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胶粘剂原材料 你了解多少?
2020年11月11日    阅读量:    新闻来源:中网信息 ChinaNews360.com  |  投稿

胶粘剂的定义

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。

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。

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涂料在线coatingol.com

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

1、按照外观分类

1.1:溶剂型

1.2:乳液型(水性)

1.3:膏状或糊状

1.4:固体型

1.5:膜状型

2、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

1、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。

2、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。

2.1、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。

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

橡胶类基料胶粘剂

2.2、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)

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

最好是液体的无毒、无色、无味的物质;

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;

耐热性,选用分子中具有反应基团较多的固化剂

韧性,选用分子链较长的固化剂。

胶粘剂溶剂

1、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。据涂布在线了解,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、对安全又隐患、对人体有危害。

2、溶剂的作用

2.1 聚合反应的介质:是反应缓和、温度易于控制、

2.2 溶解基料:制备溶剂型胶粘剂

2.3 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

2.4 调节胶粘剂的挥发速度

2.5 防止凝胶,用来增加贮存稳定性

2.6 粘结前的表面清洁处理剂

2.7 直接粘接,某些塑料

2.8 降低成本、提高效益

胶粘剂溶剂的选择

1、溶剂的选择

1.1 极性:选择与基料极性相同或相近的溶剂(相似相容的原理)。

1.2 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。

1.3 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;挥发是一个吸热的过程,太快胶膜表面的温度降低而凝结水汽,影响粘接质量。

溶剂挥发太慢:表干时间慢,影响工效。

1.4 溶剂的选择要考虑到价格、毒性和来源。

软化剂

1. 软化剂的作用:软化剂是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。据涂布在线了解,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。

2. 软化剂的种类:按烃类组成分为石蜡基、环烷基、芳香基三类。

3. 软化剂的特点:

3.1 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;

3.2 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。

3.3 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

1、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。

2、增塑剂的作用

2.1 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。

2.2 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。

3、增塑剂的选择

3.1 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。

3.2 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。

3.3 分子量及状态:分子量越高,粘接强度越好。

4、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

1、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。

2、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。

3、填料的选择

3.1:无活性与胶粘剂的其他组分不发生反应

3.2:分散性好与基料有良好的润湿性

3.3:不含水分、有害物质、油脂,无吸湿性

3.4:颗粒均匀。无毒

3.5:来源广泛、加工方便、价格低廉

3.6:填料的密度与基料的密度不能相差太大

3.7:用量适宜

4. 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

1、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。

2、偶联剂的作用

2.1).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。

其他助剂

助剂种类:

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)。

改变胶粘剂性能的设计原则

粘接强度的改进设计

1:选择粘接力和内聚力都大的树脂(环氧树脂、聚氨酯);

2:加入增韧剂、降低脆性、增加胶层韧性,减小内应力;

3:热固性树脂和热塑性树脂或橡胶并用,热固性树脂提供强力和耐热元素,而热塑性树脂提供粘性和韧性元素。综合结果会得到较高的粘接强度;

4:引入极性基团或加入相容性能好、极性大的树脂,可提高橡胶型胶粘剂的粘接强度;

5:适当的交联剂;

6:添加适量适当的填料、降低收缩率,晶须或纳米田纳西奥效果极佳;

7:加入适当的偶联剂;

8:加入稀释剂,降低黏度,增大湿润性。

耐热性的改进设计

1:采用耐高温性能好的树脂或橡胶(酚醛树脂、有机硅、氟橡胶、杂环聚合物);

2:提高环的密度;

3:增加交联剂;

4:适当地提高结晶度;

5:使用耐高温性能好的固化剂;

6:加入耐热填料;

7:减少高温氧化分解,加入抗氧剂;

8:添加硅烷偶联剂。

耐寒性的改进设计

1:选用耐寒性的聚合物,如聚氨酯;

2:加入增塑剂或增韧剂;

3:降低交联度;

4:降低结晶性;

5:减少填料用量。

耐溶剂性的改进设计

1:采用耐溶剂好的树脂或橡胶;

2:增加交联度;

3:适当增大填料的用量;

4:少用或者不用增塑剂。

耐酸碱性的改进设计

1:提高交联度;

2:选用惰性填料;

3:提高填料的用量;

4:酯类增塑剂不耐酸。

耐水性改性设计

1:选用分子中含有-CN、-NH2、-OH、 -COO-等基团少的聚合物吸水性低,不易被水解;

2:增加胶粘剂基料的用量;

3:使用耐水性固化剂;

4:提高交联密度;

5:所用填料为吸水性较小的品种;

6:加入偶联剂,改善界面性质。

耐老化性的改进设计

1:选用耐水性、耐候性和耐老化性能好的基料;

2:提高交联度;

3:加入活性填料;

4:某些胶粘剂中可适当的加入防老剂或抗氧化剂;

5:加入适量的有机硅烷偶联剂;

6:使用高温固化剂。

阻燃性的改进设计

1:选用阻燃性的树脂和橡胶味基料;

2:采用阻燃性的增塑剂;

3:加入阻燃剂,如三氧化二锑、硼酸锌;

4:使用阻燃性固化剂。


标签:原材料辅料与设备固化剂技术中心胶粘剂
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