胶粘剂知识大普及

导读:
胶粘剂的基本组成:胶粘剂的组分包括基料、固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、交联剂、促进剂、增韧剂、增粘剂、增稠剂、稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、引发剂、光敏剂、消泡剂、防腐剂、稳定剂、络合剂、乳化剂。

胶粘剂的定义  

通过界面的粘附和物质的内聚等作用,能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质,统称为胶粘剂(adhesive)又叫粘合剂,习惯上称为胶。

① 粘结(粘合):指两个表面靠化学力、物理力或者两者兼有的力使之结合在一起的状态

② 胶粘剂首先必须在被粘物表面粘附,这是由于两相之间产生粘合力,该力来源于次价键力或主价键力

内聚:即单一物质内部各粒子靠主价键力(包括离子键、共价键、配位键、金属键等)、次价键力(包括范德华力、氢键)结合在一起的状态。胶粘剂的内聚力与分子间力、相对分子质量、交联程度、结晶和分子缠绕等因素有关。

胶粘剂的要求  

① 不论出于何种状态,当涂布时都应呈液态

② 对被粘接物表面能够完全铺展,充分润湿

③ 必须能够通过某种方式而使液体转变为固体或凝胶状态,形成坚韧而稳定的胶层

④ 固化后应有一定的强度。能够可靠的连接,传递应力,抵抗破坏

⑤ 可耐0℃以上的温度,并经受一定时间的考验

胶粘剂的分类  

按照外观分类:溶剂型乳液型(水性);膏状或糊状;固体型;膜状型。

按照固化方式分:水基蒸发型、溶剂挥发型、热熔型、化学反应型、压敏型。

胶粘剂的基本组成  

胶粘剂的基本组成:胶粘剂的组分包括基料、固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、交联剂、促进剂、增韧剂、增粘剂、增稠剂、稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、引发剂、光敏剂、消泡剂、防腐剂、稳定剂、络合剂、乳化剂。

基料的种类:基料是胶粘剂的主要成分、主剂或主体聚合物,起粘合作用。按照化学的成分的不同  ,基料的来源有无机化合物和有机化合物。有机化合物是高分子合成类的高分子基料。

① 常用的有机化合物:热固性合成树脂:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯和丙烯酸树脂

② 热塑性合成树脂:橡胶类基料、天然高分子材料、水性胶乳类,基料

③ 橡胶类基料胶粘剂

胶粘剂基料的选择原理:根据胶粘剂应用的对象、应用的场合及应用的性能的选择。同时分子基料的分子结构与粘接性能的关系甚为密切。

① 高分子材料的极性有关

② 高分子材料的结晶性能

③ 高分子材料的分子量

固化剂(硬化剂):使基态原料通过化学反应,发生聚合、缩聚或交联反应转变为线性高聚物或者网状高聚物,是胶接接头具有力学强度和稳定性的物质。

固化剂的选择:

①最好是液体的无毒、无色、无味的物质

②固化剂与被固化物反应要平稳,放热量少,以减少胶层的内聚力

③耐热性,选用分子中具有反应基团较多的固化剂

④韧性,选用分子链较长的固化剂

胶粘剂溶剂:指能够降低某些固体或者液体分子间力,而使被溶物质分散为分子或离子均一体系的液体,常用的溶剂为低黏度的液体物质。主要有脂肪烃、芳香烃、卤代烃、酯类、醇类、酮类、酸类、醚类、萜烯烃、酰胺类和水类。但是多数的有机溶剂有一定的毒性、易燃性、易爆性、对环境有污染、对安全有隐患、对人体有危害。

溶剂的作用:

① 聚合反应的介质:是反应缓和、温度易于控制

② 溶解基料:制备溶剂型胶粘剂

③ 稀释剂:稀释胶粘剂使其达到一定的黏度,有利于湿润、便于涂布

④ 调节胶粘剂的挥发速度

⑤ 防止凝胶,用来增加贮存稳定性

⑥ 粘结前的表面清洁处理剂

⑦ 直接粘接,某些塑料

⑧ 降低成本、提高效益

胶粘剂溶剂的选择:

① 极性:选择与基料极性相同或相近的溶剂(相似相容的原理)

② 溶解度参数(与极性有关):溶剂的溶解度参数和高分子基体的溶解度参数相近

③ 溶剂的挥发性:选择挥发度适当的溶剂或快慢混合的溶剂。溶剂挥发太快:胶液表面易成膜、膜下溶剂不易挥发;溶剂挥发太慢:表干时间慢,影响工效

④ 溶剂的选择要考虑到价格、毒性和来源

软化剂的作用:是SBS费用不可的组分,其作用是调节硬度,流动性,并降低成本,充油SBS可使配炼加工更容易。最常用的是环烷油,芳烃成色深、有毒、不能使用,石蜡油不能改善物性,还会导致喷出。国产克拉玛依KN系列环保型环烷油(例如KN4010等)质量上乘。

软化剂的种类:按烃类组成分为石蜡基、环烷基、芳香基三类

软化剂的特点:

① 石蜡基橡胶油:抗氧化、光安定性好,但乳化性、相容性、低温性相对较差

② 环烷基橡胶油:兼具石蜡基、芳香基的优点,乳化性、相容性适中,无污染、无毒性,适用范围也比较广

③ 芳香基橡胶油:相容性好,填充量大,价格低廉,所得橡胶产品强度高。但颜色深、毒性大、对环境污染大

增塑剂的定义:是一种降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度,改善胶层脆性、增进熔融流动性的物质。

增塑剂的作用:

① 屏散高分子化合物的活性基团,减弱分子间作用力,从而降低分子之间的相互作用

② 增加高分子化合物的热性、延伸性和耐寒性,降低其内聚强度、弹性模量及耐热性

增塑剂的选择:

① 极性:极性大小影响增塑剂与主体材料的相容性,其原理同溶剂作用

② 持久性:由于渗出、迁移、挥发二损失影响胶的物理机械性能。选择高沸点的或高分子量的增塑剂

③ 分子量及状态:分子量越高,粘接强度越好

常用的增塑剂:邻苯二甲酸酯、磷酸酯类、己二酸酯和癸二酸酯等。

填料的定义:在胶粘剂中不与基体起化学反应,但是可以改变其性能,降低成本的固体材料。

常用的填料分为有机填料和无机填料:有机填料——改善树脂的脆性、吸湿性高、耐热性能低;无机填料——使胶的相对密度增加、脆性增加、但耐热性、介质性能、收缩率等都会有所改善。

填料的选择:

① 无活性与胶粘剂的其他组分不发生反应

② 分散性好与基料有良好的润湿性

③ 不含水分、有害物质、油脂,无吸湿性

④ 颗粒均匀,无毒

⑤ 来源广泛、加工方便、价格低廉

⑥ 填料的密度与基料的密度不能相差太大

⑦ 用量适宜

常用的填料:二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、铝粉、酚醛树脂等。

偶联剂:能同时与极性物质和非极性物质产生一定结合力的和化合物,其特点是分子中同时具有极性和非极性部分的物质。常用的偶联剂有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸酯偶联剂。在胶粘剂中常用的是硅烷偶联剂。

偶联剂的作用:

① 增加主体树脂本身的分子间的作用力,提高胶粘剂的内聚强度

② 增加树脂与被粘合物之间的结合,起了一定的架桥作用。不同的偶联剂具有不同的反应基团,反应基团不同对粘接性能的影响也不同

引发剂:在一定的条件下能分解产生自由基的物质,一般含有不饱和键的化合物中加入引发剂,常用的引发剂有过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化异丙苯、偶氮二异丁氰等。

促进剂(催化剂):能够降低引发剂的分解温度或加速固化剂与树脂橡胶反应的物质。

防老剂:能延缓高分子化合物的老化的物质,对于高温、暴晒下使用的胶粘剂由于容易老化变质,在配胶时加入防老剂。

增稠剂:黏度低的胶粘剂,增加使其黏度增加的物质

阻聚剂和稳定剂:阻止或延缓含有不饱和键的聚合物、单体在贮存过程中自行交联的物质(对苯二酚)。

胶粘剂常见种类及其高分子基本概念姜伊笺去查看

不同成份胶粘剂的主要优势姜伊笺去查看