1、1第1页，共27页。1 环氧树脂胶粘剂特性与应用分析环氧树脂胶粘剂特性与应用分析2 国内外环氧树脂胶粘剂发展现状分析国内外环氧树脂胶粘剂发展现状分析3环氧树脂胶粘剂最新技术应用进展环氧树脂胶粘剂最新技术应用进展2第2页，共27页。环氧树脂具有许多独特的优良性能，主要表现在以下几个方环氧树脂具有许多独特的优良性能，主要表现在以下几个方面：面：良好的良好的加工工艺性加工工艺性,高度的粘结力高度的粘结力,收缩性小收缩性小,稳定性好稳定性好,具有优良具有优良的电绝缘性能的电绝缘性能,由于结构中含有环氧基、醚键等，同时结构很由于结构中含有环氧基、醚键等，同时结构很紧密，所有有良好紧密，所有有良好的机械性
2、能的机械性能,因含有稳定的苯环及醚键，因因含有稳定的苯环及醚键，因而热稳定性也很好而热稳定性也很好,吸水率低，室温下的吸水率在吸水率低，室温下的吸水率在05以下。以下。3第3页，共27页。由于环氧树脂具有优良的粘结性、绝缘性以及耐化学腐蚀性等由于环氧树脂具有优良的粘结性、绝缘性以及耐化学腐蚀性等优异的特点，所以在许多工业部门，包括造船、化工、电器直至国优异的特点，所以在许多工业部门，包括造船、化工、电器直至国防、航天飞船等方面都得到极为广泛的应用，它可以作胶粘剂、作防、航天飞船等方面都得到极为广泛的应用，它可以作胶粘剂、作层压材料、作浇筑等磨具，并可以用作涂料等，特别是近年来，许层压材料、作浇
3、筑等磨具，并可以用作涂料等，特别是近年来，许多性能优异的新品种相继问世，使环氧树脂的用途越来越广。环氧多性能优异的新品种相继问世，使环氧树脂的用途越来越广。环氧树脂对金属与金属，金属与非金属等材料都有很强的粘结力，故而树脂对金属与金属，金属与非金属等材料都有很强的粘结力，故而用途广泛的胶粘剂，熟称用途广泛的胶粘剂，熟称“万能胶万能胶”。4第4页，共27页。由于环氧树脂可以在由于环氧树脂可以在室温固化，固化后室温固化，固化后又可经受高低温作用，又可经受高低温作用，这就对一些不能经受高温的精密部件的紧固极为适用，光学仪这就对一些不能经受高温的精密部件的紧固极为适用，光学仪器，蜂巢结构材料等的的胶粘
4、剂已广泛使用环氧树脂。环氧树器，蜂巢结构材料等的的胶粘剂已广泛使用环氧树脂。环氧树脂粘接力的机械性能，物理性能和电性能，脂粘接力的机械性能，物理性能和电性能，可以通过不同类型的可以通过不同类型的树脂和用不同类型的辅助剂来加以改。树脂和用不同类型的辅助剂来加以改。还通过还通过特殊配方和应用特殊配方和应用工艺工艺，缩短固化时间，提高耐热性，并且可以在短时间内耐热温，缩短固化时间，提高耐热性，并且可以在短时间内耐热温度达度达300以上。以上。5第5页，共27页。作为胶粘剂它有如下特点：能胶合薄厚不同的各种材料，能作为胶粘剂它有如下特点：能胶合薄厚不同的各种材料，能胶合胶合二种不同金属材料或各种金属和
5、非金属材料二种不同金属材料或各种金属和非金属材料，连接后又，连接后又完全平整的表面；胶缝不漏气，耐化学腐蚀，完全平整的表面；胶缝不漏气，耐化学腐蚀，有绝缘和密封性有绝缘和密封性等性能等性能；不用钻孔，因而不会减小强度；应力均匀；胶合工；不用钻孔，因而不会减小强度；应力均匀；胶合工艺简单，能够艺简单，能够大幅降低生产成本大幅降低生产成本6第6页，共27页。环氧树脂结构中含有脂肪族羟基，醚基和极活泼的环氧基。环氧树脂结构中含有脂肪族羟基，醚基和极活泼的环氧基。羟基和醚基都有高度的极性，使环氧树脂能与相邻界面产生羟基和醚基都有高度的极性，使环氧树脂能与相邻界面产生电磁引力。而环氧基团能与介质表面的游
6、离键起反应，形成电磁引力。而环氧基团能与介质表面的游离键起反应，形成化学键，所以环氧树脂的胶结力特强。化学键，所以环氧树脂的胶结力特强。7第7页，共27页。生产环氧树脂主要原料是环氧氯丙烷和二酚基丙烷（双酚生产环氧树脂主要原料是环氧氯丙烷和二酚基丙烷（双酚A）环氧氯丙烷环氧氯丙烷 化学式：化学式：C3H5OcL名称：名称：3-氯氯-1,2-环氧丙烷环氧丙烷8第8页，共27页。二酚基丙烷（双酚二酚基丙烷（双酚A）C15H16O2性质性质 白色片状、粒状或粉末状结晶体，微有白色片状、粒状或粉末状结晶体，微有苯酚苯酚味味。9第9页，共27页。10第10页，共27页。11第11页，共27页。工业上是以
7、环氧值作为鉴定环氧树脂质量的主要指标。工业上是以环氧值作为鉴定环氧树脂质量的主要指标。是指每是指每100克树脂中所含环氧基的当量数。克树脂中所含环氧基的当量数。例如分子量为例如分子量为200，每分子含两个环氧基的环氧树脂，它的，每分子含两个环氧基的环氧树脂，它的环氧值为：环氧值为：2/200 X 100=1.00环氧当量环氧当量=100/环氧值环氧值环氧当量的含义是含有一克当量环氧基的环氧树脂的克数。环氧当量的含义是含有一克当量环氧基的环氧树脂的克数。12第12页，共27页。未加入固化剂的环氧树脂在常温或加热条件下，环氧基团一般未加入固化剂的环氧树脂在常温或加热条件下，环氧基团一般本身不反应，
8、使大分子交联成体型结构，因此把使用前的环氧本身不反应，使大分子交联成体型结构，因此把使用前的环氧树脂叫热塑性环氧树脂，但热塑性环氧树脂，不高的分子量的树脂叫热塑性环氧树脂，但热塑性环氧树脂，不高的分子量的环氧树脂没有强度，必须固化交联才有强度。环氧树脂没有强度，必须固化交联才有强度。13第13页，共27页。1.按固化反应类型分类：反应型固化剂按固化反应类型分类：反应型固化剂 催化型固化剂催化型固化剂 2.按固温度分类：按固温度分类：高温（高温（100度以上）度以上），中温（，中温（60100度），度），室温（室温（20度）低温（度）低温（5度以下）度以下）3.按固化剂结构分类：胺类，酸酐类，树
9、脂类等。胺类固化剂最按固化剂结构分类：胺类，酸酐类，树脂类等。胺类固化剂最常用。常用。4.合成类固化剂：是含有许多合成树脂，与环氧树脂反应合成类固化剂：是含有许多合成树脂，与环氧树脂反应的活泼基团，能相互交联固化。该固化剂就给最终产物某的活泼基团，能相互交联固化。该固化剂就给最终产物某些优良的性能（缩短固化时间等）。些优良的性能（缩短固化时间等）。14第14页，共27页。环氧树脂胶黏剂中除环氧树脂和固化剂外，为了改善其某环氧树脂胶黏剂中除环氧树脂和固化剂外，为了改善其某些性能（如胶液粘度不会过高，流动性好，试用期长，强些性能（如胶液粘度不会过高，流动性好，试用期长，强度大，降低成本，减少树脂用
10、量），满足不同的用途，还度大，降低成本，减少树脂用量），满足不同的用途，还需加入增韧剂，稀释剂，填料等助剂。需加入增韧剂，稀释剂，填料等助剂。增韧剂：增韧剂：邻苯二甲酸二丁酯（邻苯二甲酸二丁酯（DBP),邻苯二甲酸二辛酯邻苯二甲酸二辛酯（DOP)稀释剂稀释剂:苯，甲苯，二甲苯等苯，甲苯，二甲苯等填料：铁粉，石英粉，云母粉等填料：铁粉，石英粉，云母粉等15第15页，共27页。胶膜是指胶膜是指土壤土壤孔隙壁、土壤结构体或孔隙壁、土壤结构体或矿质颗粒表面矿质颗粒表面，由于土壤，由于土壤某种成分的凝聚某种成分的凝聚或或“细土活质细土活质”就地改变排列所形成的膜状物。就地改变排列所形成的膜状物。有囊孔胶
11、膜、孔道胶膜、骨骼颗粒胶膜等。有囊孔胶膜、孔道胶膜、骨骼颗粒胶膜等。胶膜是在成土过程胶膜是在成土过程中某些活性的有机、无机物质（如粘粒、腐殖质、三中某些活性的有机、无机物质（如粘粒、腐殖质、三 氧化物等）氧化物等）形成。形成。16第16页，共27页。美国的一项研究报告介绍，美国的一项研究报告介绍，F一一22战机采用可以战机采用可以177使用的使用的改性环氧胶膜改性环氧胶膜AF-191用于复合材料结构的胶接用于复合材料结构的胶接，实验研究中被胶，实验研究中被胶接的材料为固化的接的材料为固化的双马基复合材料双马基复合材料FM-73则用于则用于C一一141运输机的铝运输机的铝-铝以及铝铝以及铝-硼环
12、氧复合材料硼环氧复合材料的胶接。在的胶接。在A380飞机的设计中飞机的设计中FM-94胶黏剂用于胶黏剂用于GLARE制造制造(用于机身蒙皮用于机身蒙皮)AF 163-2，FM300，PL-795，PL-780，EA9695，AF 191用于用于复合材料胶接。复合材料胶接。C一一17运输机的运输机的ARALL层板则用层板则用BR一一127处理处理的铝板和的铝板和AF-163制造。制造。17第17页，共27页。双马来酰亚胺树脂基复合材料比环氧基复合材料最突出的特点就是双马来酰亚胺树脂基复合材料比环氧基复合材料最突出的特点就是耐温性上提高了。由耐温性上提高了。由QY8911系列系列5405,5428
13、等双马来酰亚胺树等双马来酰亚胺树脂制成的典型结构几乎含盖了飞机和航天件的复合材料结构脂制成的典型结构几乎含盖了飞机和航天件的复合材料结构形式形式。这些航天航空结构中需要胶接的部件大约。这些航天航空结构中需要胶接的部件大约50%60%。用改性环氧胶膜来胶接双马来酰亚胺树脂基复合材料用改性环氧胶膜来胶接双马来酰亚胺树脂基复合材料,其耐热性无其耐热性无法与双马来酰亚胺基复合材料匹配。国内外对于双马来酰亚胺树脂法与双马来酰亚胺基复合材料匹配。国内外对于双马来酰亚胺树脂增韧的目的研究主要集中在作为复合材料的基体树脂上增韧的目的研究主要集中在作为复合材料的基体树脂上。18第18页，共27页。在所有的使用温
14、度范围内提供了改善的性能，同时提供了较在所有的使用温度范围内提供了改善的性能，同时提供了较高的高的剥离性能剥离性能。通过通过潜伏固化化学原理潜伏固化化学原理的应用，这种胶膜为使用者提供了延的应用，这种胶膜为使用者提供了延长的外置时间，且提供了较低温固化的能力长的外置时间，且提供了较低温固化的能力(即即121固化固化)。该胶膜还具有优异的环境耐久性能。它还提供了良好的自粘性该胶膜还具有优异的环境耐久性能。它还提供了良好的自粘性和可操作性能。这种胶黏剂能够胶接不相同的材料，能够很好和可操作性能。这种胶黏剂能够胶接不相同的材料，能够很好地润湿金属地润湿金属。19第19页，共27页。剥离性能剥离性能主
15、要体现在剥离主要体现在剥离 强度方面强度方面剥离强度（剥离强度（peel strength）：粘贴在一起的）：粘贴在一起的材料材料，从接触面，从接触面进行单位宽度剥离时所需要的最大力。进行单位宽度剥离时所需要的最大力。潜伏性固化剂：是指加入到环氧树脂中与其组成的单组分潜伏性固化剂：是指加入到环氧树脂中与其组成的单组分体系在室温下具有一定的贮存稳定性，而在加热、光照、体系在室温下具有一定的贮存稳定性，而在加热、光照、湿气、加压等。迅速进行固化反应的固化剂剂的种类很多，湿气、加压等。迅速进行固化反应的固化剂剂的种类很多，但是虽然环氧树脂潜伏性固化条件下能每种类型的固化剂但是虽然环氧树脂潜伏性固化条
16、件下能每种类型的固化剂都有一定的优点和缺点，到目前为止，仍然没有发现一种都有一定的优点和缺点，到目前为止，仍然没有发现一种性能特别优良，十分理想的潜伏性固化剂。性能特别优良，十分理想的潜伏性固化剂。20第20页，共27页。Yang Zhong and Paul OBiney 的研究中，采用环氧树脂体系的研究中，采用环氧树脂体系的的FM300、FM400胶膜与双马树脂体系的胶膜与双马树脂体系的Metlbond 2550胶膜，胶膜，研究了研究了IM7BMI 5250-4双马复合材料体系的胶接性能。双马复合材料体系的胶接性能。FM300胶膜的胶接试样在没有经过环境暴露老化时的单搭胶膜的胶接试样在没有
17、经过环境暴露老化时的单搭接剪切强度最高，但其胶接体系对于热和湿热暴露更敏感，接剪切强度最高，但其胶接体系对于热和湿热暴露更敏感，特别是对水更脆弱特别是对水更脆弱Metlbond 2550胶接体系表现出最好的耐环境性能，老化前胶接体系表现出最好的耐环境性能，老化前后胶接强度变化很小。后胶接强度变化很小。21第21页，共27页。采用采用北京航空材料研究院北京航空材料研究院的的SY一一14A胶黏剂胶接胶黏剂胶接T7005428复合复合材料的室温材料的室温剪切强度剪切强度达到了达到了401MPa，接近磷酸阳极化铝合，接近磷酸阳极化铝合金的胶接强度；金的胶接强度；1500度的剪切强度为度的剪切强度为14
18、.4MPa，约为铝合金，约为铝合金胶接强度的一半。说明作为各向异性复合材料与铝合金等金属胶接强度的一半。说明作为各向异性复合材料与铝合金等金属有很大差异。有很大差异。SY-14A胶黏剂还用于胶黏剂还用于ARALL层板层板的制造，并获得的制造，并获得应用，同时也进行了制造应用，同时也进行了制造GLARE层板层板的制造研究的制造研究 剪切强度剪切强度：剪切强度是指材料承受剪切力的能力，代号：剪切强度是指材料承受剪切力的能力，代号c，指外，指外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限。力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限。22第22页，共27页。Glare层板层板是由铝合金和玻璃
19、纤维增强复合材料组成的一种混是由铝合金和玻璃纤维增强复合材料组成的一种混杂结构材料杂结构材料,是一种新型的航空结构材料是一种新型的航空结构材料ARALL层压板层压板结构主要就是通过一种胶粘剂把铝板和芳纶纤维连结构主要就是通过一种胶粘剂把铝板和芳纶纤维连接起来而制成的一种夹层压板结构接起来而制成的一种夹层压板结构,主要包括高强度薄铝合金板、主要包括高强度薄铝合金板、高强度单向高强度单向芳纶纤维芳纶纤维和环氧基胶粘剂和环氧基胶粘剂3部分部分芳纶全称为芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺聚对苯二甲酰对苯二胺”,英文为英文为Aramid fiber是一是一种新型高科技种新型高科技合成纤维合成纤维，具有超高
20、强度、高，具有超高强度、高模量模量和耐高温、耐和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是其强度是钢丝钢丝的的 56倍倍。23第23页，共27页。Calvin Cedarleaf8报导了报导了Hysol新开发的表面膜新开发的表面膜LF 8606，这，这种产品可以用于消除复合材料零件表面的蜂窝芯印痕和孑种产品可以用于消除复合材料零件表面的蜂窝芯印痕和孑L隙，隙，这种表面不规则性的降低有助于节省包括填充、找平和打磨这种表面不规则性的降低有助于节省包括填充、找平和打磨在内的众多加工步骤。在内的众多加工步骤。这种新型的复合材料表面修饰一方这种新型的复合材料表面修饰一方面可以使
21、制造商制造外观良好的零件，另一方面可提高效面可以使制造商制造外观良好的零件，另一方面可提高效率并降低成本率并降低成本。包括。包括FM 73和和FM 300在内的多种在内的多种FM系列胶系列胶膜也可用作表面装饰膜。我国此类研究与应用基本上处于空膜也可用作表面装饰膜。我国此类研究与应用基本上处于空白。白。24第24页，共27页。为了改善胶接性能，涂胶前在被粘物表面涂布的一种胶粘剂。为了改善胶接性能，涂胶前在被粘物表面涂布的一种胶粘剂。3M K-500底胶是一种淡褐色透明液体，它和空气中的水分子作用，底胶是一种淡褐色透明液体，它和空气中的水分子作用，可以产生高粘结力，并具有抗高温能力，尤其和可以产生
22、高粘结力，并具有抗高温能力，尤其和3M丙烯酸泡绵胶丙烯酸泡绵胶带一起使用，可以起到极好粘结效果。带一起使用，可以起到极好粘结效果。25第25页，共27页。发泡胶发泡胶也是一种胶，但是他必须是要经过在模具里面加热才能成也是一种胶，但是他必须是要经过在模具里面加热才能成型，加热成型后有点象海绵，一般用在减压防震或者隔热用，比如型，加热成型后有点象海绵，一般用在减压防震或者隔热用，比如在防盗门或者冰箱门里面就有。在防盗门或者冰箱门里面就有。当物料从气雾罐中喷出时，沫状物料会迅速膨胀并与空气或当物料从气雾罐中喷出时，沫状物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。固化适用于接触到
23、的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。固化适用于密封堵漏、填空补缝、固后的密封堵漏、填空补缝、固后的 泡沫具有填缝、粘结、密封、泡沫具有填缝、粘结、密封、隔热、吸音等多种效果，是一种环保节能、使用方便的建筑隔热、吸音等多种效果，是一种环保节能、使用方便的建筑材料，可定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗材料，可定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。和墙体间的密封堵漏及防水。26第26页，共27页。国外发泡胶也有具备双固化工艺特性的牌号，俄罗斯的国外发泡胶也有具备双固化工艺特性的牌号，俄罗斯的BKB一一3发泡胶可以发泡胶可以120或或175固化，两种固化工艺都
24、有较高的高固化，两种固化工艺都有较高的高温强度温强度 13；FM490A发泡胶为中温固化发泡胶为中温固化(120。C)体系，但可以体系，但可以在室温下长期贮存而不失效在室温下长期贮存而不失效14。Redux 840发泡胶可以与发泡胶可以与其他胶黏剂采用其他胶黏剂采用120(3060min)、150(30min)和和175(2060min)条件下的共固化工艺，条件下的共固化工艺，Redux 260发泡胶可以与发泡胶可以与其他胶黏剂在其他胶黏剂在120。C和和175。C温度时固化温度时固化60min3。目前，我国并没有类似工艺性能的发泡胶产品目前，我国并没有类似工艺性能的发泡胶产品。27第27页，共27页。
