1、4.1.1 特点u薄膜、纤维和小颗粒的粘接；薄膜、纤维和小颗粒的粘接；u应力分布面广；应力分布面广；u通过交叉粘接能使各向异性材料的强度，重量比及尺寸稳通过交叉粘接能使各向异性材料的强度，重量比及尺寸稳定性得到改善；定性得到改善；u电容器、印刷线路等的粘合面具有电绝缘性能；电容器、印刷线路等的粘合面具有电绝缘性能；u可粘接各种异种材料；可粘接各种异种材料；u比织布、焊接或铆钉相比具有快速、经济等特点比织布、焊接或铆钉相比具有快速、经济等特点第一页，共92页。4.1.2粘合剂的组成 P195u基料：天然聚合物，合成聚合物，无机物；基料：天然聚合物，合成聚合物，无机物；u固化剂（交连剂）；固化剂（
2、交连剂）；u填料：为改善某些性能；填料：为改善某些性能；u增韧剂；增韧剂；u稀释剂（表稀释剂（表-）；）；u偶联剂；偶联剂；u触变剂；触变剂；u增塑剂；增塑剂；u其它：引发剂、促进剂、乳化剂、增稠剂、防老剂、阻其它：引发剂、促进剂、乳化剂、增稠剂、防老剂、阻燃剂、稳定剂。燃剂、稳定剂。第二页，共92页。4.1.3 粘合剂的固化过程u粘接前为液体或变成液体：粘接前为液体或变成液体：胶粘剂胶粘剂对被粘物面的湿润。对被粘物面的湿润。u粘接后使之粘接后使之固化，提高强度。固化，提高强度。第三页，共92页。固化剂的作用第四页，共92页。4.1.4 粘合剂分类u按基料分为有机（天然和合成）和无机（按基料分
3、为有机（天然和合成）和无机（198表表-）；）；u按外观分为液态（溶液乳液膏状膜状）和固态按外观分为液态（溶液乳液膏状膜状）和固态粘合剂。粘合剂。u按固化方式分为室温（溶剂挥发型化学反应型压敏型）、按固化方式分为室温（溶剂挥发型化学反应型压敏型）、高温型（热熔胶）；高温型（热熔胶）；u按粘接强度分为结构型（静态剪切强度大于按粘接强度分为结构型（静态剪切强度大于9.8106Pa）和）和非结构型。非结构型。第五页，共92页。4.2 胶接的基本原理4.2.1胶结界面u 界面中胶粘剂、界面中胶粘剂、底胶和被粘物底胶和被粘物表面以及吸附表面以及吸附层之间无明显层之间无明显边界边界第六页，共92页。粘接接
4、头受力第七页，共92页。接头破坏第八页，共92页。胶粘剂必需具备的条件u室温或加热条件下易于流动；室温或加热条件下易于流动；u有良好的润湿性；有良好的润湿性；u在一定温度、压力、时间下，能把被粘接物牢在一定温度、压力、时间下，能把被粘接物牢牢地粘接成一整体；牢地粘接成一整体；u具有足够的强度和良好的力学性质。具有足够的强度和良好的力学性质。第九页，共92页。胶结界面结合力u物理结合物理结合：u机械机械联结和范德华力（偶极力、诱导力、色散力联结和范德华力（偶极力、诱导力、色散力和氢键）和氢键）u化学结合：化学结合：u共价键、离子键、金属键。共价键、离子键、金属键。u化学键合的能量比物理键合的能量
5、大且稳定。化学键合的能量比物理键合的能量大且稳定。第十页，共92页。影响界面结合因素：P201u被粘物表面化学状态和吸附物；被粘物表面化学状态和吸附物；u被粘附物表面的微细结构（粗糙度）；被粘附物表面的微细结构（粗糙度）；u胶粘剂、底胶分子的链结构（分子量、官能团等）、粘度胶粘剂、底胶分子的链结构（分子量、官能团等）、粘度和粘弹性；和粘弹性；u胶粘剂底胶被粘物表面的相容性和各组分及界面对应力胶粘剂底胶被粘物表面的相容性和各组分及界面对应力环境的稳定性；环境的稳定性；u胶结工艺（涂胶方法晾干温度晾干时间固化温胶结工艺（涂胶方法晾干温度晾干时间固化温度固化时间升温速率降温速率等）度固化时间升温速率
6、降温速率等）第十一页，共92页。4.2.2胶粘剂对被粘物表面的润湿u液体润湿固体程度：液体润湿固体程度：u 90度不能很好润湿；度不能很好润湿；u 90度能很好润湿；度能很好润湿；u实际表面为非理想平面实际表面为非理想平面第十二页，共92页。Wenzel关系式u90度，度，90度，度，难于，难于润湿的表面由于润湿的表面由于 凹凸凹凸而更难润湿；而更难润湿；r=cos/cos=A/A1.5第十三页，共92页。表面吸附对润湿的影响u表面易吸附各种气体、水蒸汽和杂质而形成吸附表面易吸附各种气体、水蒸汽和杂质而形成吸附层；层；u吸附层会改变接触角大小；吸附层会改变接触角大小；u清洗处理，表面处理；清洗
7、处理，表面处理；u加入某些表面活性物质。加入某些表面活性物质。第十四页，共92页。4.2.3粘附机理u吸附理论；吸附理论；u机械结合理论；机械结合理论；u静电理论；静电理论；u扩散理论；扩散理论；u化学键理论。化学键理论。第十五页，共92页。吸附理论u物理吸附的范德华力（物理吸附的范德华力（R-H+OCN-R R-CONH-R）：）：相距相距1nm，吸引力可达，吸引力可达10100MPa;0.3nm，可达，可达100-1000MPa第十六页，共92页。机械结合理论u细微机械结合对于多孔结构效果更显著。细微机械结合对于多孔结构效果更显著。u未填满的空洞成为缺陷部分，破坏往往从这里未填满的空洞成为
8、缺陷部分，破坏往往从这里开始。开始。u不可用于解释非多孔结构。不可用于解释非多孔结构。第十七页，共92页。静电理论u粘结点中存在双电层（因带电离子在不同相内因粘结点中存在双电层（因带电离子在不同相内因性质差异而引起的转移）；性质差异而引起的转移）；u粘合功等于此电容瞬时放电的能量；粘合功等于此电容瞬时放电的能量；u不能解释非极性粘合不能解释非极性粘合第十八页，共92页。扩散理论u界面扩散形成一个过渡层；界面扩散形成一个过渡层；u两聚合物的胶结是在过渡层中进行的；两聚合物的胶结是在过渡层中进行的；u可以解释高聚物胶结的一些现象。可以解释高聚物胶结的一些现象。第十九页，共92页。化学键理论u胶粘剂
9、与被胶粘物表面形成化学键：胶粘剂与被胶粘物表面形成化学键：u硫化橡胶与镀铜金属的胶结界面；硫化橡胶与镀铜金属的胶结界面；u异氰酸酯对金属与橡胶的胶结界面；异氰酸酯对金属与橡胶的胶结界面；u偶联剂在胶粘剂与被粘物之间；偶联剂在胶粘剂与被粘物之间；u化学键能比分子间的作用能高且稳定。化学键能比分子间的作用能高且稳定。u化学键必需满足一定化学条件才能产生。化学键必需满足一定化学条件才能产生。第二十页，共92页。4.3黏结工艺4.3.1 胶粘剂的选择：u根据被粘物的表面型状；根据被粘物的表面型状；u根据胶结接头的使用场合和要求；根据胶结接头的使用场合和要求；u根据成本与合理性根据成本与合理性第二十一页
10、，共92页。4.3.2胶结剂配方的影响因素u胶结界面结合力；胶结界面结合力；u胶结强度与胶层内聚强度；胶结强度与胶层内聚强度；u配方中各种影响因素配方中各种影响因素（表（表-）u聚合物聚合物分子量；分子量；u极性；极性；u交联密度；交联密度；u增塑剂用量；增塑剂用量；u增韧剂用量；增韧剂用量；u填料用量；填料用量；u偶联剂用量偶联剂用量第二十二页，共92页。4.3.3粘接工艺步骤u表面处理：表面处理：u提高表面能；提高表面能；u增加表面积；增加表面积；u除去表面除去表面污物及疏散层。污物及疏散层。u胶粘剂涂布；胶粘剂涂布；u胶粘剂的胶粘剂的固化。固化。第二十三页，共92页。4.4 合成树脂粘合
11、剂u6.4.1 热塑性树脂胶粘剂热塑性树脂胶粘剂加热熔融软化，冷却固化加热熔融软化，冷却固化通过溶剂挥发通过溶剂挥发熔体冷却熔体冷却聚合反应使之变为热塑性固体。聚合反应使之变为热塑性固体。其机械性能、耐热性能和耐化学性能较差，但使用方便，有其机械性能、耐热性能和耐化学性能较差，但使用方便，有较好的柔软性。较好的柔软性。u6.4.2 热固性树脂胶粘剂热固性树脂胶粘剂通过加入固化剂和加热时，液态树脂经聚合反应交联成网状结通过加入固化剂和加热时，液态树脂经聚合反应交联成网状结构，形成不溶、不熔的固体，构，形成不溶、不熔的固体，粘附性较好，机械强度高、耐热、耐化学性好；粘附性较好，机械强度高、耐热、耐
12、化学性好；耐冲击性和弯曲耐冲击性和弯曲性差。性差。第二十四页，共92页。4.4.1.1 聚醋酸乙烯乳胶粘合剂u结构式结构式 -CH-CH2n-OCCH3 Ou主要用于木料、纸制品、书籍、无纺布、发泡聚主要用于木料、纸制品、书籍、无纺布、发泡聚乙烯等乙烯等第二十五页，共92页。耐燃、耐臭氧和耐大气老化；多异氰甲酸酯化合物（或端异氰酸酯基聚氨酯）和多羟基化合物（如三羟甲基丙烷、甘油、多官能端羟基聚氨酯等）反应，形成氨酯键交联填充剂（碳酸钙、陶土）；水解度进一步降低，对水敏感性又降低。异氰酸酯和聚氨酯分子中的氨酯基反应生成脲基甲酸酯，形成网状结构（需140以上）：3 粘合剂的固化过程通过交叉粘接能使
13、各向异性材料的强度，重量比及尺寸稳定性得到改善；OCCH3第三十六页，共92页。3nm，可达100-1000MPaOnCH2=CH-C=CH2(-CH2-CH=C-CH2-)n胶结强度与胶层内聚强度；N=C=O+HO-R N-C-O-R按固化方式分为室温（溶剂挥发型化学反应型压敏型）、高温型（热熔胶）；聚醋酸乙烯粘合剂PVACu俗称乳白胶，在我国生产最早、产量最大。俗称乳白胶，在我国生产最早、产量最大。u机械强度高、粘度低、使用方便；机械强度高、粘度低、使用方便；u以水为分散介质，成本低、无毒、不燃以水为分散介质，成本低、无毒、不燃u耐水性不够，耐热、冷性差；耐水性不够，耐热、冷性差；u蠕变较
14、大（在应力保持恒定时型变随时间蠕变较大（在应力保持恒定时型变随时间延长而增大）延长而增大）第二十六页，共92页。乳化液（水PVA表面活性剂 聚醋酸乙烯）第二十七页，共92页。PVAc用途分布（1988）第二十八页，共92页。合成方法u以聚乙烯醇为保护胶体，加入阴离子或非离子以聚乙烯醇为保护胶体，加入阴离子或非离子表面活性剂，在一定表面活性剂，在一定PH值水相中，将醋酸乙烯值水相中，将醋酸乙烯进行乳液聚合：进行乳液聚合：第二十九页，共92页。固化过程u胶结后由于水渗透或扩散到多孔材料中，并逐胶结后由于水渗透或扩散到多孔材料中，并逐渐挥发使乳液浓度不断增加；渐挥发使乳液浓度不断增加；u由于表面张力
15、作用使聚合物析出；由于表面张力作用使聚合物析出；u氢键等分子间作用力使之固化；氢键等分子间作用力使之固化；u有一定成膜温度。有一定成膜温度。第三十页，共92页。配方改进u加入适量的增塑剂可提高胶层的柔性和耐水性；加入适量的增塑剂可提高胶层的柔性和耐水性；u加入适量的溶剂可提高粘度，降低胶液的成膜温度，加入适量的溶剂可提高粘度，降低胶液的成膜温度，提高胶层的耐水性；提高胶层的耐水性；u加入填料可降低成本；加入填料可降低成本；u加入硅油消泡，加入防腐剂；加入硅油消泡，加入防腐剂；u加入交联剂提高耐水性和降低蠕变加入交联剂提高耐水性和降低蠕变第三十一页，共92页。醋酸乙烯共聚物胶粘剂u为提高柔软为提
16、高柔软性：性：u与与增塑剂共混；增塑剂共混；u与适当的单体（乙烯、氯乙烯、丙烯酸、丙烯与适当的单体（乙烯、氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、顺丁烯二酸酯等）共聚合；酸酯、顺丁烯二酸酯等）共聚合；第三十二页，共92页。4.4.1.2 聚乙烯醇（Polyvinyl alchol,PVA）u用聚醋酸乙烯酯的甲醇溶液以碱为催化剂进行醇解：用聚醋酸乙烯酯的甲醇溶液以碱为催化剂进行醇解：第三十三页，共92页。PAV消费第三十四页，共92页。聚乙烯醇的性质与水解度P208u水解度水解度99.7-100%，耐水性好；，耐水性好；u水解度水解度87-89%，易溶于水；，易溶于水；u水解度进一步降低，对水敏感性又降低。水
17、解度进一步降低，对水敏感性又降低。第三十五页，共92页。应用和改进u主要通过碳链与羟基的氢键使之固化；主要通过碳链与羟基的氢键使之固化；u以水溶液形式使用；以水溶液形式使用；u添加填料、增塑剂、防腐剂等；添加填料、增塑剂、防腐剂等；u通过交联熟化（加入交联剂，如硼化物），提高通过交联熟化（加入交联剂，如硼化物），提高耐水性。耐水性。第三十六页，共92页。4.4.1.3氰基丙烯酸酯胶粘剂u俗称快干胶或瞬干胶：俗称快干胶或瞬干胶：CN H2C=C COORu很容易在水或弱碱的催化作用下进行阴离子型很容易在水或弱碱的催化作用下进行阴离子型聚合；聚合；u酯基碳链越长，其韧性和耐水性越好，但胶结强酯基碳
18、链越长，其韧性和耐水性越好，但胶结强度下降。度下降。第三十七页，共92页。氰基丙烯酸酯胶粘剂的固化在碱在碱水（空气中）较快引发：水（空气中）较快引发：nCH2=C(CN)COOR+H2O(-CH2-C(CN)COOR-)n第三十八页，共92页。固化反应引发第三十九页，共92页。固化反应增长第四十页，共92页。固化反应链转移和终止第四十一页，共92页。氰基丙烯酸酯胶粘剂特点u单组份、无溶剂、使用方便；单组份、无溶剂、使用方便；u粘接速度快；粘接速度快；u粘度低、润湿性好、用量少、胶层透明；粘度低、润湿性好、用量少、胶层透明；u对各种材料具有良好的胶粘强度；对各种材料具有良好的胶粘强度；u不宜大面
19、积使用；不宜大面积使用；u耐温、耐水和耐极性溶剂较差；耐温、耐水和耐极性溶剂较差；u较脆，胶结刚性材料时不耐振动和冲击较脆，胶结刚性材料时不耐振动和冲击u价格较贵价格较贵第四十二页，共92页。4.4.1.4 丙烯酸酯胶粘剂u采用不同单体聚合或共聚可制得许多品种采用不同单体聚合或共聚可制得许多品种第四十三页，共92页。乳液型丙烯酸酯类胶粘剂特点：特点：u粘接力强、成透明的膜，耐光耐老化性能好，耐粘接力强、成透明的膜，耐光耐老化性能好，耐磨、胶膜柔软。磨、胶膜柔软。u加入少量氨水、丙烯酸钠等可提高乳液粘度。加入少量氨水、丙烯酸钠等可提高乳液粘度。u主要用于织物方面。主要用于织物方面。第四十四页，共
20、92页。溶液型丙烯酸酯类胶粘剂u以甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和氯乙橡胶共聚，再与不以甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和氯乙橡胶共聚，再与不饱和聚酯、固化剂和促进剂配合形成胶粘液；饱和聚酯、固化剂和促进剂配合形成胶粘液；u耐水、耐油、但膜柔韧性较差；耐水、耐油、但膜柔韧性较差；u主要用于有机玻璃、聚苯乙烯、硬聚氯乙烯、主要用于有机玻璃、聚苯乙烯、硬聚氯乙烯、ABS塑塑料等的粘接。料等的粘接。第四十五页，共92页。反应型丙烯酸酯类胶粘剂u称为第二代丙烯酸酯类胶粘剂（称为第二代丙烯酸酯类胶粘剂（SGA）；）；u它通常以甲基丙烯酸酯、高分子弹性体和引发剂溶液为它通常以甲基丙烯酸酯、高分子弹性体和引发剂溶液为主剂、而
21、以促进剂溶液为底剂。使用时，将主、底剂分主剂、而以促进剂溶液为底剂。使用时，将主、底剂分别涂在两个粘面上，两面接触，立即发生聚合反应；别涂在两个粘面上，两面接触，立即发生聚合反应；u粘接迅速，使用方便、强度高；粘接迅速，使用方便、强度高；u表面不须严格处理可达到较高强度；表面不须严格处理可达到较高强度；u主要用于金属、塑料、珠宝首饰、玻璃及复合材料粘接。主要用于金属、塑料、珠宝首饰、玻璃及复合材料粘接。第四十六页，共92页。4.4.1.5 厌氧胶粘剂 P212u由甲基丙烯酸酯单体、引发体系等组成的一类能与氧由甲基丙烯酸酯单体、引发体系等组成的一类能与氧（空气）接触下长期保存，在隔绝氧（空气）时
22、候又（空气）接触下长期保存，在隔绝氧（空气）时候又能迅速固化胶粘。能迅速固化胶粘。u一般为单组份，易湿润渗透，耐环境，耐介质性能好，一般为单组份，易湿润渗透，耐环境，耐介质性能好，扭曲强度好。扭曲强度好。u其组成有：单体、引发剂、促进剂、稳定剂、粘度调节其组成有：单体、引发剂、促进剂、稳定剂、粘度调节剂等剂等第四十七页，共92页。厌氧胶粘剂单体第四十八页，共92页。4.4.2 热固性树脂胶粘剂 P213u液态树脂经聚合反应交连成网状结构，形成不溶、不熔的液态树脂经聚合反应交连成网状结构，形成不溶、不熔的固体。固体。u粘附性好，具有较好的机械强度、耐热、耐化学性。粘附性好，具有较好的机械强度、耐
23、热、耐化学性。u耐冲击和弯曲性能较差。耐冲击和弯曲性能较差。u主要包括酚醛树脂、三聚氰胺主要包括酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、甲醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等。环氧树脂等。第四十九页，共92页。4.4.2.1 酚醛树脂胶粘剂u由酚类和醛类聚合而成，工业上用的有两大类：线性和热由酚类和醛类聚合而成，工业上用的有两大类：线性和热固性酚醛树脂固性酚醛树脂OHHCHO第五十页，共92页。线性酚醛树脂（酸催化条件下）第五十一页，共92页。热固性酚醛树脂u采用碱性催化剂，初期生成羟甲基苯酚，进而聚合成采用碱性催化剂，初期生成羟甲基苯酚，进而聚合成高度支化的低聚物高度支化的低聚物第五十二页，共92页。
24、酚醛树脂的固化u由于分子链上含有游离的羟甲基，在一由于分子链上含有游离的羟甲基，在一定条件下（温度、压力）可以固化，加定条件下（温度、压力）可以固化，加入某些试剂可以加速固化。入某些试剂可以加速固化。第五十三页，共92页。未改性酚醛树脂胶粘剂u水溶性酚醛树脂水溶性酚醛树脂u在在氢氧化钠催化下，以酚醛摩尔比为氢氧化钠催化下，以酚醛摩尔比为0.67时生成的一种树时生成的一种树脂，需加热加压下固化，主要用于脂，需加热加压下固化，主要用于纤维材料的粘接；纤维材料的粘接；u醇溶醇溶性酚醛树脂性酚醛树脂u在氨水的在氨水的催化下，以酚醛摩尔比为催化下，以酚醛摩尔比为0.83时生成的一种树时生成的一种树脂，经
25、减压脱水后再乙醇溶解。加入固化剂后可在室温脂，经减压脱水后再乙醇溶解。加入固化剂后可在室温或略高于室温固化。或略高于室温固化。u常温固化的酚醛树脂常温固化的酚醛树脂u用水溶性树脂的合成条件，经醇溶性树脂的后处理用水溶性树脂的合成条件，经醇溶性树脂的后处理而制得的一种粘稠性树脂体系。而制得的一种粘稠性树脂体系。第五十四页，共92页。改性酚醛树脂u纯酚醛树脂作胶粘剂，其机械性能不理想。纯酚醛树脂作胶粘剂，其机械性能不理想。u加入其它有机高分子化合物进行改性，可制得多种优良加入其它有机高分子化合物进行改性，可制得多种优良的胶种，如：的胶种，如：u酚醛酚醛缩醛胶粘剂；缩醛胶粘剂；u酚醛酚醛丁腈胶粘剂。
26、丁腈胶粘剂。第五十五页，共92页。酚醛缩醛胶粘剂uL+m+n6501000，l为为610%，m为为0.512%，n为为8088%u原料：酚醛聚乙烯醇缩醛原料：酚醛聚乙烯醇缩醛第五十六页，共92页。特点u酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛比例可根据需要在很大范围酚醛树脂和聚乙烯醇缩醛比例可根据需要在很大范围内调整（内调整（10：11：2），使柔软性和耐热性改变；），使柔软性和耐热性改变；u性能与聚乙烯醇缩醛紧密相关（表性能与聚乙烯醇缩醛紧密相关（表6-13）uR=C4H9 韧性较好，但强度随温度升高很快降低；韧性较好，但强度随温度升高很快降低；uR=H，耐热性好，但室温下剥离强度较低，耐热性好，但室温下剥离
27、强度较低。第五十七页，共92页。4.4.2.2 酚醛丁腈胶粘剂u原料：原料：u酚醛树脂酚醛树脂、丁腈橡胶、硫化剂、促进剂、补强、丁腈橡胶、硫化剂、促进剂、补强剂；（表剂；（表6-14）u优点：优点：u良好的耐热性、耐油性；良好的耐热性、耐油性；第五十八页，共92页。4.4.2.3 环氧树脂胶粘剂 P218u俗称万能胶，可用于金属和非金属胶结俗称万能胶，可用于金属和非金属胶结u环氧树脂：环氧树脂：u分子分子中平均含有一个以上环氧基团的聚合物中平均含有一个以上环氧基团的聚合物 CC O第五十九页，共92页。环氧树脂的种类u种类繁多，包括缩水型甘油基与环氧化烯烃两种类繁多，包括缩水型甘油基与环氧化烯
28、烃两类，类，。u双酚双酚A缩水甘油醚型环氧树脂简称双酚缩水甘油醚型环氧树脂简称双酚A环氧环氧树脂是最重要一类，占总产量树脂是最重要一类，占总产量90%以上（次甲以上（次甲基、醚键等基、醚键等柔软性，苯环柔软性，苯环刚性，两端的环刚性，两端的环氧基活泼，可形成羟基和醚键）氧基活泼，可形成羟基和醚键）第六十页，共92页。环氧树脂性能指标：u环氧值：环氧值：100g环氧树脂中的所含环氧基的当量值环氧树脂中的所含环氧基的当量值（摩尔数），单位为当量（摩尔数），单位为当量/100克。克。u环氧当量：含环氧当量：含1当量环氧基的环氧树脂的质量当量环氧基的环氧树脂的质量（g）u关系：环氧值关系：环氧值=10
29、0/环氧当量。环氧当量。第六十一页，共92页。环氧树脂胶粘剂组成和特点u主要由环氧树脂、固化剂、增韧剂、填充剂等构主要由环氧树脂、固化剂、增韧剂、填充剂等构成；成；u具有良好的粘接强度和耐环境性，电绝缘性能具有良好的粘接强度和耐环境性，电绝缘性能优良、品种繁多。优良、品种繁多。第六十二页，共92页。环氧树脂的固化 P218u固化剂：胺类、羧酸、酸酐、酚和硫醇等固化剂：胺类、羧酸、酸酐、酚和硫醇等第六十三页，共92页。4.4.2.4 聚氨酯胶粘剂u以多异氰酸酯和聚氨甲酯（简称聚氨酯）为主体的以多异氰酸酯和聚氨甲酯（简称聚氨酯）为主体的胶粘剂成为。胶粘剂成为。u聚氨酯通常指有氨基甲酸酯链的聚合物，
30、通常聚氨酯通常指有氨基甲酸酯链的聚合物，通常由多异氰酸酯与多元醇反应制得由多异氰酸酯与多元醇反应制得第六十四页，共92页。聚氨酯预聚体u由端羟基聚酯（或聚醚）与不同比例的多异氰酸酯反由端羟基聚酯（或聚醚）与不同比例的多异氰酸酯反应：应：u和和可作为单组分胶粘剂，也可配合使用或用交联剂交联成可作为单组分胶粘剂，也可配合使用或用交联剂交联成双组分胶粘剂。双组分胶粘剂。第六十五页，共92页。交联反应u氨基甲酸酯交联；氨基甲酸酯交联；u取代脲交联；取代脲交联；u缩二脲交联；缩二脲交联；u脲基甲酸酯交联；脲基甲酸酯交联；u酰脲交联；酰脲交联；第六十六页，共92页。氨基甲酸酯交联u 多异氰甲酸酯化合物（或
31、端异氰酸酯基聚氨酯）多异氰甲酸酯化合物（或端异氰酸酯基聚氨酯）和多羟基化合物（如三羟甲基丙烷、甘油、多官和多羟基化合物（如三羟甲基丙烷、甘油、多官能端羟基聚氨酯等）反应，形成氨酯键交联能端羟基聚氨酯等）反应，形成氨酯键交联 H O N=C=O+HO-R N-C-O-R第六十七页，共92页。取代脲交联u异氰酸酯和胺、水反应，形成脲键，成为大分子或异氰酸酯和胺、水反应，形成脲键，成为大分子或网状结构：网状结构：第六十八页，共92页。缩二脲交联u异氰酸酯和脲可进一步反应形成缩二脲链，使异氰酸酯和脲可进一步反应形成缩二脲链，使聚氨酯大分子链形成交联的网状结构，使之具聚氨酯大分子链形成交联的网状结构，使
32、之具有较大的抗蠕变性能和耐热性能：有较大的抗蠕变性能和耐热性能：第六十九页，共92页。脲基甲酸酯交联u异氰酸酯和聚氨酯分子中的氨酯基反应生成脲基甲异氰酸酯和聚氨酯分子中的氨酯基反应生成脲基甲酸酯，形成网状结构（需酸酯，形成网状结构（需140以上）：以上）：第七十页，共92页。酰脲交联u异氰酸酯基与酰胺基交联形成酰脲异氰酸酯基与酰胺基交联形成酰脲第七十一页，共92页。聚氨酯胶粘剂的类型u按化学性能按化学性能：u多异多异氰酸酯类；氰酸酯类；u预聚体胶粘剂类；预聚体胶粘剂类；u用多异氰酸酯改性的聚合物用多异氰酸酯改性的聚合物类。类。u按按使用形态使用形态：u无无溶剂型；溶剂型；u溶剂型；溶剂型；u热
33、熔型；热熔型；u水基型水基型第七十二页，共92页。多异氰酸酯类u可单独使用或与橡胶混合使用：异氰酸酯与金可单独使用或与橡胶混合使用：异氰酸酯与金属、纤维等表面的羟基发生化学反应；异氰酸属、纤维等表面的羟基发生化学反应；异氰酸酯可溶解橡胶，在橡胶中聚合。酯可溶解橡胶，在橡胶中聚合。第七十三页，共92页。预聚体胶粘剂类u由多官能活泼氢化合物与过量的多异氰酸酯反由多官能活泼氢化合物与过量的多异氰酸酯反应而得到。为了提高强度，可加入交联剂，所应而得到。为了提高强度，可加入交联剂，所有多官能活泼氢的化合物多可以作为交联剂，有多官能活泼氢的化合物多可以作为交联剂，常用的有：常用的有：多元醇多元醇 HO和多
34、元胺和多元胺 HnN第七十四页，共92页。用多异氰酸酯改性的聚合物类u为含活泼氢聚合物或与多异氰酸酯化合物得到的为含活泼氢聚合物或与多异氰酸酯化合物得到的具有活泼氢的聚合物，包括聚酯、聚醚、端羟基具有活泼氢的聚合物，包括聚酯、聚醚、端羟基聚氨酯、聚乙烯醇等。异氰酸酯用量接近聚合物聚氨酯、聚乙烯醇等。异氰酸酯用量接近聚合物的羟基当量，因此聚合物的分子量大大增加。的羟基当量，因此聚合物的分子量大大增加。第七十五页，共92页。聚氨酯胶粘剂的特性u粘接力强，使用范围广粘接力强，使用范围广 分子链中含有异氰酸酯基（分子链中含有异氰酸酯基（-NCO）和氨基甲）和氨基甲酸酯基（酸酯基（NH-COO-）具有较
35、高的极性和活）具有较高的极性和活性。可以与很多含活性氢的官能团（性。可以与很多含活性氢的官能团（-OH,-COOH,-NH2,-SH,-CONH2)反应反应,形成界面化学形成界面化学键结合；而且分子间形成氢键，有较高的内键结合；而且分子间形成氢键，有较高的内聚力。对木材、金属、塑料、纤维，甚至对聚力。对木材、金属、塑料、纤维，甚至对能被它溶解的非极性材料（如聚苯乙烯等）能被它溶解的非极性材料（如聚苯乙烯等）具有良好的粘接力。具有良好的粘接力。第七十六页，共92页。聚氨酯胶粘剂的特性u可配制不同硬度的胶粘剂可配制不同硬度的胶粘剂u可在常温下固化；可在常温下固化；u突出的低温性能：在突出的低温性能
36、：在-250仍能保持较高的剥离仍能保持较高的剥离强度；强度；u多异氰酸酯单体毒性大，易水解，施工中要求多异氰酸酯单体毒性大，易水解，施工中要求环境湿度小；环境湿度小；u双组份，固化时间长；双组份，固化时间长；u多数聚氨酯胶耐热性不好；多数聚氨酯胶耐热性不好；u内聚强度不高，多用作非结构性胶。内聚强度不高，多用作非结构性胶。第七十七页，共92页。用途u制鞋：对各种制鞋用材料均能进行良好的粘接；制鞋：对各种制鞋用材料均能进行良好的粘接；u汽车工业：工艺简单，耐汽油性好，具有优良的柔汽车工业：工艺简单，耐汽油性好，具有优良的柔软性和结构强度。软性和结构强度。u塑料加工、包装业、建筑也以及低温工程：粘
37、塑料加工、包装业、建筑也以及低温工程：粘接力强、适应面广、耐低温。接力强、适应面广、耐低温。第七十八页，共92页。4.4.3 合成橡胶胶粘剂 P198-P226u以氯丁、丁腈、丁苯、聚硫等合成橡胶为主体以氯丁、丁腈、丁苯、聚硫等合成橡胶为主体材料配制的非结构胶粘剂。材料配制的非结构胶粘剂。第七十九页，共92页。特性u良好的粘附性，胶结时只需较低压力，一般常温良好的粘附性，胶结时只需较低压力，一般常温固化；固化；u主体材料具有弹性和柔软性、绕曲性、抗震性和主体材料具有弹性和柔软性、绕曲性、抗震性和较低蠕变性；较低蠕变性；u较高强度和内聚力；较高强度和内聚力；u具有优良的成膜性。具有优良的成膜性。
38、第八十页，共92页。分类u非硫化非硫化型：型：u将生胶与将生胶与防老剂、补强剂等混炼后溶于有机防老剂、补强剂等混炼后溶于有机溶剂中制得。价廉，使用方便，但耐热性和溶剂中制得。价廉，使用方便，但耐热性和耐化学性较差；耐化学性较差；u硫化硫化型：型：u将生胶与将生胶与硫化剂、促进剂、补强剂、增粘剂硫化剂、促进剂、补强剂、增粘剂等混炼后，溶于有机溶剂中制得。耐热性和等混炼后，溶于有机溶剂中制得。耐热性和耐化学性较好。耐化学性较好。第八十一页，共92页。氯丁橡胶胶粘剂u由氯丁二烯经乳液聚合由氯丁二烯经乳液聚合而成：而成：Cl Cl nCH2=CH-C=CH2(-CH2-CH=C-CH2-)nu特点特点
39、:u结构比较规整、极性大（含结构比较规整、极性大（含Cl)，易结晶；，易结晶；u耐燃、耐臭氧和耐大气老化；耐燃、耐臭氧和耐大气老化；u良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂；良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂；u稳定性较差及耐寒性不够稳定性较差及耐寒性不够。第八十二页，共92页。配方组成 表6-18u氯丁橡胶（有通用型和粘胶型两种）；氯丁橡胶（有通用型和粘胶型两种）；u硫化剂（硫化剂（4phr氧化镁、氧化镁、5phr氧化锌）；氧化锌）；u促进剂；促进剂；u防老剂：提高胶膜的热氧老化性能，改善储藏稳定性；防老剂：提高胶膜的热氧老化性能，改善储藏稳定性；u补强剂；补强剂；u填充剂（碳酸钙、陶土）；填充剂（碳酸
40、钙、陶土）；u溶剂（醋酸乙酯、汽油、甲苯）溶剂（醋酸乙酯、汽油、甲苯）第八十三页，共92页。丁腈橡胶胶粘剂u由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合而成由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合而成u根据丙烯腈的含量分成丁腈根据丙烯腈的含量分成丁腈-18、丁腈、丁腈-26和丁腈和丁腈-40等类。等类。u可单独使用，也可用于改性酚醛树脂环氧树脂可单独使用，也可用于改性酚醛树脂环氧树脂等。等。u硫化剂有两类：硫化剂有两类：u硫磺或硫载体硫磺或硫载体u有机过氧化物有机过氧化物第八十四页，共92页。硅橡胶型胶粘剂u硅橡胶结构硅橡胶结构 R R Si-O-Si 硅酮：含硅酮：含 Si-O-Si键键u特性特性 R Ru具有有机和无机二
41、种化合物特点；具有有机和无机二种化合物特点；u（Si-O键能键能452KJ）耐高温、耐腐蚀、耐候、耐）耐高温、耐腐蚀、耐候、耐环境；环境；u（Si Si的键角较大）形成螺旋结构，非常柔软的键角较大）形成螺旋结构，非常柔软 O第八十五页，共92页。分类高温固化、室温固化和低温固化。高温固化、室温固化和低温固化。室温固化（室温固化（RTV）：）：u混合前混合料可以流动，使用时不用稀释剂，混合前混合料可以流动，使用时不用稀释剂，操作简便。操作简便。u可分为单组份和双组分。可分为单组份和双组分。第八十六页，共92页。配方组成u硅橡胶硅橡胶 （硅酮）（硅酮）CH4u羟基封端聚二甲基硅氧烷羟基封端聚二甲基
42、硅氧烷 HO-(Si-O)n-OH CH4u填料填料:u提高机械强度、耐热性和粘附性，如碳黑，二氧化硅提高机械强度、耐热性和粘附性，如碳黑，二氧化硅等等 u增粘剂增粘剂u提高粘附性，如有机硅氧烷，硅酸酯、钛酸酯，硼酸提高粘附性，如有机硅氧烷，硅酸酯、钛酸酯，硼酸等等u交联剂：交联剂：如硅酮交联如硅酮交联u催化剂：缩短表干时间，如二丁基锡、辛酸锡、异丁基钛催化剂：缩短表干时间，如二丁基锡、辛酸锡、异丁基钛酸酯酸酯第八十七页，共92页。4.4.4 无机胶粘剂u种类种类水泥类：水泥类：普通水泥、矾土水泥；普通水泥、矾土水泥；磷酸盐胶粘剂：用于金属胶粘，如磷酸盐胶粘剂：用于金属胶粘，如ZnHPO4.3
43、H2O牙科用，牙科用，磷酸磷酸氧化铜用于陶瓷、硬质合金胶粘；氧化铜用于陶瓷、硬质合金胶粘；玻璃胶粘剂类：熔接玻璃，它们以硼酸盐为基础，如玻璃胶粘剂类：熔接玻璃，它们以硼酸盐为基础，如PbO-B2O5-ZnO水基无机物：硅酸钠、硅酸水基无机物：硅酸钠、硅酸钾等。钾等。u特点：特点：耐热性好、性质脆、耐热性好、性质脆、第八十八页，共92页。4.4.5 天然胶粘剂u分类分类：按来源按来源分为动物胶、植物胶和矿物胶。分为动物胶、植物胶和矿物胶。按结构分为多糖类、氨基酸类、多羟基按结构分为多糖类、氨基酸类、多羟基类等。类等。u特点：特点：来源来源丰富、价格低廉、多数为水溶性或水分散性、丰富、价格低廉、多
44、数为水溶性或水分散性、无毒或低毒。无毒或低毒。课本：课本：P232第八十九页，共92页。4.4.5 天然胶粘剂u多糖类天然胶黏剂：多糖类天然胶黏剂：淀粉及其衍生物，糊精。淀粉及其衍生物，糊精。甲壳质、海藻酸钠。甲壳质、海藻酸钠。u氨基酸类天然胶黏剂：氨基酸类天然胶黏剂：骨胶、鱼胶。骨胶、鱼胶。u多羟基类天然胶黏剂：多羟基类天然胶黏剂：虫胶、木质素、生漆。虫胶、木质素、生漆。u天然橡胶胶黏剂：生胶天然橡胶胶黏剂：生胶第九十页，共92页。4.4.6 特种胶粘剂u热熔胶粘剂：热熔胶粘剂：在热熔状态在热熔状态进行涂布，借冷却固化实现进行涂布，借冷却固化实现粘接粘接u压敏胶粘剂：压敏胶粘剂：将胶粘剂涂于基材上，将胶粘剂涂于基材上，加工成带状并制成卷盘加工成带状并制成卷盘供应。供应。第九十一页，共92页。热熔胶粘剂特点u不含溶剂，百分之百固体。不含溶剂，百分之百固体。u胶粘迅速，适合连续化自动化生产；胶粘迅速，适合连续化自动化生产；u适用面广，可粘接多种材料；适用面广，可粘接多种材料；u有再熔性，使用余胶可再用；有再熔性，使用余胶可再用；u熔融时流动性小、润湿性差，熔融时流动性小、润湿性差，u机械强度偏低，耐热性差，需专用设备。机械强度偏低，耐热性差，需专用设备。第九十二页，共92页。
