第7章胶黏剂剖析课件

l7.1概述概述l7.2 胶接理论胶接理论l7.3烯类高聚物胶黏剂烯类高聚物胶黏剂l7.4合成橡胶胶黏剂合成橡胶胶黏剂l7.5热熔胶黏剂热熔胶黏剂l7.6无机胶黏剂与天然胶黏剂无机胶黏剂与天然胶黏剂第第7 7章章 胶黏剂胶黏剂l应掌握的内容应掌握的内容 1.1.胶粘剂的定义、基本条件、性能及基本过程、粘接胶粘剂的定义、基本条件、性能及基本过程、粘接工艺工艺。2.2.胶粘剂的组成（配方）与作用、胶接理论及应用。胶粘剂的组成（配方）与作用、胶接理论及应用。3.3.重要胶粘剂的性能及优缺点。重要胶粘剂的性能及优缺点。4.4.环氧树脂环氧树脂、酚醛树脂胶粘剂的合成原理、工艺及改性方、酚醛树脂胶粘剂的合成原理、工艺及改性方法。法。l学时安排学时安排 授课授课4 4学时学时第第7 7章章 胶粘剂胶粘剂.学习要求学习要求7.1概述概述l一、胶粘剂（黏合剂）一、胶粘剂（黏合剂）eltadhesive：俗称胶俗称胶 a定义定义：靠：靠界面间作用界面间作用使各种材料牢固地粘接使各种材料牢固地粘接 在一起的物质。在一起的物质。lb胶粘剂的组成胶粘剂的组成：2024/7/12第7章 胶黏剂固化剂和固化促进剂固化剂和固化促进剂 粘料粘料 增塑剂和增韧剂增塑剂和增韧剂 偶联剂偶联剂 和其他助剂和其他助剂 稀释剂稀释剂 填料填料 组成组成“粘粘”与与“黏黏”的写法的写法“粘粘”两种发音两种发音-zhan/nian-zhan/nian4l粘料（胶料）粘料（胶料）l亦称基料，亦称基料，起粘结作用并赋予机械强度的主要成分。起粘结作用并赋予机械强度的主要成分。常用的常用的有天然聚合物、合成聚合物和无机化合物三大类。有天然聚合物、合成聚合物和无机化合物三大类。l聚合物的分子量和分子量分布、流变性、极性、结晶性等影聚合物的分子量和分子量分布、流变性、极性、结晶性等影响胶粘剂的胶接强度。响胶粘剂的胶接强度。l其中常用的合成聚合物有：其中常用的合成聚合物有：l合成树脂如环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯、硅树合成树脂如环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯、硅树脂等；脂等；l合成橡胶如氯丁橡胶、丁腈橡胶和聚硫橡胶等。合成橡胶如氯丁橡胶、丁腈橡胶和聚硫橡胶等。l常用的无机化合物有硅酸盐类、磷酸盐类等。常用的无机化合物有硅酸盐类、磷酸盐类等。5l固化剂（熟化剂）固化剂（熟化剂）l亦成硬化剂。其作用是使液态基料转变成固体，从亦成硬化剂。其作用是使液态基料转变成固体，从而使粘接具有一定的机械强度和稳定性。而使粘接具有一定的机械强度和稳定性。l固化过程固化过程：它直接或者通过催化剂与主体粘合物进行反应，它直接或者通过催化剂与主体粘合物进行反应，使低分子聚合物或单体经过化学反应生成高分子化合物，或使低分子聚合物或单体经过化学反应生成高分子化合物，或使线型高分子化合物交联成体型高分子化合物。使线型高分子化合物交联成体型高分子化合物。l固化方法固化方法l室温固化：如车胎；室温固化：如车胎；l加热固化加热固化l涂布涂布溶剂挥发溶剂挥发叠合涂胶面叠合涂胶面加热加压固化加热加压固化6固化剂的选择固化剂的选择l固化剂的种类和用量对胶粘剂的性能及工艺有固化剂的种类和用量对胶粘剂的性能及工艺有直接影响。固化剂随基料品种不同而异。例如直接影响。固化剂随基料品种不同而异。例如脲醛脲醛胶粘剂的固化剂选用氯化铵，胶粘剂的固化剂选用氯化铵，酚醛酚醛胶粘剂胶粘剂选用乌洛托品（六亚甲基四胺）或苯磺酸，选用乌洛托品（六亚甲基四胺）或苯磺酸，环环氧氧树脂胶粘剂选用胺、酸酐或咪唑类。树脂胶粘剂选用胺、酸酐或咪唑类。六亚甲基四胺v填料：填料：是是不参与反应的惰性物质不参与反应的惰性物质，可提高胶接强度、耐热，可提高胶接强度、耐热性、尺寸稳定性并可降低成本。性、尺寸稳定性并可降低成本。填料的种类和作用填料的种类和作用l为提高胶粘剂的为提高胶粘剂的耐冲击强度耐冲击强度，可采用石棉纤维、玻璃纤维、，可采用石棉纤维、玻璃纤维、铝粉及云母等作填料；铝粉及云母等作填料；l为提高为提高硬度和抗压性硬度和抗压性，可用石英粉、瓷粉、铁粉等；，可用石英粉、瓷粉、铁粉等；l为提高为提高耐热性耐热性可加入石棉；可加入石棉；l为提高为提高抗磨性抗磨性，可加入石墨粉或二硫化钼；，可加入石墨粉或二硫化钼；l为提高为提高凝聚力凝聚力可加入氧化铝粉、钛白粉；可加入氧化铝粉、钛白粉；l为增加为增加导热性导热性，则可加入铝粉、铜粉或铁粉等。，则可加入铝粉、铜粉或铁粉等。8增塑剂增塑剂(plasticizer)作用作用提高弹性和耐寒性提高弹性和耐寒性改善胶层刚性、抗冲击性改善胶层刚性、抗冲击性用量：低于用量：低于20%20%，与基料相容性和持久性好。，与基料相容性和持久性好。常用增塑剂：邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类等高常用增塑剂：邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类等高沸点溶剂。沸点溶剂。v增韧剂：增韧剂：能提高胶黏剂的能提高胶黏剂的柔韧性柔韧性，降低脆性降低脆性，改善，改善抗冲击性抗冲击性等。等。常用增韧剂：聚酰胺树脂、不饱和聚酯树脂等。常用增韧剂：聚酰胺树脂、不饱和聚酯树脂等。v稀释剂：稀释剂：降低胶黏剂的降低胶黏剂的粘度粘度，便于施工操作，有能参与固化反，便于施工操作，有能参与固化反应的应的活性稀释剂活性稀释剂和和惰性稀释剂惰性稀释剂两种。两种。常用的有机溶剂有丙酮、甲常用的有机溶剂有丙酮、甲苯、二甲苯等。苯、二甲苯等。v偶联剂偶联剂：具有能分别和被粘物及粘合剂具有能分别和被粘物及粘合剂反应成键反应成键的两种基团，的两种基团，提高胶接强度。多为提高胶接强度。多为硅氧烷硅氧烷或或聚对苯二甲酸酯聚对苯二甲酸酯化合物。化合物。v稳定剂稳定剂：为防止胶黏剂：为防止胶黏剂长期受热分解长期受热分解或贮存时性能变化的成分。或贮存时性能变化的成分。v触变剂：触变剂：利用触变反应，使胶液静态时有较大的粘度，从而防利用触变反应，使胶液静态时有较大的粘度，从而防止胶液流挂的一类配合剂。止胶液流挂的一类配合剂。2024/7/12第7章 胶黏剂u现有一种胶黏剂配方如下：现有一种胶黏剂配方如下：E-51100份份600#20份份KH-55012份份Al2O330份份DMP-302,4,6-三（二甲氨基甲基苯酚）三（二甲氨基甲基苯酚）0.1份份液体端羧基丁腈橡胶液体端羧基丁腈橡胶5份份（1）分析配方中的成分及作用。）分析配方中的成分及作用。（2）由配方推测该胶下列性能：）由配方推测该胶下列性能：使用温度；使用温度；粘结强度；粘结强度；力学性能；力学性能；固化温度。固化温度。u答：（答：（1）E-51-粘料，即环氧粘料，即环氧618号树脂，属于双酚号树脂，属于双酚A型环氧树脂。是型环氧树脂。是胶黏剂的基体。胶黏剂的基体。起粘结作用并赋予机械强度的主要成分。起粘结作用并赋予机械强度的主要成分。600#-低分子量聚酰胺，室温固化剂，使树脂发生交联反应，形成三维网低分子量聚酰胺，室温固化剂，使树脂发生交联反应，形成三维网络结构络结构KH-550-有机硅烷，偶联剂，提高粘附力、耐久力有机硅烷，偶联剂，提高粘附力、耐久力Al2O3-填料，降低收缩率，提高胶黏剂的耐热性填料，降低收缩率，提高胶黏剂的耐热性DMP-30-固化剂（促进剂），提高固化速度固化剂（促进剂），提高固化速度液体端羧基丁腈橡胶液体端羧基丁腈橡胶-增韧剂，用来改善胶黏剂的低温韧性增韧剂，用来改善胶黏剂的低温韧性2024/7/12第7章 胶黏剂u（2）此种胶黏剂使用温度范围：）此种胶黏剂使用温度范围：80150。但。但由于加入了少量的无机填料，因而对耐热性有一定改由于加入了少量的无机填料，因而对耐热性有一定改善。善。u粘结强度：高，并且加入了硅烷类偶联剂，因而提粘结强度：高，并且加入了硅烷类偶联剂，因而提高了粘附力。丁腈橡胶的加入，降低了胶接接头的固高了粘附力。丁腈橡胶的加入，降低了胶接接头的固化收缩率，因而内应力减小，对粘结强度也有一定的化收缩率，因而内应力减小，对粘结强度也有一定的改善。改善。u力学性能：配方中采用了液体端羧基丁腈橡胶增韧力学性能：配方中采用了液体端羧基丁腈橡胶增韧环氧，使抗冲击性能和耐冷热交变性能提高，有较高环氧，使抗冲击性能和耐冷热交变性能提高，有较高的剪切强度和剥离强度。剪切强度大约为的剪切强度和剥离强度。剪切强度大约为2030MPa，不均匀扯离强度大约为，不均匀扯离强度大约为4050N/cm。u固化温度：由于采用的固化剂为室温固化剂，因而固化温度：由于采用的固化剂为室温固化剂，因而固化温度在室温附近，或者比室温稍高，在较短时间固化温度在室温附近，或者比室温稍高，在较短时间内固化。内固化。c胶粘剂的分类胶粘剂的分类l胶粘剂的分类：胶粘剂的分类：胶粘剂种类繁多，组分各异，胶粘剂种类繁多，组分各异，有多种分类方式。有多种分类方式。1、按、按物理形态物理形态分类：分类：水溶液型、溶液型、乳液（胶乳）型、水溶液型、溶液型、乳液（胶乳）型、无溶剂型、固态型、膏状或糊状。无溶剂型、固态型、膏状或糊状。2、按、按化学成分化学成分分类：分类：1）无机胶粘剂）无机胶粘剂2）有机胶粘剂）有机胶粘剂3、按、按来源来源分类分类1）天然胶粘剂）天然胶粘剂2）合成胶粘剂）合成胶粘剂 2024/7/12第7章 胶黏剂d.胶粘剂的性能胶粘剂的性能2024/7/12第7章 胶黏剂耐温性耐温性低污染性低污染性粘接无破坏性粘接无破坏性轻质性轻质性 粘接：粘接：是借助胶粘剂通过表面作用将材料连接起来的一是借助胶粘剂通过表面作用将材料连接起来的一种方法。种方法。粘附粘附:两个表面依靠化学力、物理力或两者兼而有之的力两个表面依靠化学力、物理力或两者兼而有之的力结合在一起的状态结合在一起的状态。粘附粘附/adhesionadhesion、adherenceadherence吸附吸附/adsorptionadsorptionl胶接力的来源有哪些方面？胶接力的来源有哪些方面？l（1）分子间作用力，包括范德华力和氢键力）分子间作用力，包括范德华力和氢键力l（2）化学键力）化学键力l（3）界面静电作用力）界面静电作用力 l（4）机械作用力）机械作用力l 分子间作用力分子间作用力 是胶粘力的主要来源是胶粘力的主要来源2024/7/12第7章 胶黏剂v耐温性耐温性耐温性是无机胶黏剂的优良特性之一。无机高温胶黏剂通常使耐温性是无机胶黏剂的优良特性之一。无机高温胶黏剂通常使用范围在用范围在15001750，而磷酸氧化铜胶黏剂的耐温范围更而磷酸氧化铜胶黏剂的耐温范围更广广，可在可在 1801400范围内使用。范围内使用。v轻质性轻质性 胶黏剂的胶黏剂的密度密度较小较小，大多在大多在0.92之间之间，约是金属或约是金属或无机材料密度的无机材料密度的20%25%，因而可以大大减轻被粘因而可以大大减轻被粘物体连接材的重量。这在航天、航空、导弹上物体连接材的重量。这在航天、航空、导弹上，甚至甚至汽车、航海上汽车、航海上，都有减轻自重都有减轻自重，节省能源的重要价值。节省能源的重要价值。e.胶粘剂的应用胶粘剂的应用 2024/7/12第7章 胶黏剂1 1防腐蚀防腐蚀 2 2用于军事领域用于军事领域 3 3用作生物医用用作生物医用 4 4防恐反恐防恐反恐 胶粘剂除有传统的胶粘剂除有传统的粘接用途粘接用途，还有一些，还有一些新的、巧妙的应用新的、巧妙的应用。f.胶粘剂发展趋势胶粘剂发展趋势l1 1）发展无溶剂性胶粘剂发展无溶剂性胶粘剂 现行的许多胶粘剂都含有大量现行的许多胶粘剂都含有大量挥发性很强的溶剂挥发性很强的溶剂,这些溶剂这些溶剂不仅危害人的身心健康不仅危害人的身心健康,而且会而且会破坏大气层中的臭氧层破坏大气层中的臭氧层。近年。近年来来,引起了公众和政府的高度重视引起了公众和政府的高度重视,这样自然给胶粘剂工业带来这样自然给胶粘剂工业带来了一种新的发展趋势了一种新的发展趋势,即向即向无溶剂的胶粘剂无溶剂的胶粘剂发展。发展。l2)发展纳米胶粘剂发展纳米胶粘剂纳米胶粘剂是材料领域的重要组成部分纳米胶粘剂是材料领域的重要组成部分,发展纳米胶粘剂发展纳米胶粘剂,有有可能在席卷全球的可能在席卷全球的“纳米经济纳米经济”急战中急战中,抢夺一个技术制高点。抢夺一个技术制高点。纳米胶粘剂将成为一颗耀眼的新的科技明星。纳米胶粘剂将成为一颗耀眼的新的科技明星。l3)发展多功能胶粘剂发展多功能胶粘剂当一种胶粘剂同时具有多种功能的时候当一种胶粘剂同时具有多种功能的时候,它的应用价值往往它的应用价值往往陡增陡增,所以所以多功能胶粘剂多功能胶粘剂是胶粘剂工业的发展趋势之一。是胶粘剂工业的发展趋势之一。l4)发展军事、国防用胶粘剂发展军事、国防用胶粘剂发展军事、国防用胶粘剂是发展军事、国防用胶粘剂是未来战争未来战争和防恐、反恐的需要和防恐、反恐的需要,因此它必定有着长足发展。因此它必定有着长足发展。2024/7/12第7章 胶黏剂2024/7/12第7章 胶黏剂胶粘剂的发展趋势胶粘剂的发展趋势（1）针对胶粘剂品种的缺点，发展新品种；）针对胶粘剂品种的缺点，发展新品种；（2）以市场为导向，面对客户不同的需求，解决相应的用途和性能；）以市场为导向，面对客户不同的需求，解决相应的用途和性能；（3）重视环境保护，研制符合环保要求的无污染、无公害型胶粘剂；）重视环境保护，研制符合环保要求的无污染、无公害型胶粘剂；研制纳米级胶粘剂研制纳米级胶粘剂 开发活性生命胶粘剂开发活性生命胶粘剂 太空用胶粘剂太空用胶粘剂 高强度胶粘剂高强度胶粘剂 微电子胶粘剂微电子胶粘剂 耐高温胶粘剂耐高温胶粘剂 导电聚合物胶导电聚合物胶 无剂结合技术无剂结合技术 粘接接头的无损检测技术粘接接头的无损检测技术全球胶粘剂行业发展趋势 调整产品结构：重点发展环保型胶粘剂调整产品结构：重点发展环保型胶粘剂 积极开发高品质性能胶粘剂积极开发高品质性能胶粘剂 利用电子商务在胶粘剂发展中的应用利用电子商务在胶粘剂发展中的应用 先进的操作工艺和设备先进的操作工艺和设备胶黏剂专业术语胶黏剂专业术语l胶接接头（胶接接头（adhesivejoint）：通过胶粘通过胶粘剂而得到的组件。剂而得到的组件。l被粘物（被粘物（adherends）：）：接头中除胶粘剂接头中除胶粘剂外的固体材料。外的固体材料。l粘结（粘结（adhesion）：）：胶粘剂把被粘物所胶粘剂把被粘物所受的载荷传递到胶接接头的现象。受的载荷传递到胶接接头的现象。l粘附力（粘附力（practicaladhesion）：）：强度由被强度由被粘物和胶粘剂的力学性能决定。粘物和胶粘剂的力学性能决定。内聚内聚(cohesion)：单一物质内部各粒子靠主价力、次价力结：单一物质内部各粒子靠主价力、次价力结合在一起的状态。合在一起的状态。粘附破坏粘附破坏(adhesionfailure)：胶黏剂和被粘物界处发生的目：胶黏剂和被粘物界处发生的目视可见的破坏现象。视可见的破坏现象。内聚破坏内聚破坏(cohesionfailure)：胶黏剂或被粘物中发生的目视可：胶黏剂或被粘物中发生的目视可见的破坏现象。见的破坏现象。固化固化(curing)：胶黏剂通过化学反应：胶黏剂通过化学反应(聚合、交联等聚合、交联等)获得并获得并提高胶接强度等性能的过程。提高胶接强度等性能的过程。硬化硬化(hardening)：胶黏剂通过化学反应或物理作用：胶黏剂通过化学反应或物理作用(如聚合、如聚合、氧化反应、凝胶化作用、水合作用、冷却、挥发性组分的蒸发氧化反应、凝胶化作用、水合作用、冷却、挥发性组分的蒸发等等)，获得并提高胶接强度、内聚强度等性能的过程。，获得并提高胶接强度、内聚强度等性能的过程。v贮存期贮存期(storage life)：在规定条件下，胶黏剂仍能保持：在规定条件下，胶黏剂仍能保持其操作性能和规定强度的最长存放时间。其操作性能和规定强度的最长存放时间。v适用期适用期(pot life)：配制后的胶黏剂能维持其可用性能的：配制后的胶黏剂能维持其可用性能的时间。同义词：使用期。时间。同义词：使用期。v固体含量固体含量(solids content)：在规定的测试条件下，测得：在规定的测试条件下，测得的胶黏剂中不挥发性物质的质量百分数。同义词：不挥发的胶黏剂中不挥发性物质的质量百分数。同义词：不挥发物含量。物含量。22二、二、粘接工艺粘接工艺 1.1.胶粘剂的选择胶粘剂的选择 2.2.胶接接头的设计胶接接头的设计 3.3.表面处理表面处理 4.4.调胶调胶 5.5.涂胶涂胶 6.6.固化固化23被粘物被粘物 胶层胶层粘接接头粘接接头241)根据被粘物的性质根据被粘物的性质材料材料性质性质胶粘剂种类胶粘剂种类热固性塑料热固性塑料环氧胶、酚醛胶、聚氨酯环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶胶、丙烯酸酯胶热塑性塑料热塑性塑料环氧胶、酚醛胶、聚氨酯环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、氯丁胶、胶、丙烯酸酯胶、氯丁胶、热熔胶热熔胶聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯聚四氟乙烯非极性难粘接非极性难粘接需经表面处理提需经表面处理提高表面自由能高表面自由能乙烯乙烯-醋酸乙烯共聚物热醋酸乙烯共聚物热熔胶或环氧胶熔胶或环氧胶1.1.胶粘剂的选择胶粘剂的选择l胶粘剂的四个基本条件胶粘剂的四个基本条件是：是：l_胶粘剂的湿润性胶粘剂的湿润性_；l_胶粘剂的分子量及分子量分布胶粘剂的分子量及分子量分布_；l_胶粘剂的胶粘剂的pH值值_；l_胶粘剂的极性胶粘剂的极性_。2024/7/12第7章 胶黏剂262)根据粘接接头的根据粘接接头的使用使用环境环境 粘接强度要求不高粘接强度要求不高非结构胶非结构胶 粘接强度要求高的结构件粘接强度要求高的结构件结构胶结构胶 耐热和抗蠕变耐热和抗蠕变热固性树脂胶热固性树脂胶 冷冷热热交交变变频频繁繁韧韧性性好好的的树树脂脂橡橡胶胶复复合合型型胶胶 耐疲劳耐疲劳橡胶胶粘剂橡胶胶粘剂277070以以下下耐耐低低温温或或超超低低温温胶胶粘粘剂剂，如如环环氧氧聚聚氨氨酯胶、聚氨酯胶和环氧尼龙胶等；酯胶、聚氨酯胶和环氧尼龙胶等；100100以以下下普普通通环环氧氧树树脂脂胶胶、-氰氰基基丙丙烯烯酸酸酯酯胶胶和氯丁胶；和氯丁胶；100100200200耐热环氧树脂或酚醛丁腈胶；耐热环氧树脂或酚醛丁腈胶；200200300300聚酰亚胺胶或聚苯并咪唑胶。聚酰亚胺胶或聚苯并咪唑胶。使用温度使用温度283)其他条件其他条件经济合理经济合理粘接工艺过程的可操作性粘接工艺过程的可操作性减少毒害，应用热熔胶、乳减少毒害，应用热熔胶、乳液胶、压敏胶等液胶、压敏胶等292.粘接接头的设计粘接接头的设计p 粘接接头的受力情况粘接接头的受力情况 剪切力剪切力均匀扯离（拉伸力）均匀扯离（拉伸力）x剥离力剥离力不均匀扯离力不均匀扯离力 接头形式选择原则接头形式选择原则l胶层承受剪切力和拉伸力，胶层承受剪切力和拉伸力，避免剥离力和不均匀扯离力。避免剥离力和不均匀扯离力。l增加胶接面的宽度，合理增加胶接面积增加胶接面的宽度，合理增加胶接面积l防止层间剥离。防止层间剥离。l保证胶接面应力分布均匀，避免应力集保证胶接面应力分布均匀，避免应力集中。中。l加工容易，方便加工容易，方便2024/7/12第7章 胶黏剂l胶接接头的基本形式胶接接头的基本形式（1）搭接接头（）搭接接头（lap joint）：由两个被胶接部分的叠合，由两个被胶接部分的叠合，胶接在一起所形成的接头胶接在一起所形成的接头(2)面接接头面接接头（surface joint）两个被胶接物主表面胶接两个被胶接物主表面胶接 在一起在一起所形成的接头所形成的接头(3)对接接头对接接头（butt joint）被胶接物的两个端面被胶接物的两个端面与被胶接物主表面垂直被胶接物主表面垂直(4)角接接头角接接头（angle joint）两被胶接物的主表面端部两被胶接物的主表面端部 形成一定形成一定角度角度的的胶接接头胶接接头33常见粘接接头设计常见粘接接头设计l在胶接过程中，由于胶黏剂的在胶接过程中，由于胶黏剂的流动性流动性和和较小的表面较小的表面张力张力，对被粘物表面产生，对被粘物表面产生润湿作用润湿作用，使界面分子紧密接，使界面分子紧密接触，胶黏剂分子通过触，胶黏剂分子通过自身的运动自身的运动，建立起最合适的构型，建立起最合适的构型，达到达到吸附平衡吸附平衡。随后，胶黏剂分子对被粘物表面进行随后，胶黏剂分子对被粘物表面进行跨跨越界面的扩散作用越界面的扩散作用，形成，形成扩散界面区扩散界面区。l对高分子被粘物而言，这种扩散是对高分子被粘物而言，这种扩散是相互进行相互进行的；金的；金属或无机物由于受结晶结构的约束，分子较难运动，但属或无机物由于受结晶结构的约束，分子较难运动，但胶黏剂在硬化前，分子可以扩散到表面氧化层的微孔中胶黏剂在硬化前，分子可以扩散到表面氧化层的微孔中去，达到分子的紧密接触，最后仍能形成以去，达到分子的紧密接触，最后仍能形成以次价力次价力为主为主的或的或化学键化学键的胶接键。的胶接键。l全过程的全过程的关键作用是润湿、扩散和形成胶接键。关键作用是润湿、扩散和形成胶接键。胶接的基本过程胶接的基本过程l要形成良好的胶接，首先胶黏剂要要形成良好的胶接，首先胶黏剂要（润湿）（润湿）被被胶接材料表面，然后通过胶接材料表面，然后通过（扩散）（扩散）作用，形成作用，形成（胶接键）（胶接键）l水水渗透到胶层的本体中，并和胶粘剂渗透到胶层的本体中，并和胶粘剂发生两种发生两种作用作用，其一：，其一：_水分破坏胶粘剂分子间的氢键水分破坏胶粘剂分子间的氢键和其他次价键，对胶粘剂产生和其他次价键，对胶粘剂产生增塑增塑作用作用_；其；其二：二：_胶粘剂的化学键被水解，引起胶粘剂的胶粘剂的化学键被水解，引起胶粘剂的降解降解_。2024/7/12第7章 胶黏剂36粘接强度粘接强度粘接强度粘接强度使胶合制品中的胶粘剂与被粘物界使胶合制品中的胶粘剂与被粘物界面或其临近处发生破坏所需的应力（单位粘接面或其临近处发生破坏所需的应力（单位粘接面积上承受的粘接力）。面积上承受的粘接力）。包括包括胶层和被粘物的内聚强度胶层和被粘物的内聚强度胶层与被粘面间的粘附强度胶层与被粘面间的粘附强度胶接强度被胶接物的被胶接物的表面状态表面状态弱界面层弱界面层内应力内应力交联度交联度极性极性分子量及分分子量及分子量分布子量分布胶粘剂的胶粘剂的固化固化胶层厚度胶层厚度影响胶接强度的因素影响胶接强度的因素38粘接破坏类型粘接破坏类型粘附破坏粘附破坏胶层或被粘物胶层或被粘物界面界面处发生目视可见的破坏现象。处发生目视可见的破坏现象。内聚破坏内聚破坏胶粘剂或被粘物发胶粘剂或被粘物发生目视可见的破坏现象。生目视可见的破坏现象。393.被粘物的表面处理被粘物的表面处理 除去粘接表面上的污物及疏松层，增加除去粘接表面上的污物及疏松层，增加粘接的表面积、提高表面粗糙度。粘接的表面积、提高表面粗糙度。表面清洗表面清洗（溶剂、汽油、碱及清洗剂超声波）（溶剂、汽油、碱及清洗剂超声波）机械处理机械处理（砂布打磨）（砂布打磨）化学处理化学处理（金属化学除锈）（金属化学除锈）非极性材料表面处理非极性材料表面处理（聚乙烯、聚四氟乙烯）（聚乙烯、聚四氟乙烯）偶联剂处理偶联剂处理（玻璃表面处理）（玻璃表面处理）404 4胶粘剂的调配胶粘剂的调配 调配顺序调配顺序 一一般般按按粘粘料料、稀稀释释剂剂、增增韧韧剂剂、填填料料、固固化化剂剂、促促进进剂剂顺顺序序调调配配，加加入填料时应事先进行除油和干燥。入填料时应事先进行除油和干燥。41刷胶（最常用）刷胶（最常用）刮胶（一般平面零件）刮胶（一般平面零件）喷胶（薄胶层涂布）喷胶（薄胶层涂布）浸胶浸胶注胶注胶辊胶辊胶热熔枪（热熔胶涂布）热熔枪（热熔胶涂布）手工敷（贴胶膜）手工敷（贴胶膜）热压粘贴（提高贴膜质量）热压粘贴（提高贴膜质量）涂胶涂胶方法方法5 5涂胶与晾置涂胶与晾置42涂胶遍数涂胶遍数 环环氧氧胶胶1 1遍遍，一一般般2 23 3遍遍，前前遍遍溶溶剂剂基基本本挥发后，再涂下一遍。挥发后，再涂下一遍。涂胶量涂胶量 一般胶接强度和胶层厚度成一般胶接强度和胶层厚度成反比。反比。无无 机机 胶胶 0.10.1 0.2mm0.2mm，有有 机机 胶胶 0.050.050.15mm0.15mm。胶层应均匀胶层应均匀43晾置晾置 无溶剂胶粘剂无需晾置；无溶剂胶粘剂无需晾置；溶溶剂剂胶胶胶胶层层中中溶溶剂剂应应充充分分挥挥发发，以以免免损损害害胶胶接接接接头头的的性性能能，同同时时注注意意不不要要过过度度，无法粘合。无法粘合。6.6.固化固化l固化：胶黏剂通过化学反应固化：胶黏剂通过化学反应(聚合、交联等聚合、交联等)获得并提获得并提高胶接强度等性能的过程。高胶接强度等性能的过程。2024/7/12第7章 胶黏剂热熔胶的固化热熔胶的固化溶液型胶的固化溶液型胶的固化增塑糊型胶粘剂的固化增塑糊型胶粘剂的固化按按固固化化方方式式反应型胶粘剂的固化反应型胶粘剂的固化乳液型胶的固化乳液型胶的固化456固化固化固化压力固化压力 胶胶粘粘剂剂固固化化时时，要要对对胶胶层层施施以以一一定定压压力，以利于充分浸润。力，以利于充分浸润。固化温度和时间固化温度和时间：温温度度高高时时、固固化化时时间间短短，应应由由胶胶粘粘剂剂的种类通过实验确定最佳的固化条件。的种类通过实验确定最佳的固化条件。把被粘物连接成整体的操作步骤可分为：把被粘物连接成整体的操作步骤可分为：首先首先对被粘物的待粘表面进行修配，使之配对被粘物的待粘表面进行修配，使之配合良好；合良好；其次其次表面处理之后，可涂敷偶联剂，或进行表面处理之后，可涂敷偶联剂，或进行胶粘剂底涂，即先涂一极薄的底胶，以保护胶粘剂底涂，即先涂一极薄的底胶，以保护表面；表面；然后然后涂布胶粘剂，将被粘表面合拢装配；涂布胶粘剂，将被粘表面合拢装配；最后最后通过物理或化学方法固化，实现胶接。通过物理或化学方法固化，实现胶接。粘接工艺步骤粘接工艺步骤 47三、胶粘剂的性能测试三、胶粘剂的性能测试工艺性能工艺性能 涂布性涂布性、流动性流动性 使用寿命使用寿命(适用期适用期)：胶粘剂从各组分混合均匀开始，：胶粘剂从各组分混合均匀开始，到能维持其可用性能的时间。到能维持其可用性能的时间。48三、胶粘剂的性能测试三、胶粘剂的性能测试物理机械性能物理机械性能 外观、状态、粘度、有效贮存期外观、状态、粘度、有效贮存期 耐介质性能、耐老化性能耐介质性能、耐老化性能 粘接强度粘接强度：剪切强度、拉伸强度、剥离强度剪切强度、拉伸强度、剥离强度 不均匀扯离强度不均匀扯离强度7.2胶接原理胶接原理l吸附理论吸附理论l静电理论静电理论l扩散理论扩散理论l机械结合理论机械结合理论l化学键理论化学键理论507.2.1 7.2.1 胶接基本过程胶接基本过程胶粘剂对被粘物胶粘剂对被粘物表面的润湿表面的润湿胶粘剂分子向被粘物体表面胶粘剂分子向被粘物体表面移动、扩散和渗透移动、扩散和渗透胶粘剂与被粘材料形成物理、化学和机械结合的胶粘剂与被粘材料形成物理、化学和机械结合的粘合力：粘合力：化学键力化学键力-共价键、配位键、离子键、金属键，键共价键、配位键、离子键、金属键，键能大、牢固。能大、牢固。分子间的作用力分子间的作用力-范德华力和氢键力范德华力和氢键力机械作用力机械作用力7.2.27.2.2粘接原理粘接原理 v一、一、吸附理论吸附理论v胶接作用是胶粘剂分子与被胶接物分子界面胶接作用是胶粘剂分子与被胶接物分子界面发生发生吸附吸附作用。（物理吸附和化学吸附）作用。（物理吸附和化学吸附）v特点：特点：1.范德华力和氢键力范德华力和氢键力2.具有热力学平衡具有热力学平衡3.根据胶接功可计算胶接强度根据胶接功可计算胶接强度4.润湿影响胶接强度润湿影响胶接强度-是吸附理论的是吸附理论的核心内容核心内容。吸附理论吸附理论l吸附理论认为胶接过程分两个阶段吸附理论认为胶接过程分两个阶段l第一阶段：胶粘剂分子通过第一阶段：胶粘剂分子通过布朗运动布朗运动，向胶，向胶接物体表明移动扩散，使二者的极性基团或接物体表明移动扩散，使二者的极性基团或分子链段互相靠近。分子链段互相靠近。（通过提高温度、降（通过提高温度、降低粘度、加压等有利于布朗运动）低粘度、加压等有利于布朗运动）。l第二阶段：第二阶段：吸附力产生吸附力产生。与胶粘剂和被粘与胶粘剂和被粘物的极性，分子间距，吸附点数等有关物的极性，分子间距，吸附点数等有关。2024/7/12第7章 胶黏剂2024/7/12第7章 胶黏剂物质的极性有利于获得物质的极性有利于获得高胶接强度，但过高会高胶接强度，但过高会妨碍湿润过程的进行妨碍湿润过程的进行结论胶粘剂与被胶接材料胶粘剂与被胶接材料表面间的距离是产生表面间的距离是产生胶接力的必要条件胶接力的必要条件胶接体系内分子接触胶接体系内分子接触区（界面）的稠密程区（界面）的稠密程度是决定胶接强度的度是决定胶接强度的主要因素主要因素胶粘剂湿润被胶接材料的表面胶粘剂湿润被胶接材料的表面产生物理吸附产生物理吸附必要非充分条件必要非充分条件必要非充分条件必要非充分条件高的胶接强度高的胶接强度高的胶接强度高的胶接强度H H2 2OO吸附理论吸附理论l l吸附理论的缺陷吸附理论的缺陷：1.解释不了解释不了胶粘剂与被胶粘物之间的胶接力胶粘剂与被胶粘物之间的胶接力大于胶粘剂本身的强度。大于胶粘剂本身的强度。2.解释不了解释不了胶接强度大小与分子间的分离速胶接强度大小与分子间的分离速度关系。度关系。3.解释不了解释不了对于高分子化合物极性过大，反对于高分子化合物极性过大，反而胶接强度降低。而胶接强度降低。4.解释不了解释不了水的影响。水的影响。2024/7/12第7章 胶黏剂二、静电理论二、静电理论2024/7/12第7章 胶黏剂静电理论要点：又称为双电层理论，即在胶接接头中存在静电理论要点：又称为双电层理论，即在胶接接头中存在双电层，胶接力主要来自双电层的静电引力。静电引力的双电层，胶接力主要来自双电层的静电引力。静电引力的产生是相产生是相1 1电荷场相电荷场相2 2电荷场相互作用的结果。电荷场相互作用的结果。成功地解释了粘成功地解释了粘附功与剥离速度附功与剥离速度有关的实验事实有关的实验事实 静电引力（静电引力（0.04MPa）对胶接强度的）对胶接强度的贡献可忽略不计贡献可忽略不计 无法解释用炭黑作填料的胶粘剂及导电无法解释用炭黑作填料的胶粘剂及导电胶的胶接现象胶的胶接现象 无法解释由两种以上互溶高聚物构成的无法解释由两种以上互溶高聚物构成的胶接体系的胶接现象胶接体系的胶接现象 不能解释温度、湿度及其它因素对剥离不能解释温度、湿度及其它因素对剥离实验结果的影响实验结果的影响缺陷贡献三、三、扩散理论扩散理论l观点观点：胶粘剂和被粘物分子通过：胶粘剂和被粘物分子通过相互扩散相互扩散而形成而形成 牢固接头。牢固接头。l特点特点：1.胶接强度与接触时间，胶接温度，胶接压胶接强度与接触时间，胶接温度，胶接压力，胶层厚度有关系。力，胶层厚度有关系。2.胶粘剂胶粘剂分子量越高分子量越高越不利扩散。越不利扩散。3.分子链的柔韧性增加，侧基减少，有利分分子链的柔韧性增加，侧基减少，有利分子扩散，胶接强度也有增加。子扩散，胶接强度也有增加。4.极性与极性和非极性与非极性聚合物之间极性与极性和非极性与非极性聚合物之间都具有较高的粘附力。都具有较高的粘附力。缺点缺点：不能解释高聚物以外的胶粘现象。不能解释高聚物以外的胶粘现象。四、机械结合理论四、机械结合理论l观点：观点：机械理论认为胶粘剂渗入被粘物的凹陷处、机械理论认为胶粘剂渗入被粘物的凹陷处、缝隙或缝隙或/和孔隙内，固化后产生和孔隙内，固化后产生锚合、钩合、楔锚合、钩合、楔xie合、合、等作用，使被粘物胶接在一起。即机械理论就是只等作用，使被粘物胶接在一起。即机械理论就是只把胶接看成是纯粹的把胶接看成是纯粹的机械嵌机械嵌qian定作用定作用。l特点：特点：1、它对解释木材等多孔性材料及表面粗糙的材料的胶、它对解释木材等多孔性材料及表面粗糙的材料的胶接很有贡献接很有贡献，2、适度胶接温度与压力，是产生足够胶钉的条件。、适度胶接温度与压力，是产生足够胶钉的条件。如如聚乙烯塑料胶接木材单板制造胶合板。聚乙烯塑料胶接木材单板制造胶合板。l局限性局限性：机械理论无法解释非多孔性材料，如玻璃、：机械理论无法解释非多孔性材料，如玻璃、金属等物体的胶接现象，也无法解释材料表面的化金属等物体的胶接现象，也无法解释材料表面的化学变化对胶接作用的影响。学变化对胶接作用的影响。2024/7/12第7章 胶黏剂五、化学键理论五、化学键理论 化学键理论认为粘合剂与被粘合物之间除存在范化学键理论认为粘合剂与被粘合物之间除存在范德华力外，有时还可形成化学键。化学键的键能比德华力外，有时还可形成化学键。化学键的键能比分子间的作用大的多，形成较多的化学键对提高胶分子间的作用大的多，形成较多的化学键对提高胶接强度和改善耐久性都具有重要意义。接强度和改善耐久性都具有重要意义。几个事实：几个事实：1，硫化橡胶与黄铜表面形成硫化亚，硫化橡胶与黄铜表面形成硫化亚铜，产生化学键；铜，产生化学键；2，聚烯烃材料难以胶合，但，聚烯烃材料难以胶合，但通过等离子处理产生通过等离子处理产生COOH、OH等基团，等基团，能够与环氧树脂发生化学反应，提高胶接强度；能够与环氧树脂发生化学反应，提高胶接强度；3，聚氨酯、异氰酸酯胶接木材能够产生化学键。，聚氨酯、异氰酸酯胶接木材能够产生化学键。2024/7/12第7章 胶黏剂形成化学键胶接的几种方法。形成化学键胶接的几种方法。1，胶粘剂和被胶接物之间的活性基团在一定，胶粘剂和被胶接物之间的活性基团在一定条件下反应形成化学键。条件下反应形成化学键。2，加入偶联剂；，加入偶联剂；3，通，通过表面处理产生活性基团。过表面处理产生活性基团。化学键理论的局限性：化学键理论的局限性：不能解释大多数不发生化不能解释大多数不发生化学反应的胶接现象。（学反应的胶接现象。（化学键的形成是有条件的，很多情化学键的形成是有条件的，很多情况下难以形成化学键）况下难以形成化学键）。其它胶接理论其它胶接理论配位键理论配位键理论弱界面层胶接理论弱界面层胶接理论五环说五环说胶接强度胶接强度胶粘剂胶粘剂被胶接材料被胶接材料环境 分子结构分子结构 配方设计配方设计 性质性质 表面处理表面处理 操作工艺操作工艺 环境介质环境介质 应力状况应力状况 胶接过程是一个复杂的过程，以上几种胶接理论即有实验事实胶接过程是一个复杂的过程，以上几种胶接理论即有实验事实作依据，又都存在有局限性作依据，又都存在有局限性对于固体和胶粘剂产生胶接作用的原因，可概括为：对于固体和胶粘剂产生胶接作用的原因，可概括为：（1）相）相1和相和相2机械结合作用。包括：机械结合作用。包括：胶钉理论胶钉理论（anchoring）；）；被胶接固体经表面处理后产生触须被胶接固体经表面处理后产生触须（whisker）状凸起，相）状凸起，相1与相与相2纠缠咬合（纠缠咬合（interlocking）。）。（2）相）相1和相和相2的化学吸附结合作用。包括：的化学吸附结合作用。包括：通过相互扩散，通过相互扩散，在分子之间产生分子间的拉引作用力（内聚力）；在分子之间产生分子间的拉引作用力（内聚力）；相相1相相2密密切接触，产生分子间的拉引作用力；切接触，产生分子间的拉引作用力；相相1和相和相2通过化学键结通过化学键结合在一起。合在一起。胶接效果是主价力、次价力、静电引力和机械作用力等综合作胶接效果是主价力、次价力、静电引力和机械作用力等综合作用的结果。用的结果。总结总结各种胶粘剂各种胶粘剂2024/7/12第7章 胶黏剂 硅酸盐类：硅酸盐水泥、硅酸钠（水玻璃）磷酸盐类：磷酸-氧化铜 硫酸盐类：石膏 陶瓷：氧化锆、氧化铝 淀粉类：淀粉、糊精 蛋白类：大豆蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶、酪素、虫胶 硫酸盐类：石膏 陶瓷：氧化锆、氧化铝 热塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、饱和聚酯等 热固性：脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、三聚氰按树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异氰酸酯、呋喃树脂等树脂型橡胶型复合型氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、端羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑性橡胶酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-氯丁橡胶、酚醛-丁腈橡胶、环氧-酚醛、环氧-聚酰胺、环氧-丁腈橡胶、环氧-聚氨酯合成有机胶粘剂天然有机胶粘剂无机有机胶胶粘粘剂剂l涂料与胶黏剂比较涂料与胶黏剂比较l涂料的粘附涂料的粘附是指涂料涂装于被涂底材表面成膜固化之是指涂料涂装于被涂底材表面成膜固化之后，涂膜与底材结合在一起的后，涂膜与底材结合在一起的坚牢程度坚牢程度。这和。这和胶黏剂胶黏剂的胶接的胶接粗看起来似乎很相近，但实际上则各有特点，粗看起来似乎很相近，但实际上则各有特点，现在将现在将涂料涂料与与胶黏剂胶黏剂加以比较如下：加以比较如下：l（1）目的目的 l涂料的主要目的是对被涂物体表面起保护和装饰作用。涂料的主要目的是对被涂物体表面起保护和装饰作用。l保护保护包括耐磨、耐腐蚀、防潮、防氧化、防锈蚀等方包括耐磨、耐腐蚀、防潮、防氧化、防锈蚀等方面面；装饰装饰包括对被涂物体表面增加色彩包括对被涂物体表面增加色彩、光泽以及各种光泽以及各种图案花纹图案花纹。l 胶黏剂的主要目的是将两种或两种以上同质或异质的胶黏剂的主要目的是将两种或两种以上同质或异质的材料连接在一起材料连接在一起，固化固化后具有足够强度的物质后具有足够强度的物质。除了彩色除了彩色或印花或印花、印字胶粘带或胶粘膜有装饰要求或效果以外，一印字胶粘带或胶粘膜有装饰要求或效果以外，一般的胶黏剂般的胶黏剂没有装饰的要求没有装饰的要求，也也没有耐磨的要求。没有耐磨的要求。（2）配方组分配方组分 l 涂料涂料主成分大多是以高分子树脂为基础的主成分大多是以高分子树脂为基础的成膜物质成膜物质；其次是起装饰效果的其次是起装饰效果的颜料颜料；助剂助剂包括固化剂、催干剂、包括固化剂、催干剂、流平剂及表面活性剂。大多数涂料是溶剂型和水基流平剂及表面活性剂。大多数涂料是溶剂型和水基型型；但也有不需溶剂和水的固体粉末涂料。但也有不需溶剂和水的固体粉末涂料。l胶黏剂胶黏剂的主成分大多是以高分子树脂为基础的胶接的主成分大多是以高分子树脂为基础的胶接力强大的力强大的粘合物质粘合物质。它基本不含颜料它基本不含颜料；也有也有溶剂溶剂或或水水；助剂助剂以固化剂、偶联剂为主而不需要催干剂、流平剂以固化剂、偶联剂为主而不需要催干剂、流平剂等，也用固体的热熔胶。等，也用固体的热熔胶。l（3）性能性能 l涂料涂料性能主要要求粘附力好、成膜均匀并有一定的韧性能主要要求粘附力好、成膜均匀并有一定的韧性和硬度，其次还要求有流变性、贮存稳定性、流平性和硬度，其次还要求有流变性、贮存稳定性、流平性、遮盖力、透明度、光泽、颜色、耐磨性、耐老化、性、遮盖力、透明度、光泽、颜色、耐磨性、耐老化、耐霉菌等性能的耐霉菌等性能的要求要求。胶黏剂胶黏剂则以胶合强度、韧性、固化速度、耐热性、耐则以胶合强度、韧性、固化速度、耐热性、耐寒性、耐水性、耐溶剂性及可靠性等寒性、耐水性、耐溶剂性及可靠性等性能要求性能要求为主为主。l（4）表面处理）表面处理l为提高涂膜的粘附力和胶黏剂的粘合力，均需要对被为提高涂膜的粘附力和胶黏剂的粘合力，均需要对被涂底材或被粘物表面进行表面处理，处理方法亦大致涂底材或被粘物表面进行表面处理，处理方法亦大致相同。相同。l烯类高聚物胶黏剂是以烯类高聚物胶黏剂是以烯类烯类高聚物作为高聚物作为l粘料的一大类胶黏剂。因烯类高聚物的粘料的一大类胶黏剂。因烯类高聚物的l种类不同，该类胶黏剂有很多品种。种类不同，该类胶黏剂有很多品种。7.3烯类高聚物胶黏剂烯类高聚物胶黏剂2007-4-869一一.基本特性基本特性 丙烯酸酯胶黏剂是以各种类型的丙烯酸酯丙烯酸酯胶黏剂是以各种类型的丙烯酸酯为基料，经化学反应制成的胶黏剂。为基料，经化学反应制成的胶黏剂。可通过设计共聚组分而得到柔性和刚性等可通过设计共聚组分而得到柔性和刚性等不同的胶粘剂。不同的胶粘剂。特点特点:可室温固化，固化速度快，胶层强度可室温固化，固化速度快，胶层强度高，具有优异的户外耐老化性，和较好的耐水高，具有优异的户外耐老化性，和较好的耐水性。，应用范围很广泛。可以说所有金属、非性。，应用范围很广泛。可以说所有金属、非金属都能被丙烯酸胶粘剂粘接。金属都能被丙烯酸胶粘剂粘接。丙烯酸及其酯类胶粘剂近年来发展很快。丙烯酸及其酯类胶粘剂近年来发展很快。7.3.1 7.3.1 丙烯酸酯胶粘剂丙烯酸酯胶粘剂2007-4-870二二.分类分类按强度分：按强度分：按剂型分：按剂型分：溶剂型溶剂型 ：如：如MAMA的均聚或共聚物的均聚或共聚物+酮酮+RXRX 乳液型乳液型 ：如：如MAMA共聚物乳液共聚物乳液 无溶剂型：无溶剂型：如如-氰基丙烯酸酯胶、厌氧胶、结构胶等氰基丙烯酸酯胶、厌氧胶、结构胶等按固化机理分：按固化机理分：反应性丙烯酸酯胶粘剂反应性丙烯酸酯胶粘剂 非反应性丙烯酸酯胶粘剂非反应性丙烯酸酯胶粘剂 结构胶粘剂 一般胶粘剂2007-4-871三、丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法三、丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法1.1.丙烯酸酯的直接酯化法丙烯酸酯的直接酯化法 硫酸、对甲苯磺酸、磺酸型阳离子树脂2.2.甲基丙烯酸酯的酯交换法甲基丙烯酸酯的酯交换法如：2007-4-872三、丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法三、丙烯酸酯类胶粘剂原料合成方法3.3.（甲基）丙烯酸酯和环氧化合物的反应（甲基）丙烯酸酯和环氧化合物的反应4.4.（甲基）丙烯酸碱金属盐和环氧氯丙烷的偶合反应（甲基）丙烯酸碱金属盐和环氧氯丙烷的偶合反应四、第二代（反应性）丙烯酸酯胶黏剂四、第二代（反应性）丙烯酸酯胶黏剂丙烯酸酯结构胶黏剂丙烯酸酯结构胶黏剂l第一代第一代丙烯酸酯胶黏剂丙烯酸酯胶黏剂（FGA）-20世纪世纪70年代由年代由杜杜邦公司邦公司开发成功，开发成功，1975年年投放市场，是相对于性能较投放市场，是相对于性能较差。差。l第二代第二代丙烯酸酯胶黏剂（丙烯酸酯胶黏剂（SGA）-区别区别：单体在聚合单体在聚合过程中会与弹性体发生过程中会与弹性体发生化学反应。化学反应。l三代三代丙烯酸酯胶黏剂丙烯酸酯胶黏剂（TGA）。）。它与它与SGA的主要区的主要区别是固化方式。别是固化方式。lSGA靠与固化剂进行靠与固化剂进行化学交联化学交联而固化；而固化；lTGA靠靠紫外光紫外光或电子束照射或电子束照射引发自由基引发自由基聚合而固化。聚合而固化。反应性丙烯酸酯胶黏剂的组成反应性丙烯酸酯胶黏剂的组成 l 分为底涂型及双主剂型两大类。分为底涂型及双主剂型两大类。l 底涂型底涂型有主剂及底剂两个组分。有主剂及底剂两个组分。l主剂主剂包含聚合物（弹性体）、丙烯酸酯单体（低聚包含聚合物（弹性体）、丙烯酸酯单体（低聚l物）、氧化剂、稳定剂等；物）、氧化剂、稳定剂等；l底剂底剂中包含促进剂（还原剂）、助促进剂、溶剂等。中包含促进剂（还原剂）、助促进剂、溶剂等。l 双主剂型双主剂型不用底剂，两个组分不用底剂，两个组分均为主剂均为主剂，其中一，其中一个个主剂主剂中含有中含有氧化剂氧化剂，另一个，另一个主剂主剂中含有促进剂及助中含有促进剂及助促进剂。使用的氧化促进剂。使用的氧化还原体系必须匹配且具有高效，还原体系必须匹配且具有高效，这样才能室温快速固化，并达到固化完全。这样才能室温快速固化，并达到固化完全。2.氰基丙烯酸酯胶黏剂氰基丙烯酸酯胶黏剂l 1947年年，B.F.Goodrich公司公司首次首次合成了氰基丙烯合成了氰基丙烯酸酯，但并不知道它具有胶接性。直到酸酯，但并不知道它具有胶接性。直到1950年年，EastmanKodak在鉴定其单体时，不小心把阿尔贝折在鉴定其单体时，不小心把阿尔贝折光仪的棱镜粘在一起，才发现它是一种光仪的棱镜粘在一起，才发现它是一种瞬间瞬间强力胶黏强力胶黏剂。剂。2007-4-8777.3.2 7.3.2 氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂一一.氰基丙烯酸酯胶粘剂的性能和特点氰基丙烯酸酯胶粘剂的性能和特点 1.1.基本性能基本性能由由于于强强吸吸电电子子的的氰氰基基和和酯酯基基存存在在，单单体体很很容容易易在在水水或或弱弱碱碱性性催催化化作作用用下下进进行行阴阴离离子子型型聚合，快速固化。聚合，快速固化。透明单组分低粘度胶，可在透明单组分低粘度胶，可在200-1000200-1000PaPas s 范围内变动。范围内变动。温温室室下下5-1805-180S S固固化化。固固化化迅迅速速，被被称称为为“瞬瞬干干强强力力胶胶”。使使用用方方便便，应应用用极极其广泛。其广泛。无固化剂，无溶剂，固化收缩率低，环境污染小。无固化剂，无溶剂，固化收缩率低，环境污染小。被粘物表面不需要特殊处理被粘物表面不需要特殊处理固固化化后后胶胶层层透透明明无无色色，外外观观平平整整，特特别别适适合合工工艺艺品品、贵贵金金属属、精精密密仪仪器器的的胶接。胶接。耐侯性耐寒性耐药品性能良好、抗拉强度高（与环氧相近）。耐侯性耐寒性耐药品性能良好、抗拉强度高（与环氧相近）。毒性小，在医学上可用于皮肤、血管、骨组织粘合。毒性小，在医学上可用于皮肤、血管、骨组织粘合。2007-4-8782.2.特点特点单剂型、低粘度、固化快、高强度；单剂型、低粘度、固化快、高强度；透明好、毒性小、易使用、用途广；透明好、毒性小、易使用、用途广；不足点：不足点：耐水性差，湿度大易白化；胶层脆，抗冲性耐水性差，湿度大易白化；胶层脆，抗冲性差，剥离强度低。差，剥离强度低。耐热性，耐久性不理想（未经改性仅在耐热性，耐久性不理想（未经改性仅在70-8070-80度以下使用）。度以下使用）。固化快，使用期短，难用于大面积胶接，故固化快，使用期短，难用于大面积胶接，故产量小，多用于临时性粘接。产量小，多用于临时性粘接。价格高，贮存期短，一般为半年左右。价格高，贮存期短，一般为半年左右。2007-4-879单单体体主要成分：氰氰基基丙丙烯烯酸酸酯酯（甲甲酯酯或或乙乙酯）酯）-R R 结结构构对对性性能能的的影影响响：-R R越越长长，胶胶层层韧韧性性越越好好，耐耐湿湿性性越越好好，但但粘粘接接强强度度变变差差，工工业业上上现现多用甲、乙酯。多用甲、乙酯。二、二、氰基丙烯酸酯胶黏剂的组成与固化氰基丙烯酸酯胶黏剂的组成与固化1、胶粘剂的组成、胶粘剂的组成2007-4-880p稳定剂：稳定剂：常用的是常用的是SOSO2 2、对甲苯磺酸等可、对甲苯磺酸等可防止阴离防止阴离子聚合。子聚合。p阻聚剂：阻聚剂：对苯二酚对苯二酚（防止自由基聚合）（防止自由基聚合）p增稠剂：增稠剂：PMMAPMMA粉、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯粉、聚丙烯酸酯、聚氰基丙烯酸酯等。等。l增塑剂：增塑剂：改善固化后胶层脆性，提高胶层的冲击改善固化后胶层脆性，提高胶层的冲击强度。强度。二丁酯、二辛、磷酸、三甲酚酯二丁酯、二辛、磷酸、三甲酚酯助剂（改善胶粘剂的贮存性和使用性）助剂（改善胶粘剂的贮存性和使用性）2007-4-881阴离子聚合机理（本体聚合）。阴离子聚合机理（本体聚合）。实际上，所有材料表面都吸附有湿气，氰基实际上，所有材料表面都吸附有湿气，氰基丙烯酸酯胶粘剂与吸附水接触，使碳阴离子快丙烯酸酯胶粘剂与吸附水接触，使碳阴离子快速产生，并迅速聚合固化。速产生，并迅速聚合固化。2.2.固化原理固化原理 nH2O 碱性催化剂碱性催化剂 加热裂解加热裂解 l工业上采用的方法是将工业上采用的方法是将氰乙酸酯氰乙酸酯与与甲醛甲醛在在碱性介质中进行加成缩合得到的碱性介质中进行加成缩合得到的低聚物低聚物裂解裂解成成为单体，所得为单体，所得单体单体经精制后，加入经精制后，加入各种辅助成各种辅助成分分就得到就得到-氰基丙烯酸酯胶黏剂。氰基丙烯酸酯胶黏剂。三、三、氰基丙烯酸酯胶黏剂的氰基丙烯酸酯胶黏剂的制备制备2007-4-883三、氰基丙烯酸酯胶粘剂的制备三、氰基丙烯酸酯胶粘剂的制备100100SOCl22007-4-884四、四、氰基丙烯酸酯胶黏剂的改性氰基丙烯酸酯胶黏剂的改性1.1.改善耐热性改善耐热性 氰基丙烯酸酯固化后是热塑性结构，并含氰基丙烯酸酯固化后是热塑性结构，并含有较多的残留单体，玻璃化温度不高，一般只有较多的残留单体，