1、膠粘劑與涂料,目 錄,膠粘劑概述 1) 定義、發(fā)展簡史 2) 粘接原理 3) 分類 天然膠粘劑 合成高分子膠粘劑 涂料,6.1.1 發(fā)展簡史,最早的膠粘劑，例如長城、中國漆 20世紀(jì)初，酚醛樹脂膠出現(xiàn) 30年代初，脲醛膠問世 30年代末出現(xiàn)聚乙酸乙烯乳膠 二次大戰(zhàn)，結(jié)構(gòu)膠粘劑開始用于飛機(jī)制造 50年代，出現(xiàn)環(huán)氧樹脂、聚氨酯膠粘劑 70年代，第二代丙烯酸酯膠粘劑 功能化：導(dǎo)電膠、醫(yī)用膠等,6.1.2 粘接原理 p225,機(jī)械理論：機(jī)械嵌定、表面打磨，親密結(jié)合是要點 吸附理論：分子間作用力，包括氫鍵力、范德華力、甚至化學(xué)鍵；良好潤濕是關(guān)鍵 擴(kuò)散理論：熱塑性塑料的溶劑粘接和熱焊接 靜電理論：界面上形

2、成雙電層,6.1.3 膠粘劑的分類 p224,按主要成分分類 按形態(tài)分類： 固態(tài)（粉狀、片狀、塊狀等） 液態(tài)：本體液、水溶液、溶劑溶液、乳液 按固化方式分類 按用途分類 結(jié)構(gòu)膠粘劑、非結(jié)構(gòu)用、特殊用途,按主要成分分類,無機(jī)物膠： 硅酸鹽類、磷酸鹽等 有機(jī)物膠 天然產(chǎn)物類：多糖類、蛋白質(zhì)類、天然樹脂 合成產(chǎn)物類 a 樹脂型：熱固性、熱塑性 b 橡膠型 c 混合型,按固化方式分類,溶劑揮發(fā)型：如橡膠類 反應(yīng)型：化學(xué)反應(yīng)引起固化，固化劑 如環(huán)氧樹脂、聚氨酯等 熱熔型：通過加熱熔融，冷卻固化粘接 如乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA 壓敏型,6.2 天然膠粘劑,動物膠粘劑 植物膠粘劑 1）淀粉膠粘劑 2）糊精

3、膠粘劑 3）阿拉伯樹膠,6.2.1 動物膠粘劑,骨膠、皮膠與明膠 酪朊膠：以酪朊為主要原料 血朊膠：以豬血及牛血為主要原料 魚膠：用鱘魚類的魚鰾制造,淀粉膠粘劑,淀粉的來源與結(jié)構(gòu) 分子式為(C6H 12O5)n，分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，都是由-D葡萄糖組成的 淀粉膠的制備方法 加熱法 堿熟法,淀粉膠粘劑,改性淀粉膠粘劑 1）氧化淀粉：用次氯酸鹽處理 2）淀粉乙酸膠：快速固化、單組分 3）羧基淀粉膠：用環(huán)氧氯丙烷處理，膠接強(qiáng)度高 4）耐水淀粉膠： 與胺類交聯(lián)反應(yīng),糊精膠粘劑,糊精是淀粉的不完全水解物 比淀粉膠更高的粘接強(qiáng)度，更好的耐水性 糊精制備：直接煅燒法（190230）、加酸煅燒法 通常要加

4、入一些添加劑以改善性能 用于木材、紙張、皮革、織物等材料粘接,6.3 合成高分子膠粘劑,三醛樹脂膠粘劑 環(huán)氧樹脂膠粘劑 丙烯酸酯膠粘劑 聚氨酯膠粘劑,6.3.1 三醛樹脂膠粘劑 p256,酚醛樹脂：苯酚與甲醛反應(yīng)，熱固化 脲醛樹脂：尿素與甲醛反應(yīng)，酸性固化劑 三聚氰胺甲醛樹脂：酸性條件下固化 氨基樹脂的游離甲醛問題 主要用途 各類人造板的制造,6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑p227,環(huán)氧樹脂 分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或以上的環(huán)氧基，并在適當(dāng)條件下，能形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu) 分類 (1) 縮水甘油基型：醚型,酯型,胺型,6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑,分類 (2) 環(huán)氧化烯烴型環(huán)氧樹脂： 直鏈脂肪族,脂環(huán)族,混合型

5、,6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑,主要性能指標(biāo) (1) 環(huán)氧值：每100g環(huán)氧樹脂所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量 環(huán)氧基含量 環(huán)氧當(dāng)量 (2) 粘度 (3) 軟化點,6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑,雙酚A型環(huán)氧樹脂 (1) 反應(yīng)原理 軟化點低于50（低分子量），5095（中分子量），100以上（高分子量） (2) 優(yōu)點： 原料來源豐富：丙酮和苯酚 液體，容易和其他試劑混合 粘接強(qiáng)度高，適用粘接多種基材 穩(wěn)定性好：耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕、熱穩(wěn)定 ；電絕緣性好,6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑,固化劑：固化反應(yīng)原理 (1) 反應(yīng)型固化劑 多元胺：脂肪族胺、芳香族 改性多元胺 酸酐和高分子預(yù)聚物 (2) 催化型固化劑 陰離子(路易

6、斯堿)型：如叔胺、咪唑 陽離子(路易斯酸)型：如三氟化硼,6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑,固化劑 (3) 潛伏性固化劑 A、高溫或紫外線輻射離子聚合型 B、室溫不溶性或屏蔽型 主要用途 1） 土木建筑 2）電子電器 3）汽車機(jī)械 4）航天航空,改性多元胺,環(huán)氧化物加成多胺，生成羥乙基衍生物 Michael加成多胺 Mannich反應(yīng)物 硫脲加成多胺，快速固化劑,6.3.3 丙烯酸酯膠粘劑 p241,基本反應(yīng) 第一代丙烯酸酯膠粘劑 由丙烯酸酯單體、引發(fā)劑和彈性體等組成。 主要用途： 1)壓敏膠粘劑 2)織物加工用膠粘劑，如印花膠、植絨膠,6.3.3 丙烯酸酯膠粘劑,二代丙烯酸酯膠粘劑SGA 由丙烯酸

7、酯單體或低聚物、催化劑、彈性體配合而成 SGA屬于雙組分型，可在室溫快速固化 已在電機(jī)、機(jī)車、建筑和家具等行業(yè)實用,三代丙烯酸酯膠粘劑TGA：光固化，具有如下優(yōu)點： 1) 無溶劑, 毒性小, 污染低 2) 固化速度快, 適用于自動化, 快速裝配生產(chǎn)流水線 目前已用于光學(xué)儀器等的膠接與制作,6.3.4 聚氨酯膠粘劑p233,基本反應(yīng) 性能特點：優(yōu)良的膠接性能、高彈性、卓越的耐低溫性 耐磨性、多功能性 主要缺點是耐熱性能較差 分類：按形態(tài)、組分?jǐn)?shù)、組成類型 主要原料 主要品種,聚氨酯的主要原料,多異氰酸酯：TDI、MDI 多元醇：聚酯多元醇、聚醚多元醇 擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑 常采用二元醇類或多乙烯多胺類

8、 其他,PU膠主要品種,多異氰酸酯膠：毒性大，已較少單獨使用 氨基甲酸酯預(yù)聚物：單組分濕固化，密封膠 異氰酸酯改性聚氨酯膠 1）通用溶劑型 2）復(fù)合薄膜用 3）鞋用膠：與氯丁橡膠比較 水基聚氨酯膠粘劑,氯丁橡膠膠粘劑p252,由2-氯丁二烯 1，3聚合而成 對極性材料賦予良好的膠接性能 初粘力高、內(nèi)聚強(qiáng)度大 富有彈性、柔軟性、耐屈撓性等特性 主要缺點是膠液的貯存穩(wěn)定性差，易分層或凝膠。另外，常以苯、甲苯等作溶劑，毒性較大。,6.4 涂料 p260,概述 1）主要作用：保護(hù)、裝飾、標(biāo)志、特殊 2）分類 A、按劑型分 B、按用途分 C、按成膜物質(zhì)分五大系列： 醇酸、丙烯酸、乙烯、環(huán)氧、聚氨酯 VO

9、C：定量表征涂料產(chǎn)品中有機(jī)溶劑的指標(biāo),6.4 涂料,概述 3）涂料命名： 顏色+成膜物質(zhì)+基本名稱 涂料編號： 成膜物質(zhì)（表10-1）、基本名稱（表10-3）、序號 4）涂料的組成（表10-5）： 成膜物質(zhì) + 溶劑、稀釋劑 + 顏料、填料 + 其他助劑,按劑型分類,1）溶劑型 三種溶劑：真溶劑、助溶劑、稀釋劑（苯、甲苯） 無苯油漆 2）水性涂料 三大類：水溶型、水乳化型、水懸浮型 各種水性涂料：苯乙烯-丁二苯膠乳、PVA、 丙烯酸酯,按用途分類,涂料與油漆 建筑涂料：內(nèi)墻涂料、外墻涂料（乳膠漆） 木器涂料：家具漆、地板漆 汽車涂料 絕緣漆、防銹漆 ,6.4.2 油性涂料 p267,主要類型

10、清油、油性厚漆、油性調(diào)和漆 特點：涂刷性能好（易潤濕） 生產(chǎn)簡單、施工方便 干燥慢、綜合性能比合成樹脂漆差 組成：脂肪酸、甘油三酯 分類： 干性油：桐油（主要成分）、梓油、亞麻油 不干性油：蓖麻油,6.4.3 醇酸樹脂涂料 p271,基本組成：常為甘油酯混合物 多元醇 + 多元酸（鄰苯二甲酸酐）+ 單元酸 特點：耐老化、流平性、保色保光等 種類： A、按脂肪酸品種不同：干性、不干性 B、含脂肪酸含量不同 長油度、中油度、短油度、無油,6.4.3 醇酸樹脂涂料 p271,主要用途及配方 外用（橋梁）、通用（機(jī)械、建筑） 底漆（防銹漆）、絕緣漆 缺點：耐潮、耐堿性差 改性醇酸樹脂,6.4.4 氨基

11、樹脂涂料 p275,主要原料 氨基樹脂（脲醛、三聚氰胺甲醛樹脂） + 醇酸樹脂 分類： 高氨基、中氨基、低氨基 特點與主要用途,6.4.5 環(huán)氧樹脂涂料 p278,性能與用途 附著力強(qiáng)（特別是對金屬表面） 耐化學(xué)腐蝕性好（防腐蝕涂料，表10-8） 主要種類 A、未酯化環(huán)氧樹脂漆 采用不同固化劑（如胺類、聚酰胺等） B、酯化環(huán)氧樹脂漆 采用不同脂肪酸，按用酸多少： 短油、中油、長油等,6.4.6 聚氨酯涂料 p284,主要原料：多異氰酸酯、多元醇 主要種類 A、聚氨酯改性油涂料 TDI + 干性油（單甘油酯或雙甘油酯） B、濕固化型聚氨酯涂料 含能與水分反應(yīng)的-NCO活性端基 C、封閉型（單組分） D、雙組分型 一個帶-OH端基、一個帶-NCO端基,6.4.7 涂料性能測試