胶粘剂是六大高分(fēn)子材料(胶粘剂、涂料、塑料、橡胶、纤维、高分(fēn)子基复合材料)之一。按化學(xué)成分(fēn),胶粘剂主要分(fēn)為(wèi):1、有(yǒu)机硅胶粘剂;2、环氧树脂类胶粘剂;3、丙烯酸类胶粘剂;4、聚氨酯类胶粘剂;5、合成橡胶类胶粘剂。
有(yǒu)机硅胶粘剂
有(yǒu)机硅产(chǎn)品的基本结构单元(即主链)是由硅一氧链节构成的,侧链则通过硅原子与其他(tā)各种有(yǒu)机基团相连。如:二氯硅烷水解,然后缩聚成水及線(xiàn)形高分(fēn)子,称聚硅氧烷或称硅酮。如同时加入一定量的三氯硅氧烷,则可(kě)形成體(tǐ)形交联结构。
有(yǒu)机硅固化机理(lǐ)
加成反应
有(yǒu)机硅预聚物(wù)(A )+固化剂(交联剂)(B)=有(yǒu)机硅弹性體(tǐ)(C)
特点:固化时不需要水气、不产(chǎn)生副产(chǎn)物(wù),可(kě)在密闭环境下固化,可(kě)能(néng)产(chǎn)生固化抑制,或固化中(zhōng)毒。
缩合反应
有(yǒu)机硅聚合物(wù)(A)+固化剂(B)=固化后硅胶+副产(chǎn)物(wù)(气體(tǐ))
特点:固化时需要水气,产(chǎn)生副产(chǎn)物(wù),不能(néng)在密闭环境下固化,不会产(chǎn)生固化抑制或固化中(zhōng)毒。
有(yǒu)机硅单组份、双组份缩合固化对比
1、单组份缩合固化
2、双组份缩合固化
双组分(fēn),室温固化
主剂=有(yǒu)机硅聚合物(wù)(或有(yǒu)机硅聚合物(wù)+固化剂)
固化剂(或催化剂)=固化剂+催化剂(或催化剂)
一脱醇(酒精(jīng))型Alkoxy type
有(yǒu)机硅单组份、双组份加成固化对比
1、单组份加成固化
产(chǎn)品=有(yǒu)机硅聚合物(wù)+固化剂+催化剂+抑制剂
抑制剂用(yòng)于控制固化反应,把催化剂包裹起来,加热的时候将催化剂提出,从而促进反应进行。
2、双组份加成固化
双组分(fēn),室温或加热固化
A组分(fēn)或主剂=有(yǒu)机硅聚合物(wù)+铂(白金)催化剂
B组分(fēn)或固化剂=有(yǒu)机硅聚合物(wù)+固化剂+抑制剂
加成固化反应抑制剂
1、含硫化合物(wù)(S)
一硫磺,硫酸盐,亚硫酸盐,硫氢尿素
2、含氮化合物(wù)((N)
一胺,酰胺,酞亚胺,叠氮化物(wù),护手霜
3、有(yǒu)机酸((P)
一焊锡膏(P)
4、合成胶,天然胶(S)
一乳胶手套,手指头套,胶管
5、有(yǒu)机锡触媒(Ti)
一烘过其他(tā)化學(xué)品的烘箱
6、氯化乙烯,环氧一胺硬化反应
7、不饱和碳氢化物(wù)
有(yǒu)机硅胶粘剂性能(néng)
环氧胶粘剂
环氧胶黏剂的组成
1、环氧树脂基體(tǐ)
分(fēn)子链两端具(jù)有(yǒu)环氧基,可(kě)与含有(yǒu)活泼氢的胺类和酸酐类化合物(wù)发生交联反应形成致密三维网状结构,从而使树脂固化物(wù)為(wèi)热固性塑料(加热不熔;很(hěn)难用(yòng)溶剂溶解)。
2、固化剂(交联剂)
常用(yòng)的固化剂有(yǒu)机胺类和酸酐类固化剂。胺类固化剂一般能(néng)常温或低温固化,酸酐、芳香类固化剂常需要加热固化。酸酐、芳香类固化的环氧胶耐热性及强度较高,胺类固化剂毒性较酸酐类大。
3、添加剂
4、填料如硫酸钡
环氧树脂
双酚A型环氧树脂是最常用(yòng)的环氧树脂,约占世界环氧树脂总量的75%-80%。
双酚A型环氧树脂的R基团中(zhōng)含有(yǒu)两个苯环。
环氧基和羟基有(yǒu)反应性,与固化剂交联反应形成致密的三维网状结构,使树脂固化物(wù)具(jù)有(yǒu)很(hěn)好机械强度、耐化學(xué)性好、制品尺寸稳定性优和低伸缩率;
醚键和羟基是极性基团,有(yǒu)助于提高浸润性和黏附力;醚键和C-C键使大分(fēn)子具(jù)有(yǒu)一定的柔韧性; 苯环赋予聚合物(wù)以耐热性和刚性。
环氧胶粘剂性能(néng)
聚氨酯胶粘剂
分(fēn)子链中(zhōng)含有(yǒu)氨酯基(-NHCOO-和/或异氰酸酯基(-NCO )类的胶粘剂。
异氰酸酯基具(jù)有(yǒu)很(hěn)高的化學(xué)活性能(néng)与水分(fēn)子、羟基、胺中(zhōng)的氢反应,聚氨酯分(fēn)子中(zhōng)含有(yǒu)极性较强的氨酯基,聚氨酯胶的粘结面广,粘接强度大。
适量的水分(fēn)子能(néng)使带端异氰酸酯基的聚氨酯预聚體(tǐ)交联,单组分(fēn)聚氨酯是湿气固化,这也是聚氨酯热熔胶在热熔施胶后有(yǒu)后固化及其不可(kě)逆的原因。
聚氨酯的分(fēn)子链结构中(zhōng)硬段相和软段相,硬段相由异氰酸酯结构单元段组成,软段相由聚醚或聚酯单元段组成。硬段之间由分(fēn)子间作(zuò)用(yòng)力及氢键作(zuò)用(yòng)力集结一起成為(wèi)固化物(wù)网状结构中(zhōng)的网点,软段分(fēn)散于网点之间。相对环氧固化物(wù)中(zhōng)由固化剂分(fēn)子组成网点,聚氨酯固化物(wù)中(zhōng)网点强度较低,网点间距离较环氧的長(cháng),从而使聚氨酯的机械强度较环氧低,柔韧性较环氧好,耐高温性较环氧差。
分(fēn)类
1、多(duō)异氰酸酯胶粘剂
多(duō)异氰酸酯单體(tǐ)加入20%二氯甲烷溶液
2、预聚體(tǐ)类胶粘剂
单组分(fēn)由异氰酸酯和多(duō)羟基化合物(wù)(聚酯或聚醚)的反应生成物(wù)。
双组分(fēn)胶是由聚酯树脂和聚酯改性二异氰酸酯组成。
3、端封类聚氨酯胶粘剂
端异氰酸酯用(yòng)苯酚或其他(tā)羟基反应生成具(jù)有(yǒu)氨酯结构的生成物(wù),暂时封闭活泼的异氰酸基,使用(yòng)时可(kě)配置成水溶液或乳液胶粘剂。
双组份与单组份异同
聚氨酯胶举例
1、单组份聚氨酯胶
结构胶,用(yòng)于汽車(chē)玻璃安(ān)装(zhuāng)和替换、填缝、建筑、活动房屋、卡車(chē)和拖車(chē)等。放挡玻璃。
密封胶,可(kě)形成持久弹性密封层,防水防尘,用(yòng)于运输、建筑和汽車(chē)维修等行业。
适用(yòng)于经底涂或涂漆的金属、铝、木(mù)材、热固性塑料。用(yòng)于車(chē)辆、車(chē)身壳體(tǐ)、空调和加热设备、金属件等的制造;价位合适。
高粘接强度,流动性好(安(ān)全带装(zhuāng)置的注塑铝件和镀锌板的粘接密封)。
改性聚氨酷(儿童玩具(jù)篮球框与板的粘接)
2、双组份聚氨酯胶
透明聚氨酯胶粘剂,粘结玻璃及热塑性材料
弹性聚氨酯胶粘剂,适合热塑性材料粘结
快固型聚氨酷胶粘剂,适合复合材料粘结
高剥离强度,耐候性和耐化學(xué)性好,适合于GRP、木(mù)材、铝及泡沫材料间的层压(三明治板)。
适合应用(yòng)于将铝质(zhì)弯头粘接在窗户上、容器上或是車(chē)用(yòng)结构上。也适用(yòng)于用(yòng)PS、PUR或硬质(zhì)PVC作(zuò)為(wèi)泡沫芯生产(chǎn)夹层元件的生产(chǎn)中(zhōng)。
3、溶剂型聚氨酯胶
用(yòng)于注塑型热塑性弹性體(tǐ)(TPE)和玻璃或表面涂有(yǒu)陶瓷的玻璃的粘接。推荐使用(yòng)底涂
丙烯酸类胶粘剂
以丙烯酸酯类[H2C=CH-COOH]或甲基丙烯酸酯[H2C=C (CH3)-COOR]类单體(tǐ)共聚树脂為(wèi)基體(tǐ)材料,通过加入固化剂或遇空气或隔绝空气(氧气)而固化的丙烯酸酯胶粘剂。
分(fēn)类
1、反应型丙烯酸酯胶粘剂
2、α一氰基丙烯酸酯胶粘剂
(a)α一氰基丙烯酸酯胶粘剂(快干胶)
(b)α一氰基丙烯酸酯胶粘剂(瞬干胶)
单组分(fēn)胶粘剂,快速固化(初固10-30S),不含溶剂。
适合粘接NBR, EPDM, CR, SBR, NR等合成弹性體(tǐ)。ABS, PMMA, PS、刚性PVC等塑料可(kě)形成弹性胶膜良好的耐候性和耐热性(110℃ )。
3、厌氧胶粘剂
厌氧胶的固化条件:无氧气,活性基材-过渡金属(如黄铜、青铜、铁、钢等)
橡胶类胶粘剂
以橡胶或弹性體(tǐ)為(wèi)主體(tǐ)材料,加入适当的助剂,溶剂等配合而成的,又(yòu)叫做弹性體(tǐ)胶粘剂。
优点:
1、弹性好
2、耐冲击和振动能(néng)力强,特别适于膨胀系数相差悬殊材料的
粘接
3、良好的粘结性和工(gōng)艺性
缺点:
1、粘接强度低,非结构粘接
2、耐热性较低
氯丁橡胶胶粘剂(耐湿气性优,对木(mù)材、铝和塑料有(yǒu)较好的粘接性,不适合聚苯乙烯泡沫材料)
初始粘结力强,耐老化、价格便宜、耐温性差
丁基橡胶胶粘剂(不干,气密性好。)
较好的耐热性和抗老化性能(néng),耐油性差、强度低
聚异丁烯胶粘剂
对PP/PE等低表面能(néng)材料粘结性能(néng)好、耐老化性能(néng)良好,强度低、耐热及溶剂性差
丁腈橡胶胶粘剂
优异的耐油及耐水烃类溶剂性、粘结强度较高
聚硫橡胶胶粘剂
耐老化、耐溶剂、油脂,不透气
(本文(wén)摘至南京陶然新(xīn)材料有(yǒu)限公(gōng)司)