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行業新(xīn)聞 分(fēn)類
膠黏劑主要成分(fēn)的超詳細介紹

  膠黏劑的組成因其原料的來源和用(yòng)途不同而存在很(hěn)大差異。天然膠黏劑的組成比較簡單,多(duō)為(wèi)單組分(fēn);而合成膠黏劑則較為(wèi)複雜,除了起基本粘接作(zuò)用(yòng)的物(wù)質(zhì)之外,為(wèi)了滿足特定的使用(yòng)功能(néng)還需要加入各種配合劑。例如,為(wèi)了加速固化、縮短粘接時間、降低反應溫度,可(kě)以加入催化劑、促進劑等;加入防老劑則能(néng)夠提高耐大氣老化、熱老化、臭氧老化等;加入填料不僅可(kě)以增加強度,還可(kě)以降低成本;而增塑劑或增韌劑的加入則能(néng)夠降低膠層剛性,增加韌性;稀釋劑的加入則可(kě)以降低黏度、改善施工(gōng)性能(néng)。

  一般來講,膠黏劑包括主料、輔料和助劑等部分(fēn)。其中(zhōng)主料主要有(yǒu)黏料(膠料)和固化劑,有(yǒu)了這兩種原料,膠黏劑就能(néng)起到一般的粘接作(zuò)用(yòng)。當然,對于有(yǒu)些膠黏劑來說,在一定的外部條件下,無固化劑也能(néng)固化,如升高溫度。輔料與助劑主要包括:促進劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑、稀釋劑、防老劑、阻聚劑、偶聯劑、引發劑、光敏劑、消泡劑、防腐劑、填充劑、溶劑等。除膠料是必不可(kě)少的外,其餘的組分(fēn)要視具(jù)體(tǐ)要求而定。

主料

  (1)膠料 

  膠料也稱為(wèi)基料或黏料,是使兩個被粘物(wù)結合在一起時起主要作(zuò)用(yòng)的組分(fēn),它決定着膠黏劑的基本性能(néng)。可(kě)用(yòng)作(zuò)膠黏劑的膠料的有(yǒu)天然高分(fēn)子化合物(wù)、改性天然高分(fēn)子化合物(wù)、合成高分(fēn)子化合物(wù)、有(yǒu)機化合物(wù)、無機化合物(wù)等多(duō)種。

  ①天然高分(fēn)子化合物(wù) 可(kě)用(yòng)于配制膠黏劑的天然高分(fēn)子化合物(wù)有(yǒu)澱粉、糊精(jīng)、桃膠、阿拉伯樹膠、骨膠、皮膠、明膠、魚膠、蟲膠、植物(wù)蛋白、酪素、血粉、松香、瀝青、天然橡膠等。②改性天然高分(fēn)子化合物(wù) 一些天然高分(fēn)子化合物(wù)經過适當的化學(xué)改性,可(kě)以用(yòng)作(zuò)膠黏劑的膠料,如硝酸纖維素、醋酸纖維素、羧甲基纖維素、松香酚醛樹脂、改性澱粉、氯化橡膠等。③合成高分(fēn)子化合物(wù) 合成高分(fēn)子化合物(wù)是膠黏劑當中(zhōng)性能(néng)最好、用(yòng)量最多(duō)的膠料,包括合成樹脂、合成橡膠、熱塑性彈性體(tǐ)等。④有(yǒu)機化合物(wù) 有(yǒu)些合成膠黏劑的主要成分(fēn)并不是高分(fēn)子化合物(wù)或預聚體(tǐ),而是低分(fēn)子的有(yǒu)機化合物(wù)(或稱為(wèi)單體(tǐ)),但最終産(chǎn)物(wù)是高分(fēn)子化合物(wù),瞬間膠黏劑和厭氧膠黏劑便屬于此類。⑤無機化合物(wù) 矽酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、氧化鎂、氧化鋅等無機化合物(wù)能(néng)夠配制無機膠黏劑,無機膠黏劑具(jù)有(yǒu)獨特的耐高溫性能(néng)。

  (2)固化劑 

  對于某些類型的膠黏劑,固化劑對膠黏劑的性能(néng)有(yǒu)着重要的影響,應根據膠黏劑中(zhōng)黏料的類型、粘接件的性能(néng)要求、具(jù)體(tǐ)的工(gōng)藝方法、環保問題、健康危害和價格等選擇較為(wèi)理(lǐ)想的固化劑。

  固化劑又(yòu)叫硬化劑、熟化劑,是膠黏劑中(zhōng)最主要的配合材料。它直接或者通過催化劑與主體(tǐ)聚合物(wù)進行反應,在較短的時間内能(néng)将可(kě)溶、可(kě)熔的線(xiàn)型結構高分(fēn)子化合物(wù)轉變為(wèi)不溶、不熔的體(tǐ)型結構,同時,固化劑參與化學(xué)反應而成為(wèi)固化物(wù)的一部分(fēn)。固化劑分(fēn)子的引入,使分(fēn)子間距離、形态、熱穩定性、化學(xué)穩定性等都發生了顯著變化。對于一些樹脂如環氧樹脂、脲醛樹脂等固化劑是不可(kě)缺少的。

輔料與助劑

  (1)促進劑

  凡能(néng)加快膠黏劑固化反應速率的物(wù)質(zhì),均可(kě)稱為(wèi)促進劑。促進劑的加入能(néng)加速膠黏劑中(zhōng)主體(tǐ)聚合物(wù)與固化劑反應、縮短固化時間、降低固化溫度、減少固化劑用(yòng)量以及調節膠黏劑中(zhōng)樹脂的固化速率。同時,促進劑的加入還可(kě)改善物(wù)理(lǐ)機械性能(néng)。例如:DMP-30可(kě)使環氧-聚硫-低分(fēn)子聚酰胺膠黏劑低于15℃也能(néng)固化;2-乙基-4-甲基咪唑可(kě)降低雙氰胺固化環氧樹脂的溫度。

  (2)增塑劑與增韌劑

  ①增塑劑

  增塑劑是一類能(néng)增加膠黏劑的流動性,并使膠膜具(jù)有(yǒu)柔韌性的高沸點、難揮發性液體(tǐ)或低熔點的固體(tǐ)。增塑劑的黏度低、沸點高,因而能(néng)增加樹脂的流動性,有(yǒu)利于浸潤、擴散和吸附。增塑劑一般不與膠黏劑的主體(tǐ)成分(fēn)發生化學(xué)反應,可(kě)以認為(wèi)它是一個惰性的樹脂狀或單體(tǐ)狀的“填料”,在固化過程中(zhōng)有(yǒu)從體(tǐ)系中(zhōng)離析的現象,靠削弱聚合物(wù)分(fēn)子間力的物(wù)理(lǐ)作(zuò)用(yòng)來減低脆性,增加韌性,但膠黏劑膠膜的剛性、強度、熱變形溫度都會出現下降。增塑劑與膠黏劑的組分(fēn)必須有(yǒu)良好的相容性,以保證膠黏劑性能(néng)穩定耐久。常用(yòng)的增塑劑有(yǒu):鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二戊酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯等。

  ②增韌劑

  增韌劑是一種含有(yǒu)活性基團、能(néng)與樹脂發生作(zuò)用(yòng)的化合物(wù),能(néng)與膠料起反應成為(wèi)固化體(tǐ)系的一部分(fēn),但固化後又(yòu)不完全相容,有(yǒu)時甚至還要分(fēn)相。增韌劑能(néng)改進膠的剪切強度、剝離強度、低溫性能(néng)和柔韌性。增韌劑的活性基團直接參加膠料反應,既能(néng)改進膠黏劑的脆性、開裂等缺陷,又(yòu)不影響膠黏劑的主要性能(néng),同時還能(néng)提高膠的沖擊強度和伸長(cháng)率。如端羧基液體(tǐ)丁腈橡膠(CTBN)就是環氧樹脂優良的增韌劑,環氧樹脂-CTBN體(tǐ)系120℃固化後剝離強度為(wèi)4.4~13.2kN/m,剪切強度27~41MPa。常用(yòng)的增韌劑有(yǒu)如下幾種:不飽和聚酯樹脂、聚硫橡膠、丁腈橡膠、液體(tǐ)丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯等。

  (3)稀釋劑與溶劑

  ①稀釋劑

  稀釋劑是一種能(néng)降低膠黏劑黏度的易流動液體(tǐ)。加入稀釋劑可(kě)以使膠黏劑具(jù)有(yǒu)良好的浸透力,能(néng)提高濕潤性、改善膠黏劑的工(gōng)藝性、降低膠黏劑的活性,從而延長(cháng)膠黏劑的使用(yòng)期。稀釋劑大緻分(fēn)為(wèi)兩類,即能(néng)參與固化反應的活性稀釋劑和隻發生物(wù)理(lǐ)混合的揮發或不揮發的非活性稀釋劑。活性稀釋劑的分(fēn)子中(zhōng)含有(yǒu)活性基團,在稀釋膠黏劑的過程中(zhōng)要參加反應,并有(yǒu)氣體(tǐ)逸出,能(néng)夠改善膠黏劑的某些性能(néng)。活性稀釋劑多(duō)用(yòng)于環氧樹脂膠黏劑中(zhōng),其他(tā)類型的膠黏劑使用(yòng)較少。非活性稀釋劑在稀釋過程中(zhōng)不參加反應,僅達到機械混合和降低黏度的目的。加入稀釋劑後可(kě)以加入更多(duō)的填料,以改變膠黏劑性能(néng),也能(néng)降低成本。

  ②溶劑

  是指能(néng)夠降低某些固體(tǐ)或液體(tǐ)分(fēn)子間力,而使被溶物(wù)質(zhì)分(fēn)散為(wèi)分(fēn)子或離子的液體(tǐ),是溶劑型膠黏劑不可(kě)缺少的組分(fēn)。一般的有(yǒu)機溶劑都有(yǒu)一定的毒性、易燃性、易爆性,對環境有(yǒu)污染,對安(ān)全有(yǒu)隐患。因此,溶劑型膠黏劑正逐步受到限制。溶劑在橡膠膠黏劑中(zhōng)用(yòng)得較多(duō),在其他(tā)膠黏劑中(zhōng)用(yòng)得極少。它的作(zuò)用(yòng)與非活性稀釋劑的作(zuò)用(yòng)基本相同,隻是在稀釋的程度上有(yǒu)所差别。在膠黏劑中(zhōng)加入不同的溶劑,膠黏劑的黏度不同,物(wù)理(lǐ)性能(néng)也不同。

  (4)填料

  填料是膠黏劑重要的配合劑之一,對于改進膠黏劑的性能(néng)和降低産(chǎn)品成本有(yǒu)着十分(fēn)重要的作(zuò)用(yòng)。具(jù)有(yǒu)補強、增稠、增容、阻燃、耐磨、增大硬度、降低收縮性、減少熱膨脹系數,增加導熱性、導電(diàn)性、觸變性,提高耐水性、耐熱性、耐老化性、延長(cháng)适用(yòng)期等多(duō)種功能(néng)。一般情況下,填料不與膠料、固化劑等組分(fēn)發生化學(xué)反應,其主要作(zuò)用(yòng)如下。

  ①提高力學(xué)性能(néng)

  常用(yòng)的填料,如金屬粉末、金屬氧化物(wù)等均可(kě)提高膠黏劑的壓縮強度、尺寸穩定性,降低收縮率。但也會降低膠黏劑的某些性能(néng),如剝離強度等。橡膠中(zhōng)加入炭黑、白炭黑、碳酸鈣等可(kě)提高拉伸強度、硬度和耐磨性。②賦予膠黏劑新(xīn)的功能(néng) 膠黏劑中(zhōng)加入銀粉制成導電(diàn)膠;用(yòng)羰基鐵粉制造導磁膠;用(yòng)銅、鋁粉作(zuò)填料,改善膠黏劑的導熱性;環氧樹脂中(zhōng)加入鉻酸鋅,可(kě)提高強度的保持率,在填料中(zhōng)加50%的三氧化銻,可(kě)增強抗氧化破壞能(néng)力;加入Zr(SiO3)2可(kě)降低環氧樹脂的吸水性;加入氣相SiO2可(kě)改善膠黏劑的觸變性,改善工(gōng)藝操作(zuò)性能(néng)。

  ③減小(xiǎo)接頭應力

  固化反應經常是放熱反應,填料可(kě)以防止局部過熱;粘接過程多(duō)數情況産(chǎn)生固化收縮,填料可(kě)以調節收縮,如脲醛樹脂中(zhōng)加入面粉生産(chǎn)粘接闆時,可(kě)以提高膠液的黏度,防止膠液向木(mù)材内過度浸透,造成缺膠和透膠。④改善操作(zuò)工(gōng)藝 膠黏劑可(kě)以通過填料增稠獲得觸變性,可(kě)以調節固化速率,延長(cháng)使用(yòng)壽命,利于操作(zuò)施工(gōng)。填料用(yòng)量要适當,既要提供相應的功能(néng),又(yòu)要保證膠黏劑配方的整體(tǐ)優越性。在調膠配方中(zhōng),填料會使膠黏劑的黏度增大,操作(zuò)困難,膠液混合不勻,膠黏劑與被粘物(wù)的浸潤性變差,導緻粘接強度降低。

  (5)偶聯劑

  在粘接過程中(zhōng),為(wèi)了使膠黏劑和被粘物(wù)表面之間形成一層牢固的界面層,使原來直接不能(néng)粘接或難粘接的材料之間通過這一界面層使其粘接力提高,這一界面層的成分(fēn)稱為(wèi)偶聯劑。

  (6)其他(tā)助劑

  為(wèi)滿足某些特殊要求,改善膠黏劑的某一特性,有(yǒu)時還加入一些特定的添加劑。加入防老劑以提高耐大氣老化性;加入防黴劑以防止細菌黴變;加入增黏劑以增加膠液的黏附性和黏度;加入阻聚劑以提高膠液的貯存性;加入阻燃劑以使膠層不易燃燒,提高粘接制品的耐燃性。它們不是必備的組分(fēn),依據配方主成分(fēn)的特性和膠黏劑的要求而定。