2023-05-12
 
高分子胶黏剂分类及应用
2023年05月12日   阅读量:1724

高分子胶粘剂

以高分子化合物为主体的一类胶粘材料,也称高分子粘合剂或高分子粘结剂,如浆糊、鳔胶、环氧胶等。

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高分子胶粘剂


1 简介


以天然或合成高分子化合物为主体制成的胶粘材料。按其来源分为天然高分子胶粘剂和合成高分子胶粘剂涂料在线coatingol.com


天然高分子胶粘剂由天然动、植物的胶粘物质制成,如皮胶、骨胶、淀粉胶、蛋白胶、树脂胶、天然橡胶浆等。特点是能充分利用天然资源,如造纸业副产品木质素、废木材及草本植物的纤维素、海洋生物资源等。


其价格低廉、无毒或低毒、加工简便,但不耐潮、强度低,因此其应用受到限制。


合成高分子胶粘剂以合成聚合物或预聚体、单体为主体料制成。除聚合物外,还可根据情况加入固化剂、增柔剂、无机填料和溶剂等。


其品种繁多、性能优异,是一种用途广泛的胶粘材料。按化学组成和性能又分为热固性胶粘剂、热塑性胶粘剂、橡胶型胶粘剂和复合型胶粘剂。


①热固性胶粘剂。以含有反应性基团的热固性树脂为主体制成。按所用树脂不同可分别获得耐热、耐水、耐光照、耐超低温等特性。用于木材加工、金属和非金属结构联接、层压板层间粘结等。


②热塑性胶粘剂。以线型高分子结构的热塑性树脂为主体制成。由于树脂分子间不产生交联,因此可配制成单组分溶剂型胶粘剂和加热呈熔融状态的固态热熔胶粘剂。


其粘结力较好、固化快、韧性好,用于金属零件、电子器件、纸制品的粘接,也用于木材加工和包装、装订等。


③橡胶型胶粘剂。以合成橡胶或天然橡胶为主体制成。有溶液型、胶乳型和低聚合度液体橡胶型,常用的是溶液型。其粘附性好,耐老化,使用方便,用于金属、橡胶制品及皮革、织物的粘接。


④复合型胶粘剂。以热固性树脂和合成橡胶或热塑性树脂为主体制成。既具有热固性胶粘剂的高强度又具有耐热、耐老化、耐化学介质腐蚀等特点,还具有橡胶型(或热塑性树脂)胶粘剂的高剥离、高抗冲击性等,主要用作结构胶粘剂。


2 用途


现在胶粘剂不仅能用来粘接纸张、织物、木材、皮革、玻璃等非金属材料,也能粘接各种金属,在航空航天、机械、轻纺、建筑、木材加工等工业,以及文物古迹的修补保护等方面都得到广泛的应用。


3 分类


01 按来源分类


天然高分子胶粘剂由天然动、植物的胶粘物质制成,如皮胶、骨胶、淀粉胶、蛋白胶、树脂胶、天然橡胶浆等。特点是能充分利用天然资源,如造纸业副产品木质素、废木材及草本植物的纤维素、海洋生物资源等。


其价格低廉、无毒或低毒、加工简便,但不耐潮、强度低,因此其应用受到限制。


合成高分子胶粘剂以合成聚合物或预聚体、单体为主体料制成。除聚合物外,还可根据情况加入固化剂、增柔剂、无机填料和溶剂等。其品种繁多、性能优异,是一种用途广泛的胶粘材料。


02 按化学组成分类


按化学组成又分为热固性胶粘剂、热塑性胶粘剂、橡胶型胶粘剂和复合型胶粘剂。


热固性树脂胶粘剂:以热固性树脂如酚醛树脂、环氧树脂等为主要原料制成。它可在指定条件下进一步聚合或交联,固化成不溶、不熔的固态胶接层。


这类胶具有较高的胶粘强度和耐热、耐化学介质性能,多用于胶接结构部件。由于一般的热固性树脂固化后较脆,故常用弹性体或热塑性树脂改性,以提高其疲劳强度和剥离强度。


热塑性树脂胶粘剂:以热塑性树脂如聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛等为主要原料制成。它受热变软,冷却变硬,可溶于适当溶剂,有较好的粘附性和弹性,但耐热性和刚性都比较差,只能用于非结构部件的胶接。


橡胶型胶粘剂:以合成橡胶或改性的天然橡胶如氯丁橡胶、丁腈橡胶、聚硫橡胶等为原料制成。


它硫化后具有优异的弹性,但机械强度较低,耐热性不高,多用于胶接柔软的或热膨胀系数相差悬殊的材料,如金属与非金属材料的粘接。


03 按使用性能分类


结构胶粘剂:是20世纪40年代为适应飞机制造业的需要而发展起来的。其胶接接头具有高的机械强度。


它不仅能胶接长期承受一定动、静载荷的结构件,而且还具有一定的耐热、耐液体介质、耐老化、耐疲劳及低蠕变等性能。常用的品种有:酚醛-缩醛、酚醛-丁腈、酚醛-环氧等。


快速固化胶粘剂:以α-氰基丙烯酸酯单体为主要成分制成。


由于单体分子中有很强的电负性基团(氰基和酯基),很容易在痕量水或弱碱的催化下进行负离子聚合,在常温、常压下几分钟即能快速固化。


这类胶的粘度低,透明性好,使用方便,对金属和多数非金属均有较好的粘附性,广泛用于仪器仪表胶接和外科手术中;缺点是有刺激味,性脆,不耐热。


丙烯酸酯反应性胶粘剂:以丙烯酸酯单体和橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS 树脂)或氯磺化聚乙烯等弹性体为主体,使用时加入过氧化物和适当促进剂,使丙烯酸酯与弹性体接枝共聚合而固化。


其特点是固化快,收缩率低,可粘接带油表面,粘接工艺简便,粘接接头剥离强度较高,是一种有发展前途的胶粘剂。


厌氧胶:一种在氧气存在时抑制固化,隔绝氧气时自行固化的胶粘剂,例如丙烯酸酯厌氧胶,其主要成分是丙烯酸双酯,配有引发剂、促进剂、稳定剂等。这类胶多用于紧固螺栓、轴套装配、填隙密封等。


热熔胶:在熔融状态下涂布,冷却后变成固态的一种热塑性胶粘剂。它的主体原料是烯类单体的共聚物(如乙醋胶等)、聚酰胺、聚氨酯等,主要用于包装、化工及轻工制品等方面。


压敏胶:一种能长期保持粘性,可在轻微压力下立即与多数固体表面粘合的粘弹性胶粘剂。


其中,橡胶型压敏胶以天然橡胶、聚异丁烯、丁基橡胶等为主要原料,为了提高其耐热性和持久性,多将橡胶部分硫化,另外加入树脂胶料以提高其粘着性;聚丙烯酸酯型压敏胶主要以丙烯酸酯类为原料,最大优点是耐老化性好,近年来发展较快。


此外,热塑性弹性体也是有前途的压敏胶原料。由于压敏胶使用方便,已广泛用于包装、医药、电器绝缘和日常生活等方面。


密封胶:起填充缝隙、密封和连接作用。常用的胶料有:聚硫橡胶、硅橡胶、氟橡胶和聚丙烯酸酯等,主要用于航空、航天、船舶中电子元件和机械设备的密封和填隙。


随着合成高分子材料的发展,胶粘剂目前正朝着高强度、耐高温、高耐久性、低毒以及工艺简便、成本低廉的方向发展。


为了减少溶剂的毒害,溶剂型胶粘剂将逐步被水剂胶粘剂(水溶型和水分散型)和无溶剂胶粘剂所取代;根据自动化、连续化生产的需要,将发展快速固化胶粘剂;为节约能源,将发展常温和中温固化胶粘剂,高频、微波和紫外线固化新工艺也在积极开发。


4 前景


随着科技的发展,各种多功能、高性能的胶粘剂在现代工业各领域中得到了日益广泛的应用,已经成为现代工业和国防工业不可缺少的一种材料。


国家颁布《室内建筑装饰材料有害物质限量》10项强制性标准后,环保已成为胶粘剂行业的热门话题。发展低毒和无毒的环保型胶粘剂已成为国际主流。


今后胶粘剂的发展方向应该是环保型的热熔型、水基型和无溶剂型胶粘剂。未来全球合成胶粘剂市场将以低污染的水基胶和热熔胶为主流,环保型胶粘剂将成为市场的抢手货。


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