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      行業(yè)新聞 分類(lèi)
      膠黏劑主要成分的超詳細介紹

        膠黏劑的組成因其原料的來(lái)源和用途不同而存在很大差異。天然膠黏劑的組成比較簡(jiǎn)單,多為單組分;而合成膠黏劑則較為復雜,除了起基本粘接作用的物質(zhì)之外,為了滿(mǎn)足特定的使用功能還需要加入各種配合劑。例如,為了加速固化、縮短粘接時(shí)間、降低反應溫度,可以加入催化劑、促進(jìn)劑等;加入防老劑則能夠提高耐大氣老化、熱老化、臭氧老化等;加入填料不僅可以增加強度,還可以降低成本;而增塑劑或增韌劑的加入則能夠降低膠層剛性,增加韌性;稀釋劑的加入則可以降低黏度、改善施工性能。

        一般來(lái)講,膠黏劑包括主料、輔料和助劑等部分。其中主料主要有黏料(膠料)和固化劑,有了這兩種原料,膠黏劑就能起到一般的粘接作用。當然,對于有些膠黏劑來(lái)說(shuō),在一定的外部條件下,無(wú)固化劑也能固化,如升高溫度。輔料與助劑主要包括:促進(jìn)劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑、稀釋劑、防老劑、阻聚劑、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、光敏劑、消泡劑、防腐劑、填充劑、溶劑等。除膠料是必不可少的外,其余的組分要視具體要求而定。

      主料

       ?。?)膠料 

        膠料也稱(chēng)為基料或黏料,是使兩個(gè)被粘物結合在一起時(shí)起主要作用的組分,它決定著(zhù)膠黏劑的基本性能??捎米髂z黏劑的膠料的有天然高分子化合物、改性天然高分子化合物、合成高分子化合物、有機化合物、無(wú)機化合物等多種。

       ?、偬烊桓叻肿踊衔铩】捎糜谂渲颇z黏劑的天然高分子化合物有淀粉、糊精、桃膠、阿拉伯樹(shù)膠、骨膠、皮膠、明膠、魚(yú)膠、蟲(chóng)膠、植物蛋白、酪素、血粉、松香、瀝青、天然橡膠等。②改性天然高分子化合物 一些天然高分子化合物經(jīng)過(guò)適當的化學(xué)改性,可以用作膠黏劑的膠料,如硝酸纖維素、醋酸纖維素、羧甲基纖維素、松香酚醛樹(shù)脂、改性淀粉、氯化橡膠等。③合成高分子化合物 合成高分子化合物是膠黏劑當中性能最好、用量最多的膠料,包括合成樹(shù)脂、合成橡膠、熱塑性彈性體等。④有機化合物 有些合成膠黏劑的主要成分并不是高分子化合物或預聚體,而是低分子的有機化合物(或稱(chēng)為單體),但最終產(chǎn)物是高分子化合物,瞬間膠黏劑和厭氧膠黏劑便屬于此類(lèi)。⑤無(wú)機化合物 硅酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、氧化鎂、氧化鋅等無(wú)機化合物能夠配制無(wú)機膠黏劑,無(wú)機膠黏劑具有獨特的耐高溫性能。

       ?。?)固化劑 

        對于某些類(lèi)型的膠黏劑,固化劑對膠黏劑的性能有著(zhù)重要的影響,應根據膠黏劑中黏料的類(lèi)型、粘接件的性能要求、具體的工藝方法、環(huán)保問(wèn)題、健康危害和價(jià)格等選擇較為理想的固化劑。

        固化劑又叫硬化劑、熟化劑,是膠黏劑中最主要的配合材料。它直接或者通過(guò)催化劑與主體聚合物進(jìn)行反應,在較短的時(shí)間內能將可溶、可熔的線(xiàn)型結構高分子化合物轉變?yōu)椴蝗?、不熔的體型結構,同時(shí),固化劑參與化學(xué)反應而成為固化物的一部分。固化劑分子的引入,使分子間距離、形態(tài)、熱穩定性、化學(xué)穩定性等都發(fā)生了顯著(zhù)變化。對于一些樹(shù)脂如環(huán)氧樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等固化劑是不可缺少的。

      輔料與助劑

       ?。?)促進(jìn)劑

        凡能加快膠黏劑固化反應速率的物質(zhì),均可稱(chēng)為促進(jìn)劑。促進(jìn)劑的加入能加速膠黏劑中主體聚合物與固化劑反應、縮短固化時(shí)間、降低固化溫度、減少固化劑用量以及調節膠黏劑中樹(shù)脂的固化速率。同時(shí),促進(jìn)劑的加入還可改善物理機械性能。例如:DMP-30可使環(huán)氧-聚硫-低分子聚酰胺膠黏劑低于15℃也能固化;2-乙基-4-甲基咪唑可降低雙氰胺固化環(huán)氧樹(shù)脂的溫度。

       ?。?)增塑劑與增韌劑

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        增塑劑是一類(lèi)能增加膠黏劑的流動(dòng)性,并使膠膜具有柔韌性的高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性液體或低熔點(diǎn)的固體。增塑劑的黏度低、沸點(diǎn)高,因而能增加樹(shù)脂的流動(dòng)性,有利于浸潤、擴散和吸附。增塑劑一般不與膠黏劑的主體成分發(fā)生化學(xué)反應,可以認為它是一個(gè)惰性的樹(shù)脂狀或單體狀的“填料”,在固化過(guò)程中有從體系中離析的現象,靠削弱聚合物分子間力的物理作用來(lái)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(huì )出現下降。增塑劑與膠黏劑的組分必須有良好的相容性,以保證膠黏劑性能穩定耐久。常用的增塑劑有: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。

       ?、谠鲰g劑

        增韌劑是一種含有活性基團、能與樹(shù)脂發(fā)生作用的化合物,能與膠料起反應成為固化體系的一部分,但固化后又不完全相容,有時(shí)甚至還要分相。增韌劑能改進(jìn)膠的剪切強度、剝離強度、低溫性能和柔韌性。增韌劑的活性基團直接參加膠料反應,既能改進(jìn)膠黏劑的脆性、開(kāi)裂等缺陷,又不影響膠黏劑的主要性能,同時(shí)還能提高膠的沖擊強度和伸長(cháng)率。如端羧基液體丁腈橡膠(CTBN)就是環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)良的增韌劑,環(huán)氧樹(shù)脂-CTBN體系120℃固化后剝離強度為4.4~13.2kN/m,剪切強度27~41MPa。常用的增韌劑有如下幾種:不飽和聚酯樹(shù)脂、聚硫橡膠、丁腈橡膠、液體丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯等。

       ?。?)稀釋劑與溶劑

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        稀釋劑是一種能降低膠黏劑黏度的易流動(dòng)液體。加入稀釋劑可以使膠黏劑具有良好的浸透力,能提高濕潤性、改善膠黏劑的工藝性、降低膠黏劑的活性,從而延長(cháng)膠黏劑的使用期。稀釋劑大致分為兩類(lèi),即能參與固化反應的活性稀釋劑和只發(fā)生物理混合的揮發(fā)或不揮發(fā)的非活性稀釋劑?;钚韵♂寗┑姆肿又泻谢钚曰鶊F,在稀釋膠黏劑的過(guò)程中要參加反應,并有氣體逸出,能夠改善膠黏劑的某些性能?;钚韵♂寗┒嘤糜诃h(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑中,其他類(lèi)型的膠黏劑使用較少。非活性稀釋劑在稀釋過(guò)程中不參加反應,僅達到機械混合和降低黏度的目的。加入稀釋劑后可以加入更多的填料,以改變膠黏劑性能,也能降低成本。

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        是指能夠降低某些固體或液體分子間力,而使被溶物質(zhì)分散為分子或離子的液體,是溶劑型膠黏劑不可缺少的組分。一般的有機溶劑都有一定的毒性、易燃性、易爆性,對環(huán)境有污染,對安全有隱患。因此,溶劑型膠黏劑正逐步受到限制。溶劑在橡膠膠黏劑中用得較多,在其他膠黏劑中用得極少。它的作用與非活性稀釋劑的作用基本相同,只是在稀釋的程度上有所差別。在膠黏劑中加入不同的溶劑,膠黏劑的黏度不同,物理性能也不同。

       ?。?)填料

        填料是膠黏劑重要的配合劑之一,對于改進(jìn)膠黏劑的性能和降低產(chǎn)品成本有著(zhù)十分重要的作用。具有補強、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、導電性、觸變性,提高耐水性、耐熱性、耐老化性、延長(cháng)適用期等多種功能。一般情況下,填料不與膠料、固化劑等組分發(fā)生化學(xué)反應,其主要作用如下。

       ?、偬岣吡W(xué)性能

        常用的填料,如金屬粉末、金屬氧化物等均可提高膠黏劑的壓縮強度、尺寸穩定性,降低收縮率。但也會(huì )降低膠黏劑的某些性能,如剝離強度等。橡膠中加入炭黑、白炭黑、碳酸鈣等可提高拉伸強度、硬度和耐磨性。②賦予膠黏劑新的功能 膠黏劑中加入銀粉制成導電膠;用羰基鐵粉制造導磁膠;用銅、鋁粉作填料,改善膠黏劑的導熱性;環(huán)氧樹(shù)脂中加入鉻酸鋅,可提高強度的保持率,在填料中加50%的三氧化銻,可增強抗氧化破壞能力;加入Zr(SiO3)2可降低環(huán)氧樹(shù)脂的吸水性;加入氣相SiO2可改善膠黏劑的觸變性,改善工藝操作性能。

       ?、蹨p小接頭應力

        固化反應經(jīng)常是放熱反應,填料可以防止局部過(guò)熱;粘接過(guò)程多數情況產(chǎn)生固化收縮,填料可以調節收縮,如脲醛樹(shù)脂中加入面粉生產(chǎn)粘接板時(shí),可以提高膠液的黏度,防止膠液向木材內過(guò)度浸透,造成缺膠和透膠。④改善操作工藝 膠黏劑可以通過(guò)填料增稠獲得觸變性,可以調節固化速率,延長(cháng)使用壽命,利于操作施工。填料用量要適當,既要提供相應的功能,又要保證膠黏劑配方的整體優(yōu)越性。在調膠配方中,填料會(huì )使膠黏劑的黏度增大,操作困難,膠液混合不勻,膠黏劑與被粘物的浸潤性變差,導致粘接強度降低。

       ?。?)偶聯(lián)劑

        在粘接過(guò)程中,為了使膠黏劑和被粘物表面之間形成一層牢固的界面層,使原來(lái)直接不能粘接或難粘接的材料之間通過(guò)這一界面層使其粘接力提高,這一界面層的成分稱(chēng)為偶聯(lián)劑。

       ?。?)其他助劑

        為滿(mǎn)足某些特殊要求,改善膠黏劑的某一特性,有時(shí)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;加入防霉劑以防止細菌霉變;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,依據配方主成分的特性和膠黏劑的要求而定。



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