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干货!谈谈五种胶粘剂的组成、合成和固化基础知识

       依据不同的分类方式,胶粘剂有很多不同的种类。本文以主要树脂成分分类,介绍五种常见胶粘剂的组成、合成、固化等基础知识。

       一、环氧树脂胶粘剂。

       环氧胶黏剂主要由主体树脂、固化剂、添加剂和填料等组成。环氧树脂的分子链两端具有环氧基,可与含有活泼氢的胺类和酸酐类化合物(固化剂)发生交联反应形成致密三维网状结构,从而使树脂固化物为不熔、不溶的聚合物;固化剂也称为交联剂,常见的固化剂为有机胺类和酸酐类。胺类固化剂一般能常温或低温固化,酸酐、芳香类固化剂常需要加热固化。酸酐、芳香类固化的环氧胶耐热性及强度较高,胺类固化剂毒性较酸酐类大。

       双酚A型环氧树脂是最常用的环氧树脂,约占世界环氧树脂总量的75%-80%。


      双酚A型环氧树脂的R基团中含有两个苯环。环氧基和羟基有反应性,与固化剂交联反应形成致密的三维网状结构,使树脂固化物具有很好机械强度、耐化学性好、制品尺寸稳定性优和低伸缩率;醚键和羟基是极性基团,有助于提高浸润性和黏附力;醚键和C-C键使大分子具有一定的柔韧性;苯环赋予聚合物以耐热性和刚性。



 

     环氧树脂胶粘剂性能特点如左边表格。






       二、有机硅胶粘剂。



       有机硅树脂主链是由硅一氧链节构成的,侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。如二氯硅烷水解,然后缩聚成线形高分子,称聚硅氧烷或称硅酮;如同时加入一定量的三氯硅氧烷,则可形成体形交联结构。



       有机硅胶黏剂的加成反应:有机硅预聚物+固化剂(交联剂)=有机硅弹性体 。固化时不需要水气、不产生副产物,可在密闭环境下固化,可能产生固化抑制,或固化中毒。


      有机硅胶黏剂的缩合反应:有机硅聚合物+固化剂=固化后硅胶+副产物(气体)。固化时需要水气,产生副产物,不能在密闭环境下固化,不会产生固化抑制或固化中毒。

       有机硅单组份、双组份缩合固化对比。

      

      三、聚氨酯胶粘剂。

       分子链中含有氨酯基(-NHCOO- 或异氰酸酯基(-NCO )类的胶粘剂。异氰酸酯基具有很高的化学活性,能与水分子、羟基、胺中的氢等反应。聚氨酯分子中含有极性较强的氨酯基,聚氨酯胶的粘结面广,粘接强度大。适量的水分子能使带端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体交联,单组分聚氨酯是湿气固化,这也是聚氨酯热熔胶在热熔施胶后有后固化及其不可逆的原因。

       聚氨酯的分子链结构中硬段相和软段相,硬段相由异氰酸酯结构单元段组成,软段相由聚醚或聚酯单元段组成。硬段之间由分子间作用力及氢键作用力集结一起成为固化物网状结构中的网点,软段分散于网点之间。相对环氧树脂与固化剂分子组成网点,聚氨酯树脂固化物中网点强度较低,网点间距离较环氧的长,从而使聚氨酯聚合物的机械强度较环氧低,柔韧性较环氧好,耐高温性较环氧差。

       常见的聚氨酯胶黏剂应用举例。

       1、单组份聚氨酯胶。

       结构胶,用于汽车玻璃安装和替换、填缝、建筑、活动房屋、卡车和拖车等。

       密封胶,可形成持久弹性密封层,防水防尘,用于运输、建筑和汽车维修等行业。适用于经底涂或涂漆的金属、铝、木材、热固性塑料。用于车辆、车身壳体、空调和加热设备、金属件等的制造,价位合适。高粘接强度,流动性好(安全带装置的注塑铝件和镀锌板的粘接密封);改性聚氨酯(儿童玩具篮球框与板的粘接)。

       2、双组份聚氨酯胶。透明聚氨酯胶粘剂,粘结玻璃及热塑性材料的粘结;适合复合材料粘结,高剥离强度,耐候性和耐化学性好,适合于GRP、木材、铝及泡沫材料间的层压(三明治板);适合应用于将铝质弯头粘接在窗户上、容器上或是车用结构;适用于用PS、PUR或硬质PVC作为泡沫芯生产夹层元件的生产中。抗黄变剂BETTERSOL 1513广泛应用这类聚氨酯胶黏剂,提升产品耐候抗黄变性能。

       3、溶剂型聚氨酯胶。用于注塑型热塑性弹性体(TPE)和玻璃或表面涂有陶瓷的玻璃的粘接,推荐使用底涂。

       四、丙烯酸酯类胶粘剂。


以丙烯酸酯类[H2C=CH-COOH]或甲基丙烯酸酯[H2C=C (CH3)-COOR]类单体共聚树脂为基体材料,通过加入固化剂或遇空气或隔绝空气(氧气)而固化的丙烯酸酯胶粘剂。


       常见的丙烯酸酯胶黏剂有反应型丙烯酸酯胶粘剂、α一氰基丙烯酸酯胶粘剂(快干胶、瞬干胶)、厌氧胶等。

       五、橡胶类胶粘剂。


以橡胶或弹性体为主体材料,加入适当的助剂,溶剂等配合而成的,又叫做弹性体胶粘剂。




       产品优点:弹性好;耐冲击和振动能力强,特别适于膨胀系数相差悬殊材料的粘接;良好的粘结性和工艺性。

       产品缺点:粘接强度低,非结构粘接;耐热性较低

       常见的橡胶类胶黏剂特点。

       1、氯丁橡胶胶粘剂:耐湿气性优,对木材、铝和塑料有较好的粘接性,不适合聚苯乙烯泡沫材料;初始粘结力强,耐老化、价格便宜、耐温性差;

       2、丁基橡胶胶粘剂:不干,气密性好;较好的耐热性和抗老化性能,耐油性差、强度低;

       3、聚异丁烯胶粘剂:对PP/PE等低表面能材料粘结性能好、耐老化性能良好,强度低、耐热及溶剂性差;

       4、丁腈橡胶胶粘剂:优异的耐油及耐水烃类溶剂性、粘结强度较高;

       5、聚硫橡胶胶粘剂:耐老化、耐溶剂、油脂,不透气。

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