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【结构胶多长时间凝固】温故而知新之:胶黏剂组成

胶粘剂的组成

实际胶粘剂使用的胶粘剂以基础材料为主,由各种固化剂、增塑剂、稀释剂、填充物及其他助剂配制而成。

最早使用的胶粘剂大都是来源于天然的胶接物质,如淀粉、糊精、骨胶、鱼胶等,以水作溶剂,通过加热配制而成。由于组分单一,不能适应各种用途上的要求。而今的胶粘剂大都是采用合成高分子化合物为主剂,制成的胶粘剂有良好的胶接性能,可供各种胶接场合使用。

胶粘剂的组成


胶粘剂的品种繁多,组成不一,有的简单、有的复杂,但是胶料是胶粘剂的主要成分,尚配合一种或多种的以下所述其他成分。


(一)胶料
也称为基料或主剂。它是胶粘剂中的主要成分,决定了胶粘剂的基本特性,也是区分胶粘剂类别的重要标志之一。不同类型的胶粘剂,其胶料也不同。一种胶粘剂一般由一种或两种,甚至三种高聚物构成。胶料起胶接作用,要求有良好的湿润性和胶接性。作为胶料的物质有合成树脂包括热固性树脂,酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氯胺树脂等)、热塑性树脂(聚醋酸乙烯树脂4等),合成橡胶(氯丁橡胶、丁睛橡胶等);天然高分子物质(淀粉、蛋白质天然橡胶等),无机化合物(硅酸盐、磷酸盐等)。有时使合成树脂和合成橡胶相互配合以改善胶粘剂的性能。


(二)固化剂
使其成为固体才能承受各种负荷,这个过程称为固化。固化可以是物理过程,如树脂中溶剂的挥发,树脂中乳液的凝聚,以及热熔胶熔融体的凝固。也有些树脂由于加热等物理因素引起化学反应而固化的,有些树脂必须有固化剂存在才能使胶粘剂发生固化。固化剂的选择,主要根据是胶料分子结构中特征基团的反应特性。不同的聚合物胶料用不同的固化剂。同种胶料,固化剂种类或用量不同时,都可能产生性能差异悬殊的胶粘剂。

为了促进固化反应,有时加入固化促进剂以加速固化过程或降低固化反应温度。热固性树脂常需要用固化剂固化。

(三)增塑剂与增韧剂
增塑剂与增韧剂是指胶粘剂中改善胶层的脆性,提高其柔韧性的成分。它们的加入能改善胶粘剂的流动性,提高胶层的抗冲击强度和伸长率,降低其开裂程度。但是用量过多会使胶层的机械强度和耐热性能有所降低,通常的用量为胶料的20%以内。一般要求无色、无臭、无毒,挥发性小,不燃和化学稳定性好。增塑剂是一种高沸点液体或低熔点的固体化合物,与胶料有混溶性,但不参与固化反应,在固化过程有从体系中离析出来的倾向。其主要通过隔离、屏蔽、与偶合作用,削弱聚合物分子间作用力而达到增塑目的,从而降低软化温度,减小熔体的粘度,增加流动性,改善加工性能和胶粘剂的柔韧性。如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三酚酯等。

增韧剂是一种单官能或多官能团的化合物,能与胶料起反应成为固化体系的一部分。它们大都是粘稠液体,如低分子量的环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰胺、橡胶等。而聚酰胺、聚硫橡胶等也可作为环氧树脂的固化剂。增韧剂也称内增塑剂。

  1. (四)填料
    胶粘剂体系中应用填料的目的是改善胶粘剂的某些特性、降低成本或赋予它一些新的功能。一般情况,填料是不与胶料、固化剂等组分发生化学反应的。通常为中性或弱碱性化合物,其主要作用为:
    (1)提高机械性能 常用的无机填料,如金属粉末,金属氧化物和矿物质等均可提高胶粘剂的抗压强度、尺寸稳定性、降低收缩率。但也会降低胶粘剂的某些性能,如剥离强度等。橡胶中加入炭黑、白炭黑、碳酸钙等可提高抗张强度、硬度和耐磨性。
    (2)赋予胶粘剂以新的功能胶粘剂中加入银粉制成导电胶;用碳基铁粉制造导磁胶;用铜、铝粉作填料,改善胶粘剂的导热性;环氧树脂中加入络酸锌,提高强度的保持率,在填料中加50%的三氧化锑,可增强抗氧化破坏能力。加入Zr(SiOg)2可降低环氧树脂的吸水性。加入气相SiO可改善胶粘剂的触变形,改善工艺操作性能。
    (3)减小接头应力固化反应经常是放热反应,填料可以防止局部过热;胶接过程多数情况产生固化收缩,填料可以调节收缩率,如脲醛树脂中加入面粉可减少因固化收缩而产生的龟裂;正确使用填料可以缩小胶粘剂与被胶接材料之间热膨胀系数和膨胀速率的差异,减小接头的内应力。
    (4)改善操作工艺胶粘剂可以通过填料增稠获得触变性,适应垂直、悬置施工,可以调节固化速度,延长使用寿命,利于操作施工。如在脲醛树脂中加入面粉生产胶合板时,可以提高胶液的稠度,防止胶液向木材内过度浸透,造成缺胶和透胶。

填料用量要适当,既要提供相应的功能,又要保证胶粘剂配方的整体优越性能。在调胶配方中填料过多,会使胶粘剂的粘度增大,操作困难,胶料混合不均,胶粘剂与被胶接物的浸润性变差,导致胶接强度降低。

(五)稀释剂与溶剂
用来降低胶粘剂粘度的液体物质称为稀释剂。其分子中含有活性基团的能参与固化反应的稀释剂称为活性稀释剂;其分子中不含有活性基团,在稀释过程中只达到减低粘度的目的,不参加反应的稀释剂称为非活性稀释剂。活性稀释剂多用于环氧型胶粘剂,加入此种稀释剂,固化剂的用量应增大。非活性稀释剂多用于橡胶、聚酯、酚醛、环氧等型的胶粘剂。一般来说胶接强度随稀释剂的用量增加而下降。

能溶解其他物质的成分称为溶剂。溶剂在橡胶型胶粘剂中用的较多,在其他类型胶粘剂中用的较少。它与非活性稀释剂的作用相同,主要的作用是降低胶粘剂的粘度,便于涂布操作。

(六)偶联剂
在胶接过程中,为了使胶粘剂和被胶接物表面之间形成一层牢固的界面层,使原来直接不能胶接或难胶接的材料之间通过这一界面层使其胶接力提高,这一界面层的成分称之为偶联剂。

(七)其他助剂

为满足某些特殊要求,改善胶粘剂的某一性能,有时还加入一些特定的添加剂。加入防老剂以提高耐大气老化性;加防霉剂以防止细菌霉变;增粘剂以增加胶液的粘附性和粘度;阻聚剂以提高胶液的贮存性;阻燃剂以使胶层不易燃烧,提高胶接制品的耐燃性。它们不是必备的组分,依据配方主成分的特性和胶粘剂的要求而定。

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