不同的醛类进行缩醛反应则制的聚乙烯醇缩醛，缩醛度为50%时，可溶于水，可配成水溶液胶粘剂。 聚乙烯醇缩甲醛，即107胶水，大量用于建筑内墙刷浆（但由于聚乙烯醇缩醛中含有游离甲醛，对环境有污染，对人体有危害，已限制使用） 聚乙烯醇缩丁醛韧性很好，而已耐光，耐湿性好，主要用于无机玻璃的粘接。,第四章 胶黏剂,1.2丙烯酸树脂类胶粘剂,丙烯酸系列胶粘剂的适用范围非常广泛，可以说所有的金属，非金属材料都能用丙烯酸系列胶粘剂粘接。 按形态和应用特点可大致分为： 溶剂型 厌氧型 乳液型 光敏型 反应型 热熔型 压敏性 返回,第四章 胶黏剂,1溶剂型丙烯酸酯胶粘剂,是由丙烯酸树脂溶于有机溶剂而成，常用的溶剂由二氯甲烷，氯仿，二氯乙烷，四氯乙烷，氯苯等，主要用于有机玻璃的粘接，可用于有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）溶解，互相渗为一体，粘接力很强，常温固化。,第四章 胶黏剂,故将5份甲基丙烯酸甲酯溶于95份氯仿中，就可得到简单的丙烯酸甲酯胶粘剂，但这类胶粘剂有刺激性气味，对环境污染和人体危害大。,第四章 胶黏剂,乳液型丙烯酸酯胶粘剂配方,原料 重量 作用丙烯酸甲(乙,辛)酯 90(352 , 150) 混合单体丙烯酸 15 单体N-羟甲基丙烯酰胺 13 交联剂水 160 溶剂,第四章 胶黏剂,其制法如下1 将13g N-羟甲基丙烯酰胺溶于130g水中，配成N-羟甲基丙烯酰胺水溶液；2 将丙烯酸甲酯，乙酯，辛酯三种单体和丙烯酸混合成丙烯酸酯混合单体；3 在反映器中加入纯水560g，OP系类乳化剂40gN-羟甲基丙烯酰胺水溶液80g,丙烯酸酯单体240g,第四章 胶黏剂,4 搅拌，通入氮气20min;5 加入过硫酸钾和偏亚硫酸钠个0.5g;6 升温至55度7 保持55度，缓慢滴入剩余的混合单体及丙烯酰胺水溶液；8 加入过硫酸钾和偏亚硫酸钠各40ml，总反应时间240min,第四章 胶黏剂,3氰基丙烯酸酯胶粘剂,氰基丙烯酸酯胶粘剂，即常用的501，202，504等胶 气主要成分为-氰基丙烯酸 R代表烷基可以是甲,乙,丁基和异丙基,第四章 胶黏剂,目前一般是采用将相应的氰乙酸酯与甲醛发生加成缩合反应，然后加热裂解这种缩合产物，即氰基丙烯酸酯。502胶水配方,第四章 胶黏剂,氰基丙烯酸酯胶粘剂的优点：,使用方便应用范围广瞬间固化粘接快（粘接时间几分钟）抗拉强度高几乎可以粘接所以物质（除了聚乙烯和聚四氟乙烯等外）,第四章 胶黏剂,氰基丙烯酸酯胶粘剂的缺点:,韧性差耐热性差不能实施大面积粘接价格较贵抗冲击和抗剥离强度低，不耐水,第四章 胶黏剂,1.3杂环高分子胶粘剂,杂环高分子化合物结构中存在环状结构，使分子间或链段间的作用力增强，分子链的刚性增大，尤其是含有多个稠环的共轭梯状，片状或棒状高分子化合物，分子链或链段的相对运动极为困难，因此：具有良好的耐热性耐低温性能很好在航空航天领域的应有效果很好。 返回,第四章 胶黏剂,1 聚苯并咪唑粘合剂,聚苯并咪唑（PBI）是杂环高分子化合物中被首选作耐高温胶粘剂的一类聚合物，它是由芳香四胺与芳香二酸及其衍生物之间进行熔融锁聚反应而值得的。有优良的巡视耐高温性能，在538C不分解在400C下施加一定的压力固化在液氮环境其剪切强度可达29.4339.24MPa 这类胶粘剂可以粘接铝合金，不锈钢，金属蜂窝结构材料，硅片，聚酰胺薄膜等材料。,第四章 胶黏剂,2聚酰亚胺胶粘剂（PI）,聚酰亚胺胶粘剂有优良的力学性能，对电，热等都有极高的稳定性，耐化学腐性，耐辐射，。 在370390C下长期使用 在500550C下可以短期使用 在-200C下仍具有优良的物理力学性能与耐环境性能。 广泛用于铝合金，钛合金，不锈钢，瓷套等材料的自粘和互粘。,第四章 胶黏剂,3聚噁喹啉胶粘剂,聚噁喹啉胶粘剂具有优异的热稳定性长期耐热可达400C短期耐热可达700C热分解温度一般都高于500C可用作结构粘接，在飞机制造方面。可以粘接钛蒙皮与蜂窝结构材料。,第四章 胶黏剂,4聚芳砜胶粘剂聚芳砜胶粘剂使用温度一般高于250C，可低于-200C使用。,第四章 胶黏剂,5聚次苯硫醚胶粘剂 500C无明显失重700C完全降解有优良的粘接力作为结构胶使用能粘接玻璃，陶瓷及各种金属材料,第四章 胶黏剂,杂环高分子胶粘剂的特点,优点：具有良好的耐高温，低温性能，耐老化，耐化学介质，耐疲劳性能固均良好缺点：固化条件太苛刻，需要在高温（280315C），高压（0.5MPa）下长时间（510h）加热才能完全固化。另外价格昂贵，难以在一般工业中广泛使用,第四章 胶黏剂,1.4氟树脂胶粘剂,聚四氟乙烯（PTFE）四氟乙烯与全氟乙烯谜共聚物（PFA）四氟乙烯与全氟丙烯共聚物（FEB）聚三氟氯乙烯（PCTFE）乙烯与四氟氯乙烯共聚物*（ETFE）乙烯与三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）聚偏氯乙烯（PVDF）聚氟乙烯（PVF ) 返回,第四章 胶黏剂,性能：有好的耐热性阻燃性有非常优秀的不粘附性表面能很低如聚四氟乙烯（PTFE）长期使用温度可打250C，可以粘接汗氟塑料和金属，其中还氟塑料的表面能只有18.5大因/CM，是典型的难粘材料。,第四章 胶黏剂,2热固性合成树脂胶粘剂,2.1酚醛树脂胶粘剂2.2环氧树脂胶粘剂2.3橡胶类胶粘剂2.4聚氨酯胶粘剂2.5有机胶树脂胶粘剂2.6氨基树脂和呋喃树脂胶粘剂2.7不饱和聚酯胶粘剂2.8块固丙烯酸酯胶 返回,第四章 胶黏剂,热固性胶粘剂在热、催化剂的作用下，粘料在粘接过程中形成新的化学键，固化后不熔化，不溶解，可作结构性胶。主要有：酚醛树脂 环氧树脂 橡胶类 聚氨酯 有机胶树脂 氨基树脂 呋喃树脂 不饱和聚酯,第四章 胶黏剂,2.1酚醛树脂胶粘剂,第一个合成的高聚物酚醛树脂胶粘剂是最大的品种之一气改性品种有酚醛缩醛、酚醛丁醛胶在金属结构中占有很重要的地位酚醛树脂的制备酚醛树脂是有酚类（苯酚、甲酚、二甲酚等）、醛类（甲醛、乙醛、糠醛等）在酸或碱催化剂作用下合成的聚合物。 返回,第四章 胶黏剂,酚醛树脂的种类,酚醛树脂又分为：水溶性的（以NaOH为催化剂）醇溶性的（以NH4OH为催化剂）钡酚醛树脂（以Ba(OH)2为催化剂）其中以水溶性的酚醛树脂胶粘剂最重要，大量用于木材的加工。催化剂不同，原料配比不同会得到不同性质的酚醛树脂热固性树脂碱催化剂作用，醛过量热塑性树脂酸催化剂作用，酚过量,第四章 胶黏剂,酚醛树脂胶粘剂的固化,酚醛树脂胶粘剂一边选用热固性酚醛树脂，一般需加入甲醛或能产生甲醛（六亚甲基四胺、多聚甲醛）的物质做固化剂可以加热到150160C进行热固化加入适当的酸（盐酸、磷酸、硫酸、石油、磺酸等）可在较低温度下固化。碱（NaOH,Ba（OH）2、MgO、氨水）的存在也可固化。,第四章 胶黏剂,1未改性酚醛树脂胶黏剂,未改性酚醛树脂胶黏剂是由酚醛树脂、固化剂和和溶剂配制而成。主要有：水溶性酚醛树脂胶粘剂、醇溶性酚醛树脂胶粘剂、钡酚醛树脂胶粘剂。常用固化剂：石油磺酸、对甲苯磺酸、盐酸、乙醇溶液、磷酸乙二醇溶液等。常用的溶剂：丙酮、乙醇等。主要用于粘接木材、层压板、胶合板、泡沫塑料、纸制品或其他多孔材料。,第四章 胶黏剂,配方实例,203203酚醛树脂 90六次甲基四胺 1015乙醇 适量21272127钡酚醛树脂 100石油磺酸 14.621.5丙酮 10用于粘接木材、灯泡等,第四章 胶黏剂,2改性酚醛树脂胶粘剂,纯酚醛树脂胶粘剂时，综合机械性能不理想，一般会加入其他有机高分子化合物进行改性，可以提高粘结强度和耐热性能，使应用扩大。主要有酚醛缩醛、酚醛丁腈、酚醛尼龙、酚醛环氧树脂、酚醛氯丁橡胶、酚醛有机硅胶型胶粘剂。间苯二酚甲醛胶固化很快，对尼龙粘合力特别大，因此特别适合粘合尼龙产品。,第四章 胶黏剂,3间苯二酚甲醛树脂粘结剂,用间苯二酚与甲醛、在酸性和碱性催化剂作用下会发生加成缩合反应得到棕红色至红褐色均匀透明液体间苯二酚甲醛树脂。间苯二酚甲醛树脂可用于配置室温固化或热固化胶粘剂，多用三聚甲醛固化，同样也用丁腈、聚乙烯缩醛或其他高聚物对其改性。,第四章 胶黏剂,优点：耐候性耐热性耐水性耐化学性耐生物性用途：主要用于粘接木材，制造高级耐水胶合板，可用于粘接金属、塑料、纤维、皮革、尼龙和橡胶等。,第四章 胶黏剂,4酚醛树脂胶粘剂的特点,优点：极性好 粘接力强刚性大 耐热性高耐老化 耐水耐油耐磨耐化学介质 耐霉菌电绝缘性好 易于改性抗蠕变 尺寸稳定性好,第四章 胶黏剂,缺点：脆性大剥离强度低胶层颜色深，随时间还会变深一般须加热固化、固化时间长固化过程收缩率大胶液含有游离苯酚和甲醛，有毒性固化时气味较大,第四章 胶黏剂,5酚醛树脂胶粘剂使用注意事项,1 酚醛树脂胶粘剂含有溶剂，一般要涂胶23次，每次涂胶后要晾置一定时间（1530min）,有时还要升温烘烤后趁热粘接。2 固化时需加压，防止气孔产生，保证胶层致密。,第四章 胶黏剂,3 达到固化温度后，冷却降温药缓慢，减少内应力的产生。4 胶中含易燃溶剂，涂胶时有游离苯酚和甲醛挥发，注意同分防火。5 含无机填料的胶粘剂，用前腰搅匀。 返回,第四章 胶黏剂,2.2环氧树脂胶粘剂,按分子结构分为：缩水甘油基 环氧化烯烃按其主要成分物质分为：二酚基环氧树脂酚醛环氧树脂硅环环氧树脂聚丁二烯环氧树脂等 返回,第四章 胶黏剂,二酚基缩水甘油醚型数字又称为双酚A环氧树脂，是目前产量最大，使用面最广，生产工艺最成熟的一种环氧树脂。,第四章 胶黏剂,环氧树脂胶粘剂组成,主要组成：环氧树脂 固化剂 增韧剂 填充剂等根据需要还会加入稀释剂、增塑剂、偶联剂等。环氧树脂胶粘剂具有很好的粘接强度和耐环境性能，电绝缘性能优良，品种繁多，应有极广，是最重要的一种胶粘剂。,第四章 胶黏剂,固化剂,固化剂是指能将可溶课熔的线性结构高分子化合物转化为不溶不熔的体型结构的一类物质。环氧树脂只有与固化剂配合使用才能发挥其性能。固化剂的种类、性能、用量对固话制度、操作工艺及固化产物的各项性能影响很大，是环氧树脂胶粘剂中不可缺少的组成成分。,第四章 胶黏剂,第四章 胶黏剂,第四章 胶黏剂,环氧树脂胶粘剂的特点,优点：极性好、粘接力强收缩率下尺寸稳定性好电性能优良,耐介质性好易于改性、用途广泛工艺性好、使用方便原料易得、配方简单使用温度宽、适用性强毒性低、危害性小,第四章 胶黏剂,缺点韧性不佳脆性大耐热性差剥离强度很低不耐冲击振动,第四章 胶黏剂,环氧树脂胶粘剂的应用,可以粘金属、陶瓷、玻璃、石材、竹材等。对未经处理的聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等塑料无粘接性，对橡胶、皮革、织物等软质材料的粘接力也很差。 返回,第四章 胶黏剂,2.3橡胶胶粘剂,主要有：氯丁橡胶胶粘剂丁腈橡胶胶粘剂丁苯橡胶胶粘剂丁基橡胶胶粘剂氟橡胶胶粘剂 返回,第四章 胶黏剂,1氯丁橡胶胶粘剂,在橡胶胶粘剂中，氯丁橡胶胶粘剂是应用最广泛、产量最大的一种胶粘剂、她在航空、汽车、建筑以及制鞋业中均有广泛的市场，尤其是在制鞋业，氯丁橡胶胶粘剂占制鞋业用胶量的80%左右。主要组成：氯丁橡胶或胶乳 硫化剂促进剂 防老剂改性树脂 填料溶剂等,第四章 胶黏剂,第四章 胶黏剂,第四章 胶黏剂,2 丁腈橡胶胶粘剂,丁腈橡胶是丁二烯与丙烯腈经乳液聚合而成而制的的共聚弹性体，简称：NBR。组成 丁腈橡胶硫化剂促进剂填充剂：炭黑、氧化铁、氧化锌、钛白粉、超细硅酸铝等增塑剂,第四章 胶黏剂,增粘剂防老剂溶剂丁腈橡胶胶粘剂的结晶性差，一般不单独用作胶粘剂，多和与其相溶性好的酚醛树脂、环氧树脂等配用。丁晴橡胶胶粘剂的耐臭氧性和耐紫外线作用差，常用没食子酸丙酯等作防老剂。,第四章 胶黏剂,3丁苯橡胶胶粘剂,丁苯橡胶胶粘剂是以丁二烯和苯乙烯为单体，通过乳液或溶液聚合而制得的共聚弹性体，简称SBR.溶剂型丁苯橡胶、金属、玻璃、聚苯乙烯和木材等的粘结剂乳液型 地毯胶粘剂、PVC地板胶粘剂、铝箔-牛皮纸符合胶粘剂等将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、增粘树脂、增塑剂、防老剂、渗透剂、溶剂等助剂溶解混配可制成SBS系列胶粘剂，可以制的SBS热熔胶、SBS压敏胶、SBS密封胶和SBS乳液胶粘剂。,第四章 胶黏剂,4丁基橡胶胶粘剂,丁基橡胶胶粘剂是异丁烯与少量（3%）异戊二烯共聚而得的合成橡胶组成：丁基橡胶增粘剂硫化剂,第四章 胶黏剂,促进剂稳定剂补强剂溶剂主要用于丁基橡胶胶制品及金属、塑料、橡胶等的粘接。,第四章 胶黏剂,2.4聚氨酯粘合剂,优点：粘接力强使用面广可以常温固化有独特的耐低温性能可耐-250C低温 返回,第四章 胶黏剂,缺点：毒性大不耐热主要用于包装、纺织、汽车、飞机制造、建筑、家具和制鞋等行业。,第四章 胶黏剂,聚氨酯粘结剂的主要原料,多异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯（TD）二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）亚乙基二异氰酸酯三苯甲烷三异氰酸酯,第四章 胶黏剂,多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）等多羟基化合物主要有：多羟基聚合物：聚酯、聚醚、聚丙烯、酸酯、环氧树脂等多羟基大分子：蓖麻油及其衍生我、木焦油等,第四章 胶黏剂,催化剂,异氰酸酯基和多羟基化合物在常温下需加入一定的催化剂常用的催化剂有：叔胺过渡金属有机酸盐有机磷化合,第四章 胶黏剂,聚氨酯粘结剂的溶液,一般使用酮酯芳烃等要求不与异氰酸酯基反应，不影响其话性，还要有合适的溶解性和挥发性。根据需要，聚氨酯粘合剂中有时还会加入表面活性剂、防老剂、着色剂等。,第四章 胶黏剂,2.5有机硅胶树胶粘剂,主要分为：硅树脂硅橡胶有机硅压敏胶在航天航空、电子、机械加工、建筑及医疗行业应用广泛。 返回,第四章 胶黏剂,特点 耐高温 耐腐蚀 耐候性能 优良的电绝缘性能,第四章 胶黏剂,硅树脂型胶粘剂,由硅氧键为主链的三向结构组成，制备硅树脂的单体式氯硅烷，氯硅烷通过醇解而制的烷氧基硅烷。用硅树脂作胶粘剂时，常加入一些无机填料和有机溶剂，可用于粘结金属、非金属及玻璃钢等材料。这种胶粘剂固合时需加热和加压。,第四章 胶黏剂,硅橡胶胶粘剂,硅氧键为主链的线型橡胶态的高分子物质，分子量从几万到几十万不等硅橡胶型胶粘剂必须在固化剂或催化剂作用下才能锁合成为有一定交联度的弹性体。根据固化温度可分为：高温固化室温固化低温固化室温固化的单组分硅橡胶型胶粘剂一旦与空气中的水分接触就能加快固化。,第四章 胶黏剂,2.6氨基树脂和呋喃树脂胶粘剂,氨基树脂胶粘剂脲醛树脂三聚氰胺树脂用于木材的综合加工呋喃树脂胶粘剂糠醛树脂糠醛丙酮树脂糠醇糠醛树脂耐热耐腐蚀好、下机械强度高。用于、木材、塑料、陶瓷的粘合 返回,第四章 胶黏剂,2.7不饱和聚酯胶粘剂,组成：不饱和聚酯树脂胶粘剂引发剂促进剂阻聚剂其他辅助材料不饱和聚酯胶粘剂的固化不饱和的聚酯胶粘剂是通过自由基聚合反应固化的。胶粘剂在不饱和聚酯胶树脂分子链之间形成桥键。 返回,第四章 胶黏剂,2.8快固丙烯酸酯胶,也称为第二代丙烯酸酯胶（简称SGA），是一种双组分、试问块固化结构胶，因气常为双组份包装，也称为快固AB胶。组成：丙烯酸酯单体 弹性体引发剂促进剂稳定剂其他辅助材料 返回,第四章 胶黏剂,5.3热熔胶,是通过加热融化熔化后涂胶，冷却即行固化的方式来实施粘接的胶黏剂。热熔胶：100%固体物质无环境污染固化速度快可反复使用耐热性差难涂布均匀不宜大面积使用 返回,第四章 胶黏剂,热熔胶分类,热熔胶的组成树脂或聚合物增粘剂增塑剂粘度调节剂抗氧化剂,第四章 胶黏剂,填料几种常用的热熔胶,聚乙烯-醋酸乙烯（EVA）热熔胶聚氨酯热熔胶聚酰胺热熔胶聚酯热熔胶乙烯-丙烯酸酯（EEA）热熔胶,第四章 胶黏剂,5.4厌氧胶,厌氧胶是丙烯酸酯单体、引发体系等组成的一类在隔绝氧时能快速固化而挥发粘接作用的一类反应型丙烯酸酯胶黏剂。厌氧胶为单组分。易润湿渗透耐侯耐介质性能好用于动力机车螺丝的紧固、工业设备的浸渗补漏、互接构件间的密封锁固。 返回,第四章 胶黏剂,1厌氧胶的组成,单核性单体 甲基丙烯酸酯引发剂 异丙苯过氧化氢促进剂 叔胺等有机含氮化合物助促剂 糖精。抗坏血酸稳定剂 自由基聚合阻聚剂，如苯二酚、对苯醌、硝基化合物。草酸等增稠剂触发剂着色剂,第四章 胶黏剂,2厌氧剂的固化,氧化还原引发体系相互作用产生活性中心R，R与单体作用引发聚合反应。体系中有氧存在时，氧与链自由基结合生成链自由基和链过氧化物，这些新形成的链自由基或链过氧化物很不活泼，使聚合反应终止。隔绝氧时，聚合反应进行，厌氧胶固化。,第四章 胶黏剂,厌氧胶配方,第四章 胶黏剂,5.5光敏胶,主体成分与厌氧胶一样，使丙烯酸酯化合物，只不过引发剂使光敏引发剂安息香醚等。在紫外光照射下迅速固化 被粘物体至少有一种使透光材料用于光学玻璃的粘接 返回,第四章 胶黏剂,5.6压敏胶,1压敏胶粘剂的种类2压敏胶的结构和组成3压敏胶的粘附特性 返回,第四章 胶黏剂,1压敏胶的分类,按主体成分分类弹性体型压敏胶天然橡胶压敏胶合成橡胶和再生橡胶压敏胶热塑性弹性体压敏胶粘剂树脂型压敏胶丙烯酸酯压敏胶粘剂有机硅及其他树脂型压敏胶粘剂,第四章 胶黏剂,按形态分类溶剂型压敏胶水溶液型压敏胶乳液型压敏胶热熔型压敏胶微球再剥型压敏胶可固化压敏胶等,第四章 胶黏剂,按主体聚合物交联形式分类交联型压敏胶加热交联型室温交联剂光交联剂非交联型压敏胶,第四章 胶黏剂,2压敏胶带的结构和组成,压敏胶的组成,第四章 胶黏剂,压敏胶的结构,第四章 胶黏剂,3压敏胶的粘附特性,好的压敏胶带应满足TACKTA没有压力敏感性AC揭除胶带时，出现胶层破坏KC出现胶层脱离基材的现象,第四章 胶黏剂,初粘力T又称快粘力，是指当压敏胶制品和被粘物以很轻的压力接触后立即快速分离所表现出来的抗分离能力。一般即所谓用手指轻轻接触胶黏剂面时显示出来的手感粘力。粘合力A又称剥离力，是指用适当的压力和时间进行粘贴后压敏胶制品和被粘表面之间所表现的抵抗界面分离的能力。粘基力K是指胶黏剂与基材，或胶黏剂与底涂剂与基材之间的粘接力。内聚力C是指胶黏剂层本身的强度，一般用胶黏制品粘贴后抵抗剪切蠕变的能力即持粘力来表示。,第四章 胶黏剂,第四章 胶黏剂,4.6其它胶黏剂,导电胶导磁胶导热胶密封胶医用胶光学功能胶点焊胶黏剂应变胶黏剂发泡胶黏剂 返回,第四章 胶黏剂,导电胶,用于导电粘接的胶黏剂称为导电胶黏剂，固化或干燥后具有一定的导电性能和良好的粘接性能，使被粘材料之间形成电的通路。导电胶粘剂分为 无机导电胶有机导电胶,第四章 胶黏剂,按导电材料不同分为金系导电胶银系导电胶铜系导电胶镍系导电胶碳系导电胶,第四章 胶黏剂,导电胶的组成,偶联剂导电填料 环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、不饱和聚酯树脂、增韧剂固化剂溶剂粘料 金粉、银粉、铜粉、镍粉、锆粉、石墨粉,第四章 胶黏剂,导电胶的配方组成,SY-11E-51环氧树脂 100三乙醇胺 1015银粉 200265301导电胶301酚醛树脂 14聚乙烯醇缩丁醛 0.5点解银粉 37.5乙醇 47.5,第四章 胶黏剂,导磁胶普通胶黏剂加入磁性填料羰基铁粉等，使固化后的胶层有磁性，主要用于磁性元件的粘接与密封。导热胶在环氧树脂和有机硅树脂等粘料中加入不同种类、不同数量的金属粉和其它导热填料。可制得性能不同的导热胶,第四章 胶黏剂,医用胶,能在医疗领域使用的胶黏剂通称为医用胶黏剂，包括粘接人体组织、医疗机械、包装用品以及医疗辅助用的胶黏剂。直接用于人体的医用胶粘接主要用于粘接脏器、肌肉、神经、粘膜、血管、皮肤等的软组织胶黏剂，如a-氰基丙烯酸酯胶和纤维蛋白质、压敏胶。另类是粘接和固定骨头、牙齿等硬组织的胶黏剂，如骨水泥、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯类粘固粉等。,第四章 胶黏剂,医用胶的要求,对人体组织的粘连性和相容性好能在有水和组织液的条件下进行粘接能在室温和常用下快速固化固化后的胶膜富有挠曲性和弹性可被组织吸收，不作为异物留在体内单组分液态，不含非水溶剂无毒、无三致（致突变、致畸、致癌等）,第四章 胶黏剂,水下胶黏剂,水下胶黏剂可在潮湿界面和水下环境进行粘接。有一定的表面活性作用，能将被粘物表面的水分子置换或混溶。能在水下对被粘表面良好润湿。胶黏剂遇水后保持稳定，不被水破坏，不与水混溶。可在水下条件完全固化，且能耐水浸泡。,第四章 胶黏剂,水下胶黏剂的类型和应用,主要有：环氧树脂型聚氨酯型不饱和聚酯型氰基丙烯酸酯型 以环氧树脂型为多，与一般环氧树脂胶不同之处是使用了水下固化剂和吸水性填料（氧化钙、石膏粉等）。主要用于水坝、水管、潮湿环境、船、地下建筑等的粘接、修补、堵漏。,第四章 胶黏剂,4.7粘接的基本工艺,1胶黏剂的选择原则2了解被粘物质的性质3清楚胶黏剂的性能4选用的胶黏剂的表面张力要低于被粘物的表面能 返回,第四章 胶黏剂,5明确粘接的用途与目的6考虑实验条件7可操作性8成本和来源9选择污染低、环境友好的胶粘剂,第四章 胶黏剂,2胶接接头设计避免应集中，受力最好在胶接强度最大的方向上，合理增加胶接面积。保持胶层厚度一致，防止层间剥离。3表面处理更新表面、适量增加粗糙度、改变表面的物化性质，可有效提高粘接的强度和牢度。,第四章 胶黏剂,4.8胶黏剂的环保问题和发展趋势,1胶粘剂的环保问题挥发性有机污染物（VOC）有毒的固化剂：有机胺有毒的增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯有毒害的填料：石棉粉、重金属、颜料有毒有害的助剂：如橡胶防老剂 返回,第四章 胶黏剂,2胶粘剂发展趋势,发展环境友好型胶粘剂、采用先进的清洁生产工艺、研发新型高功能胶粘剂材料是今后胶粘剂发展的趋势水性化无溶剂化固体化,第四章 胶黏剂,低毒化采用先进的清洁生产新工艺纳米填料的使用（纳米氧化硅粉）可降低胶粘剂的热膨胀系数，抑制固化收缩率，提高胶粘剂强度。,第四章 胶黏剂,习题,1胶粘剂主要由哪些成分组成？2书籍装订常用什么胶黏剂？3有机玻璃的粘接可选用哪类丙烯酸酯胶黏剂？4要完成瞬间的固化粘接宜选用哪些胶黏剂？5哪种有机聚合物胶粘剂耐高温性能好？,第四章 胶黏剂,6酚醛树脂胶黏剂涂胶时有哪些注意事项？7胶合板的生产一般使用哪种胶粘剂？8环氧树脂胶黏剂所用的固化剂有哪些？9氯丙橡胶的硫化剂是硫磺吗？为什么？10厌氧胶能用金属容器储存吗？为什么？11压敏胶的粘接力越大越好吗？12撕掉商品上的价格标签时，标签纸剥离，在商品表面残留不易去除的胶层，是什么原因？,第四章 胶黏剂,13家具加工时，可用模塑造型胶经蒸汽锔软后用于装饰品的造型，并在木板表面粘牢，干固后不再需要机械连接。这种胶是什么类型的胶粘剂？14对被粘物表面进行打磨处理，能提高粘接强度和牢度，为什么？15热固性胶粘剂一定是双足分胶粘剂吗？16光学材料的粘接可用哪类胶粘剂？17多孔材料能用厌氧胶粘接吗？18胶粘剂中哪些成分会对环境造成污染？19环境友好的胶粘剂的特点是什么？ 返回,第四章 胶黏剂,