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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

简述胶粘剂的基本组成及其功能,和胶粘剂的性能改进方法

       

       本文简述胶粘剂的基本组成及其功能,胶粘剂的性能改进方法有哪些。

       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、阻聚剂、阻燃剂、引发剂、光敏剂、消泡剂、防腐剂、紫外线吸收剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等等。以下对主要组分的作用、类别予以简述。

       基料是胶粘剂的主要成分,起粘合作用。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。常用的有机化合物有两类,一是热固性合成树脂,如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯和丙烯酸树脂等;二是热塑性合成树脂,如橡胶类基料、天然高分子材料、水性胶乳类基料等。

       固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。固化剂的选择通常参考以下四条原则,1、最好是液体的无毒、无色、无味的物质;2、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;3、耐热性,选用分子中具有反应基团较多的固化剂;4、韧性,选用分子链较长的固化剂。

       胶粘剂溶剂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。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。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。胶粘剂溶剂选用通常参考以下四条原则,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);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;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;4、溶剂的选择要考虑到价格、毒性和来源。

       软化剂的作用是调节硬度,增加流动性,降低成本等。软化剂按烃类组成可分为石蜡基、环烷基、芳香基三类;增塑剂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。它具有屏散高分子化合物的活性基团,减弱分子间作用力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、弹性模量及耐热性的作用;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。

       胶粘剂的性能改进主要有以下几个方面。

       一、粘接强度的改进设计。

       具体方法有: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、选用适当的交联剂、偶联剂等;6、添加适量适当的填料、降低收缩率;7、加入稀释剂,降低黏度,增大湿润性。

       二、耐热性的改进设计。

       具体方法有: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、增加交联剂,添加硅烷偶联剂,使用耐高温性能好的固化剂;3、适当地提高结晶度;4、加入耐热填料,减少高温氧化分解,加入抗氧剂。

       三、耐寒性的改进设计。

       具体方法有:1、选用耐寒性的聚合物,如聚氨酯树脂;2、加入增塑剂或增韧剂,降低交联度,降低结晶性;3、减少填料用量。

       四、耐溶剂性的改进设计。

       具体方法有:1、采用耐溶剂好的树脂或橡胶;2、增加交联度;适当增大填料的用量;3、少用或不用增塑剂。

       五、耐酸碱性的改进设计。

       具体方法有:1、提高交联度;2、选用惰性填料,提高填料的用量;3、酯类增塑剂不耐酸。

       六、耐老化性改进设计。

       具体方法有:1、选用耐水性、耐候性和耐老化性能好的基料,使用高温固化剂,提高交联度;2、加入活性填料;3、某些胶粘剂中可适当的加入防老剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等;4、加入适量的有机硅烷偶联剂。

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