應(yīng)用化工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）環(huán)氧樹脂膠粘劑

1、緒論在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初兩個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)揭開了環(huán)氧樹脂發(fā)明的帷幕。遠(yuǎn)在1891年德國(guó)的lindmann就用對(duì)苯二酚和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成了樹脂狀產(chǎn)物。1909年俄國(guó)化學(xué)家prileschajew發(fā)現(xiàn)用過氧化苯甲醚和烯烴反應(yīng)可生成環(huán)氧化合物。這兩種化學(xué)反應(yīng)至今仍是環(huán)氧樹脂合成中的主要途徑。1934年schlack用胺類化合物使含有大于一個(gè)環(huán)氧基團(tuán)的化合物聚合制得了高分子聚合物， 并作為德國(guó)的專利發(fā)表。1938年之后的幾年間，瑞士的pierre castan及美國(guó)的s.o.greenlee所發(fā)表的多項(xiàng)專利都揭示了雙酚 a和環(huán)氧氯丙烷經(jīng)縮聚反應(yīng)能制得環(huán)氧樹脂； 用有機(jī)多元胺類或鄰苯二甲酸酐均可使樹脂

2、固化，并具有優(yōu)良的粘接性。這些研究成果促使了美國(guó) deve-raynolds公司在1947年進(jìn)行了第一次具有工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值的環(huán)氧樹脂的制造。不久，瑞士的ciba公司、美國(guó)的shell公司以及dow chemical公司都開始了環(huán)氧樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用開發(fā)工作。進(jìn)入20世紀(jì)50年代，在普通雙酚a環(huán)氧樹脂生產(chǎn)應(yīng)用的同時(shí)，一些新型的環(huán)氧樹脂相繼問世。如1956年美國(guó)聯(lián)合碳化物公司開始出售脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，1959年dow化學(xué)公司生產(chǎn)酚醛環(huán)氧樹脂。由于環(huán)氧樹脂品種的增加和應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)，環(huán)氧樹脂在電氣絕緣、防腐涂料、金屬結(jié)構(gòu)的粘接等領(lǐng)域的應(yīng)用有了突破，于是環(huán)氧樹脂作為一個(gè)行業(yè)蓬勃地發(fā)展起來。目前它的品種

3、及應(yīng)用開發(fā)仍很活躍，正可謂方興未艾。中國(guó)研制環(huán)氧樹脂始于1956年，在沈陽、上海兩地首先獲得了成功。1958年上海開始了工業(yè)化生產(chǎn)，60年代中期開始研究一些新型的環(huán)氧樹脂和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、聚丁二烯環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂等。年代末又開發(fā)了元素改性環(huán)氧樹脂和特種環(huán)氧樹脂等品種。經(jīng)過40余年的努力，我國(guó)環(huán)氧樹脂生產(chǎn)和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，目前生產(chǎn)廠家已達(dá)100余家。生產(chǎn)的品種、產(chǎn)量日益增多，質(zhì)量不斷提高，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中正起著越來越重要的作用。但是以生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)品質(zhì)量、品種方面和世界先進(jìn)水平相比差距還很大。我們必須用跳躍式發(fā)展模式，向著“規(guī)?；?、高純化、精細(xì)化、

4、專用化、系列化、功能化”六化方向發(fā)展，才能滿足各行各業(yè)對(duì)環(huán)氧樹脂的需求。1998年我國(guó)環(huán)氧樹脂總消耗量為120kt。其中，涂料行業(yè)占45%、復(fù)合材料占38%、電氣電子行業(yè)占13%、膠粘劑占3%、其他1%。今后環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)方向是涂料、電子材料、高性能復(fù)合材料、 防火材料、液晶環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂-無機(jī)納米復(fù)合材料、蔗糖基環(huán)氧單體及環(huán)氧化合物、環(huán)保型材料等。環(huán)氧膠黏劑是由環(huán)氧樹脂、固化劑、促進(jìn)劑、改性劑等組成的液態(tài)或固態(tài)膠黏劑。由于環(huán)氧樹脂含有多種極性基團(tuán)和活性很大的環(huán)氧基，因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料具有很強(qiáng)的粘結(jié)力，同時(shí)環(huán)氧固化物的內(nèi)聚強(qiáng)度也很大，而本文則是針對(duì)環(huán)

5、氧樹脂膠粘劑的制備與應(yīng)用。1環(huán)氧樹脂膠粘劑1.1 環(huán)氧樹脂膠粘劑的發(fā)展歷程膠粘劑與塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料并稱為五大合成材料，它涉及高分子化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、高分子物理、物理學(xué)、流變學(xué)、生物學(xué)等。膠粘劑粘接技術(shù)已成為了一門新興的邊緣學(xué)科，正在不斷的得到發(fā)展。6000多年前，人類已開始使用粘土作為膠粘劑，2000多年前人們就用瀝青和松香粘接密封船只。20世紀(jì)以來，隨著高分子工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種合成高聚物大量涌現(xiàn)，由此出現(xiàn)了合成膠粘劑，它比天然膠粘劑有更多的品種、更強(qiáng)的粘接性、更好的耐久性和更廣的適用性。膠粘技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，膠粘劑品種不斷推陳出新，粘接工藝不斷改進(jìn)更

6、新，不僅為現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展提供了重要的工具和手段，同時(shí)也帶動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的騰飛和進(jìn)步。膠粘劑在航天、航空、艦船、軍工、機(jī)械、電子、交通、建筑、輕工、化工二、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代科技生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。在眾多的合成膠粘劑中，環(huán)氧樹脂膠粘劑是一種粘接性好，應(yīng)用非常普遍的膠粘劑，曾有“萬能膠”和“大力膠”之稱。環(huán)氧樹脂膠粘劑的專利出現(xiàn)于1933年，1946年ciba一geigy公司推出牌號(hào)為araldite系列產(chǎn)品。1950年開始用于結(jié)構(gòu)粘接，并且首先用在航空工業(yè)。20世紀(jì)60年代研制出第1代環(huán)氧樹脂膠粘劑，70年代初以彈性體為增韌劑開發(fā)了第2代環(huán)氧樹脂膠粘劑，性能有了大幅度提高。80年代

7、初采用新的技術(shù)制得了第3代環(huán)氧樹脂膠粘劑，不僅粘接強(qiáng)度高，而且耐沖擊性和耐久性更好。90年代初從分子微觀結(jié)構(gòu)著手，實(shí)現(xiàn)分子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)增韌，使環(huán)氧樹脂具有更大的強(qiáng)度飛更好的韌性、更高的耐熱性、更優(yōu)的耐久性，滿足高新技術(shù)發(fā)展的需要。膠粘劑又稱粘合劑、粘接劑，它是一類單組分或多組分的，具有優(yōu)良粘接性能，并在一定條件下能使被膠接材料緊密膠合在一起的物質(zhì)。而我國(guó)是最早使用膠粘劑的國(guó)家之一。許多出土的文物表明，5000年前我們的祖先就會(huì)用粘土、淀粉、松香等天然材料做膠粘劑。秦朝以糯米、石灰制成的灰漿用于長(zhǎng)城基石的膠接，使得萬里長(zhǎng)城至今屹立于世界東方。我國(guó)于1958年建立起自己的合成膠粘劑工業(yè)，目前已能生產(chǎn)環(huán)氧

8、樹脂膠粘劑、酚醛樹脂膠粘劑、脲醛樹脂膠粘劑、氨基樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、有機(jī)硅膠粘劑、丙烯酸酯膠粘劑等幾乎所有種類的膠粘劑。直到21世紀(jì)初，隨著合成高分子材料工業(yè)的發(fā)展及工業(yè)水平的提高，膠粘劑才成為一種新穎的材料受到廣泛重視，并且逐漸發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門一膠粘劑工業(yè)。膠粘劑與膠接技術(shù)是新興的邊緣科學(xué)，它涉及到高分子材料科學(xué)、無機(jī)材料及表面化學(xué)、固體物理及力學(xué)、合成化學(xué)及界面科學(xué)等有關(guān)學(xué)科。目前，膠粘劑不僅廣泛應(yīng)用于木材加工、建筑、電子工業(yè)、造船、汽車、機(jī)械和宇航等重要工業(yè)部門，也大量應(yīng)用到與人們?nèi)粘Ｉ钣嘘P(guān)的包裝、家具、造紙、醫(yī)療、織物和制鞋等輕工業(yè)方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及膠粘劑理論

9、研究的不斷深入，它將有更加廣闊的發(fā)展前景。1.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑的現(xiàn)狀與前景1環(huán)氧樹脂膠黏劑的現(xiàn)狀:環(huán)氧樹脂有優(yōu)異的粘接性能,不僅能粘接木材、陶瓷,還能粘接金屬、玻璃等,有萬能膠之稱。因而環(huán)氧樹脂膠粘劑在交通運(yùn)輸、電子工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等行業(yè)得以應(yīng)用。2001年膠粘劑領(lǐng)域?qū)Νh(huán)氧樹脂的需求量約為0.4萬t/a,環(huán)氧膠粘劑在城市住宅工程和土木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛,具有較好的發(fā)展前景,到2005年需求量約4萬t而2009年達(dá)到了10萬t。這僅僅是幾個(gè)行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)膠粘劑產(chǎn)量1997年為176萬噸，2001年為243萬噸，2005年為365萬噸。預(yù)計(jì)2010年，我國(guó)膠粘劑產(chǎn)量將達(dá)到730萬噸，年均增

10、長(zhǎng)率保持115；銷售額達(dá)到570億元，年均增長(zhǎng)率保持118，2010年我國(guó)膠粘劑產(chǎn)量和銷售額將居世界第一位和第三位。2環(huán)氧樹脂膠黏劑的前景:如上所述，由于受國(guó)際金融危機(jī)的影響，我國(guó)采取了一系列產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策和財(cái)政支持政策，進(jìn)一步擴(kuò)大內(nèi)需，保增長(zhǎng)，渡難關(guān)，上水平，如果沒有受到其它影響。近年來，由于汽車、家電、宇航和交通行業(yè)的迅速發(fā)展，給我國(guó)膠粘劑工業(yè)發(fā)展搭建了良好的平臺(tái)。在“十一五”期間我國(guó)膠粘劑總產(chǎn)量可望達(dá)至730萬t，年增增長(zhǎng)11，其中產(chǎn)量最大的是三醛膠，為265萬t，水性膠324萬t“十一五”(20062010)期間，我國(guó)膠粘劑行業(yè)總的發(fā)展態(tài)勢(shì)是市場(chǎng)需求的穩(wěn)步速增，環(huán)保節(jié)能型膠粘劑產(chǎn)品加

11、快發(fā)展，高性能、高新技術(shù)產(chǎn)品將得到較快發(fā)展，膠粘劑原材料供應(yīng)將獲得很大改善；膠粘劑生產(chǎn)將進(jìn)一步向規(guī)模化、集約化優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中，外資企業(yè)將持續(xù)增加，埔東新區(qū)，特別是濱海新區(qū)近年來將仍然保持兩位數(shù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，高新技術(shù)膠粘劑產(chǎn)品品種將不斷擴(kuò)大。“十一五”是我國(guó)膠粘劑工業(yè)發(fā)展的機(jī)遇期。2012年后我國(guó)又將以嶄新姿態(tài)出現(xiàn)在世人面前，2015年，即“十二五”計(jì)劃末，我國(guó)膠粘劑產(chǎn)量將突破600萬t大關(guān)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)膠粘劑和密封膠生產(chǎn)廠家有3500多家，但上規(guī)模企業(yè)不足100家，品種牌號(hào)約3000多個(gè)。從應(yīng)用情況看，膠合板和木工用膠量最大，約點(diǎn)總膠量的4697，建筑材料用膠粘劑占2612，包裝及商標(biāo)用膠

12、粘劑約占1214，制鞋及皮革用膠粘劑占607，其他膠粘劑使用量占87。1.3環(huán)氧樹脂膠粘劑的分類：環(huán)氧樹脂膠粘劑的品種很多，其分類的方法和分類的指標(biāo)尚未統(tǒng)一。按膠粘劑形態(tài)分類：無溶劑型膠粘劑、(有機(jī))溶劑型膠粘劑、水性膠粘劑(又可分為水乳型和水溶型兩種)、膏狀膠粘劑、薄膜狀膠粘劑(環(huán)氧膠膜)等。按固化條件分類：（1)冷固化膠(不加熱固化膠)。又分為：低溫固化膠，固化溫度15；室溫固化膠，固化溫度1540。（2)熱固化膠。又可分為：中溫固化膠，固化溫度約80120；高溫固化膠，固化溫度150。(3)其他方式固化膠，如光固化膠、潮濕面及水中固化膠、潛伏性固化膠等。按膠接強(qiáng)度分類：(1)結(jié)構(gòu)膠，抗剪

13、及抗拉強(qiáng)度大，而且還應(yīng)有較高的不均勻扯離強(qiáng)度，使膠接接頭在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能承受振動(dòng)、疲勞及沖擊等栽荷。同時(shí)還應(yīng)具有較高的耐熱性和耐候性。通常鋼-鋼室溫抗剪強(qiáng)度25mpa，抗拉強(qiáng)度33mpa。不均勻扯離強(qiáng)度40knm。(2)次受力結(jié)構(gòu)膠，能承受中等載荷。通?？辜魪?qiáng)度1725mpa，不均勻扯離強(qiáng)度2050knm。(3)非結(jié)構(gòu)膠，即通用型膠粘劑。其室溫強(qiáng)度還比較高，但隨溫度的升高，膠接強(qiáng)度下降較快。只能用于受力不大的部位。按用途分類：(1)通用型膠粘劑。(2)特種膠粘劑。如耐高溫膠(使用溫度150)、耐低溫膠(可耐50或更低的溫度)、應(yīng)變膠(粘貼應(yīng)變片用)、導(dǎo)電膠(體積電阻率10-310-4cm)、密封膠

14、(真空密封、機(jī)械密封用)、光學(xué)膠(無色透明、耐光老化、折光率與光學(xué)零件相匹配)、耐腐蝕膠、結(jié)構(gòu)膠等。其他分類：也可按固化劑的類型來分類，如胺固化環(huán)氧膠、酸酐固化膠等。還可分為雙組分膠和單組分膠，純環(huán)氧膠和改性環(huán)氧膠(如環(huán)氧-尼龍膠、環(huán)氧-聚硫橡膠膠、環(huán)氧-丁腈膠、環(huán)氧-聚氨酯膠、環(huán)氧-酚醛膠、有機(jī)硅環(huán)氧膠、丙烯酸環(huán)氧膠等)。按主要組成分類有：純環(huán)氧樹脂膠粘劑和改性環(huán)氧樹脂膠粘劑。已經(jīng)商品化的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑有：酚醛-環(huán)氧樹脂膠粘劑，尼龍-環(huán)氧樹脂膠粘劑，丁腈-環(huán)氧樹脂膠粘劑，丙烯酸-環(huán)氧樹脂膠粘劑，聚硫-環(huán)氧樹脂膠粘劑和聚氨酯-環(huán)氧樹脂膠粘劑。按專業(yè)用途分類有：機(jī)械用環(huán)氧樹脂膠粘劑（如農(nóng)用膠

15、）、建筑用環(huán)氧樹脂膠粘劑（如粘鋼加固膠）、電子用環(huán)氧樹脂膠粘劑（如封灌膠）、修補(bǔ)用環(huán)氧樹脂膠粘劑（如混凝土灌注膠），以及交通用膠、船舶用膠等。按施工條件分類有：常溫固化膠、低溫固化膠和其他固化膠（光固化膠、電子束固化膠等）按包裝形態(tài)分類有：?jiǎn)谓M分膠、雙組分膠和多組分膠。按膠粘劑的形態(tài)分類有：無溶劑型膠粘劑、溶劑型膠粘劑、水基型膠粘劑(又可分為水乳型和水溶型兩種)、膏狀膠粘劑、薄膜狀膠粘劑(環(huán)氧膠膜)。按照與環(huán)氧基團(tuán)（又稱縮水甘油基）相連的基團(tuán)和化合物結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂大致可以分成縮水甘油醚型樹脂，縮水甘油型樹脂，縮水甘油胺型樹脂，脂環(huán)族環(huán)氧化合物，線狀脂肪族環(huán)氧化合物等。環(huán)氧基團(tuán)含量 環(huán)氧基是環(huán)氧

16、樹脂最重要的特性基團(tuán)，它的含量是環(huán)氧樹脂最重要的技術(shù)指標(biāo)。依據(jù)該指標(biāo)可計(jì)算固化環(huán)氧樹脂所需固化劑的基本用量。描述環(huán)氧基含量的3個(gè)量為，環(huán)氧當(dāng)量，環(huán)氧值和環(huán)氧百分含量。三者之間互相換算式為：環(huán)氧當(dāng)量=100/環(huán)氧值， 環(huán)氧值=環(huán)氧基百分含量/431.4環(huán)氧樹脂膠黏劑的特點(diǎn)環(huán)氧樹脂膠粘劑是一種粘接性能很好，應(yīng)用非常普遍的膠粘劑。環(huán)氧樹脂粘劑是以環(huán)氧樹脂為主體配制而成的。環(huán)氧樹脂大分子末端有環(huán)氧基，鏈中間輕基和醚鍵，并在固化過程中還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生經(jīng)基和醚鍵，結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)或雜環(huán)這些結(jié)構(gòu)決定了環(huán)氧樹脂膠粘劑具有如下一些特點(diǎn)：1.粘接力大，粘接強(qiáng)度高。環(huán)氧樹脂膠粘劑中含有環(huán)氧基、輕基醚鍵、胺基、酉旨鍵等極性

17、基團(tuán)，對(duì)多種物質(zhì)都具有很強(qiáng)的粘接力。環(huán)氧樹脂固化后內(nèi)力很大，同時(shí)環(huán)氧基在一定條件下還能與金屬表面形成化學(xué)鍵結(jié)合，因而表現(xiàn)很高的粘接強(qiáng)度。2.收縮率小，尺寸穩(wěn)定。環(huán)氧樹脂膠粘劑在固化時(shí)幾乎不放出低分子產(chǎn)物，線膨脹系數(shù)受溫度影響小，因此，粘接件的尺寸穩(wěn)定性好。3.電性能優(yōu)良，耐介質(zhì)性好。環(huán)氧樹脂膠粘劑的固化產(chǎn)物具有優(yōu)異的電絕緣性能，體積電阻率為1013一1016cm介電強(qiáng)度為30一50kv.mm-1由于氧樹脂分子中含有醚鍵，且分子鏈間排列緊密，交聯(lián)密度大，故有良好的耐溶劑耐油、耐酸、耐堿、耐水等性能，特別是耐堿性強(qiáng)。4.毒性較低，危害性小。采用新型固化劑可配制出氣味小、無毒性的環(huán)保型膠粘劑。環(huán)氧樹

18、脂膠粘劑的固化產(chǎn)物無味無毒，無生理副作用，對(duì)人體無害。5.韌性不佳，脆性較大。環(huán)氧樹脂含有很多的苯環(huán)或雜環(huán)，分子鏈柔性小，加之固化后交聯(lián)結(jié)構(gòu)不宜變形，致使未增韌的環(huán)氧樹脂膠粘劑韌性不好，脆性較大，剝離強(qiáng)度低，不耐沖擊振動(dòng)。6.耐熱性較差。因?yàn)榄h(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中的碳碳鍵、醚鍵的鍵能較小高溫下容易降解，故一般的環(huán)氧樹脂膠粘劑耐熱性較差，需對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性才能滿足使用要求。2 環(huán)氧樹脂膠黏劑的合成工藝與設(shè)備2.1環(huán)氧樹脂粘黏劑的的原料環(huán)氧樹脂膠粘劑主要組分有:（1）環(huán)氧樹脂：它是環(huán)氧樹脂膠粘劑的主要成膜物質(zhì)，它使膠粘劑具有粘接特性和機(jī)械特性。它既可以是純環(huán)氧樹脂，也可以是改性環(huán)氧樹脂。(2) n化劑：

19、它可以使線型環(huán)氧樹脂分子通過化學(xué)反應(yīng)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使膠粘劑固化。固化劑的種類繁多，要按不同樹脂的固化反應(yīng)情況、對(duì)膠粘劑性的能要求以及工藝性能等條件進(jìn)行配置與選擇。(3) 增韌劑：一般環(huán)氧樹脂固化物較脆，加入增韌劑可以改善其韌性，提高其沖擊強(qiáng)度，有時(shí)亦可改進(jìn)工藝性能。應(yīng)適量摻加，否則會(huì)降低其它性能。 (4)填料：加人填料往往可以降低固化收縮率、降低成本，還可以改善膠粘劑的粘接強(qiáng)度、耐熱性等。有時(shí)為使膠粘劑具有指定性能(如導(dǎo)電、耐溫性)，也要加入特定填料。填料的種類很多，要按照具體要求進(jìn)行選擇，并要考慮到填料的粒度、形狀和添加量等因素，這是配制環(huán)氧樹脂膠粘劑的一個(gè)重要問題。(5) 溶劑：

20、膠粘劑有溶劑型和無溶劑型之分，加入溶劑的目的是用來溶解基礎(chǔ)樹脂，調(diào)節(jié)粘度以便于施工。所選擇溶劑的揮發(fā)速度不可太快或太慢，多數(shù)用混合溶劑。溶劑的性質(zhì)、用量直接影響膠粘劑的性能。(6)其他輔料：為滿足膠粘劑的性能要求，需要加入一些其他組分，如：偶聯(lián)劑、防老劑、顏料及香料等。環(huán)氧樹脂的選擇；基體樹脂的性能決定膠粘劑的性能，根據(jù)被粘物使用環(huán)境、使用性能、性能價(jià)格比和用戶要求諸項(xiàng)因素來選取基體。4，5一環(huán)氧己烷一1，2一二甲酸二縮水甘油酷(tde一85環(huán)氧樹脂)是一種性能優(yōu)異的新型環(huán)氧樹脂。tde一85中含有兩個(gè)縮水甘油酷基和一個(gè)脂環(huán)族環(huán)氧基的新型三官能團(tuán)環(huán)氧樹脂。主要特點(diǎn)是:勃度小，工藝性好，固化物交

21、聯(lián)密度大，還夾有脂環(huán)，因此具有較高的剛性，耐熱性，力學(xué)性能，耐候性及耐低溫性。尤其是高溫粘接性能更為突出。二酚基丙烷縮水甘油醚(e一51環(huán)氧樹脂)是一種研究多和應(yīng)用廣泛的普通環(huán)雙酚a類環(huán)氧樹脂它的特點(diǎn)是:反應(yīng)活性大，能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優(yōu)異的固化物，工藝性好，固化物有很高的強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度，固化物有一定的韌性和耐熱性，缺點(diǎn)為耐熱性和韌性不高，耐候性差。環(huán)氧樹脂種類繁多，但用作膠黏劑的主要為雙酚a縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂國(guó)。雙酚a縮水甘油醚由環(huán)氧氯丙烷和雙酚a通過縮聚反應(yīng)生成，它是熱塑性的聚合物，幾乎沒有單獨(dú)的作用價(jià)值，只有和固化劑反應(yīng)生成不熔不溶的聚合物才有應(yīng)用價(jià)值。為了適應(yīng)不

22、同粘接材料的需要，環(huán)氧樹脂黏劑中可加入稀釋劑、填料等各種不同的輔助材料。環(huán)氧氯丙烷 環(huán)氧氯丙烷又名3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷、表氯醇，無色油狀液體，有刺激性，像醚和氯仿的氣味，有毒性和麻醉性，相對(duì)分子質(zhì)量92.5,沸點(diǎn)116,微溶于水，溶于乙醇、丙酮、醚、四氯化碳及苯中。性活潑，可由丙烷經(jīng)氧化、次氯酸化、皂化，1,2-環(huán)氧丙烷經(jīng)氯化或由1,3-二氯丙醇經(jīng)皂化而制得。雙酚a 雙酚a是2,2-雙（4-羥基苯基）丙烷的簡(jiǎn)稱，白色針狀晶體，結(jié)晶熔點(diǎn)155-156。c工業(yè)熔點(diǎn)150-152。c，不溶于水，溶于丙酮，受熱到180。c時(shí)分解。2.2環(huán)氧樹脂膠粘劑的配方及工藝條件原理分析：配方中，環(huán)氧樹脂和聚氯

23、乙烯樹脂為主要膠粘成分；鄰苯二甲酸二辛脂為增塑劑；石英粉和白炭黑為填充改性劑；三氟化硼甘油，三氟化硼苯胺，二縮三乙二醇胺為固化劑；磷酸為酸化劑，并起固化促進(jìn)作用及增加對(duì)金屬的粘合力。環(huán)氧樹脂膠黏劑 環(huán)氧樹脂膠黏劑系由環(huán)氧樹脂加固化劑，填料等配制而成。環(huán)氧樹脂膠黏劑粘接強(qiáng)度高，硬度大，剛性好，能耐酸，堿，油和有機(jī)溶液，固化收縮小，可做為金屬，水泥，陶瓷，玻璃，石料，木材，熱固性塑料等材料的結(jié)構(gòu)膠粘劑和建筑灌封材料。本品事雙組分室溫固化的環(huán)氧膠粘劑。被粘合的表面上涂以本品后，施加一定壓力。即可讓其在室溫下固化。出固化條件為：16.5攝氏度時(shí)14-16秒，25攝氏度時(shí)7-9秒，30攝氏度時(shí)4-6秒。

24、主要用于各種金屬與金屬，金屬與非金屬，以及各種硬塑料制品的粘合，具有很高的粘結(jié)強(qiáng)度。制備及固化 將a組分混合，可制得環(huán)氧樹脂硬化劑溶液，再與b組分混合物混合，即制得膠黏劑，在25下24h固化。本膠黏劑可室溫固化，無刺激性臭味，具有良好的耐熱性和耐濕性，用于建筑結(jié)構(gòu)材料的粘接以環(huán)氧樹脂為基料的膠黏劑自1950年問世以來，品種與應(yīng)用面不斷增加，大部分應(yīng)用雙酚a與環(huán)氧氯丙烷的縮合物。要求耐熱的，可采用線型酚醛環(huán)氧樹脂及高官能度環(huán)氧樹脂。膠黏劑性能受固化劑的種類和固化條件的影響很大。脂肪胺固化劑可在室溫固化，脂環(huán)族胺和芳胺可中溫固化，酸酐需加熱固化。許多環(huán)氧酸是二液型，在使用前主劑與固化劑混合。也有一

25、液型膠，加熱固化。環(huán)氧膠的配方中常含活性稀釋劑和填料。環(huán)氧膠能粘接金屬、塑料、陶瓷等材料，具有優(yōu)異的粘接性能。不僅在次承力結(jié)構(gòu)中極其廣泛的應(yīng)用，尤其液態(tài)端羧基丁腈橡膠增韌的環(huán)氧膠已成為結(jié)構(gòu)膠的主流，在現(xiàn)代航空和航天飛行器的制造中得到應(yīng)用。下表是環(huán)氧樹脂膠粘劑典型配方及各組分作用分析：表2-1項(xiàng)目 配方組成 /分 各組作用分析甲組分 711環(huán)氧樹脂 75 粘料，活性大712環(huán)氧樹脂 25 適合配制快速膠粘劑e-20環(huán)氧樹脂 20 聚硫橡膠jly-124 60 增韌性，改善膠粘劑的脆性石英粉 54 填料，降低成本，固化收縮率和熱膨脹系數(shù)氣相二氧化硅 1.8 觸變劑，改善膠液流淌性乙組分 701固化

26、劑 36 改性胺固化劑，固化快kh-550 2 偶聯(lián)劑，提高粘結(jié)強(qiáng)度dmp-30 1 促進(jìn)劑，加速固化，縮短固化時(shí)間石英粉 12 填料，降低成本，降低固化收縮率氣相二氧化硅 0.4 觸變劑，改善膠液流淌性固化條件：甲：乙=2：1，試用期：20min25。c時(shí)，30min初化，24h達(dá)到最高強(qiáng)度由于采用711，712環(huán)氧和701固化劑活性高，因此得到快速固化的環(huán)氧樹脂膠黏劑。其下是各種膠粘劑的配方及工藝條件：1 環(huán)氧樹脂膠粘劑配方：（見表2-2）表2-2組分 用量/g制備及固化作用分析e-44環(huán)氧樹脂 100 石英粉（300目以下） 30100 鄰苯二甲酸二丁酯 15 三乙醇胺 1314。按配方

27、稱量，稍加熱，混勻即成。在壓力0.2mpa，80下2h，再100下6h，可基本固化。本膠使用壽命長(zhǎng)，適用期3d，質(zhì)量穩(wěn)定，耐水，耐溶劑，主要用于粘接金屬、膠木、玻璃、陶瓷、石材、橡膠等。根據(jù)用途，填料亦可不加，或改用瓷粉、鐵粉、鋁粉。a、環(huán)氧樹脂和單乙醇胺的加成產(chǎn)物（分子量870） 21.3 b、環(huán)氧樹脂 50環(huán)氧樹脂和二乙基三胺的加成產(chǎn)物 35.9 上制硬化劑溶液 50丁醇 8.6 二甲苯 80二甲苯 34.2 丁醇 202 耐腐蝕絕緣粘結(jié)劑配方：（見表2-3）表2-3組分 用量/g制備及固化作用分析a、環(huán)氧樹脂 1 玻璃絲 0.020.03硼泥 23 b、固化劑己二胺殲渣 適量按上述組分配

28、制，常溫上固化。本膠用于金屬、陶瓷、木材、混凝土、電器件的粘接及作為絕緣材料的原料。3 hn-301膠粘劑配方：（見表2-4）表2-4組分 用量/g制備及固化作用分析e-51環(huán)氧村脂 100 氧化鋁粉 100 鄰苯二甲酸二丁酯 20 乙二胺 10按配方用量依次稱量，混俁均勻，最扣加入氧化鋁粉，再攪拌均勻。在0.070.1mpa壓力、室溫下固化48h，再8090下固化2h。本膠用于鋼與橡膠、金屬、非金屬的膠接。4 kh-509環(huán)氧膠粘劑配方：（見表2-5）表2-5組分 用量/g制備及固化作用分析e-44環(huán)氧樹脂 100 鈦白粉（200目） 50 647#酸酐 80 下班粉（200目） 50按比例

29、稱量混俁，加熱到5060，攪拌均勻即可。固化為150下3h。200下2h。本膠用于耐高溫結(jié)構(gòu)的膠接和耐燒蝕材料的膠接。主要粘接不銹鋼、鋁合金。也可粘接陶瓷、玻璃、木材、熱固性塑料等。在-40250下使用，膠層耐燒蝕，耐蠕變，但韌性差。5w-53-nh-520環(huán)氧膠粘劑配方：（見表2-6）表2-6組分 用量/g制備及固化作用分析a、e-51環(huán)氧樹脂 240 二苯胺 7.5 酸洗石棉（100烘2h） 40 b、三氟化硼-須丁烯二酸四氫糠酯絡(luò)合物 47 酸洗石棉（100烘2h） 20 a：b=1.44:0.33將a、b組分分別依次稱量，混合均勻，再按比例將a、b兩組分混合均勻使用。在1525下固化0

30、.5h固化。本膠在-60100下使用，用于金屬、部分非金屬的粘接。5 xy-921環(huán)氧膠粘劑配方：（見表2-7）表2-7組分 用量/g制備及固化作用分析a、711環(huán)氧樹脂 100 b、46%過氧化環(huán)己酮 乙醇溶液 3.75 環(huán)烷酸鈷 0.2先配制a組分，再與b組分充分混合均勻即可。在室溫下12d固化。本膠主要用于粘接金屬、有機(jī)玻璃、硬聚氯乙烯、聚苯乙烯、硬泡沫塑料等。7h-703環(huán)氧膠粘劑配方：（見表2-8）表2-8組分 用量/g制備及固化作用分析e-51環(huán)氧樹脂 100 600#環(huán)氧稀釋劑 10 650#聚酰胺 20 咪唑 8d-17聚丁二烯環(huán)氧樹脂 20 -羥乙基乙二胺 8依次按用量稱量，

31、混合均勻即可。此品膠黏壓力為0.070.15mpa。在100下3h或60 下4h固化。本膠可在100下長(zhǎng)期使用，耐水及耐老化性能優(yōu)良，用于金屬和非金屬粘接。8420#環(huán)氧膠粘劑配方：（見表2-9）表2-9組分 用量/g 制備及固化a、e-20環(huán)氧樹（100 650#聚酰胺（h-4固化劑）140b-63環(huán)氧樹脂 20 b201偶聯(lián)劑 3 690#環(huán)氧樹脂 10 a：b=100：147b、三氧化二鋁（300目）50先將a、b兩組分各按用量稱量、混合均勻。使用時(shí)再漿a、b兩組分按比例調(diào)和均勻即可。在室溫下24h或80下2h固化。本膠在-5582下使用。用于膠黏鋁、鋼等金屬和膠接環(huán)氧、酚醛、尼龍等塑料

32、及橡膠、玻璃等。9204環(huán)氧膠粘劑配方：（見表2-10）表2-10組分 用量/g制備及固化作用分析e-51環(huán)氧樹脂 100 650#聚酰胺 100按比例稱量，混合均勻即可，在室溫下96h或80下3h固化。本膠用于金屬，木材、玻璃、玻璃鋼等膠接。102000#環(huán)氧樹脂膠配方：（見表2-11）表2-11組分 用量/g制備及固化作用分析d-17環(huán)氧樹脂 100 間苯二胺 2 己二胺 12先將定量的己二胺與間苯二胺加熱熔化，加入少量的環(huán)氧樹脂，冷卻后再加入其作的環(huán)氧樹脂。在80下2h，1201h，150下6h固化。本膠用于金屬和非金屬材料的粘接。112000#（d-17）環(huán)氧樹脂膠配方：（見表2-12

33、）表2-12組分 用量/g制備及固化作用分析d-17環(huán)氧樹脂 100 己二酸甘油酯 60依次稱量，均勻混合。固化為100下2h，150下4h，180下4h。本膠用于金屬及非金屬材料的膠接。對(duì)于橡膠制品及玻璃鋼的粘接性優(yōu)于一般的膠黏劑。12改性420膠配方：（見表2-13）表2-13組分 用量/g制備及固化作用分析a、e-51環(huán)氧樹脂 100 二甲基芐胺 5 b-63環(huán)氧樹脂 20 偶聯(lián)劑b201 3 501環(huán)氧稀釋劑（環(huán)氧丙烷丁基醚） 10 低分子聚硫橡膠 20 磷酸三甲酚酯 15 三氧化二鋁（300目） 50 b、651聚酰胺 100 a：b=100：122.7。先配制a、b兩組分，混合均勻

34、即得。25，50g。適用期為4h；25/48h，或80/2h。固化。本膠用于粘接鋁、鋼等金屬和環(huán)氧、酚醛、尼龍等塑料及橡膠、玻璃等。13室溫固化環(huán)氧化膠粘劑配方：（見表2-14）表2-14組分 用量/g制備及固化作用分析e-51環(huán)氧樹脂 100 苯二甲酸二丁酯 20 二乙烯三胺 8 氧化鋁粉（200目） 100在壓力0.05mpa，20下固化24h。本膠主要用于粘接各種金屬、膠木、陶瓷、玻璃等。14室溫固化高溫使用環(huán)氧膠粘劑配方：（見表2-15）表2-15組分 用量/g制備及固化作用分析e-51環(huán)氧樹脂 100 間苯二胺 18 600稀釋劑（二縮水甘油醚） 10 間苯二酚 10在壓力0.05m

35、pa，20下固化24h。本膠用于不能高溫固化的耐熱接頭的膠接。15環(huán)氧有機(jī)硅膠粘配方:（見表2-16）表2-16組分 用量/g制備及固化作用分析e-51環(huán)氧樹脂 100 二乙烯三胺 8 正硅酸乙酯 8 在壓力0.05mpa，20下固化24h。本膠耐水性能好，用于各種金屬、塑料、陶瓷件的膠接。16e-10膠（jw-1修補(bǔ)膠）配方:（見表2-17）表2-17組分 用量/g制備及固化作用分析a、e-44環(huán)氧樹脂 150 三乙醇胺 10 n-330聚醚 10 高嶺圭 50 b、650#聚酰胺 100 c、kh-550偶聯(lián)劑 間苯二胺-dmp30反應(yīng)物 25 a：b：c=10：20：1先將a、b兩組分分

36、別按比例稱量，均勻混合，然后按比例將a、b、c三組分混合均勻即可，固化為80下固化1h或60下2h。本膠使用溫度為-6060。它耐水、耐油、耐氣候，粘接性能較好。主要用于各種金屬、下班鋼、膠木、陶瓷、玻璃及某些塑料材料的粘接。2.3 環(huán)氧樹脂膠粘劑的合成與工藝環(huán)氧膠粘劑的合成方法大致有下列幾種類型：(1)活性氫化物與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)；(2)以過氧化氫或過酸（例過醋酸）將雙鍵進(jìn)行液相氧化；(3)雙鍵化合物的空氣氧化；膠粘原理：環(huán)氧膠粘劑是由環(huán)氧樹脂、固化劑、促進(jìn)劑、改性劑、稀釋劑、填料等組成的液態(tài)或固態(tài)膠粘劑。環(huán)氧膠粘劑的膠粘過程是一個(gè)復(fù)雜的物理和化學(xué)過程，包括浸潤(rùn)、粘附、固化等步驟，最后生成三維

37、交聯(lián)結(jié)構(gòu)的固化物，把被粘物結(jié)合成一個(gè)整體。膠接性能(強(qiáng)度、耐熱性、耐腐蝕性、抗?jié)B性等)不僅取決于膠粘劑的結(jié)構(gòu)和性能以及被粘物表面的結(jié)構(gòu)和膠粘特性，而且和接頭設(shè)計(jì)、膠粘劑的制備工藝和貯存以及膠接工藝等密切相關(guān)，同時(shí)還受周圍環(huán)境(應(yīng)力、溫度、濕度、介質(zhì)等)的制約。因此環(huán)氧膠粘劑的應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)工程。環(huán)氧膠粘劑的性能必須與上述影響膠接性能的諸因素相適應(yīng)，才能獲得最佳結(jié)果。用相同配方的環(huán)氧膠粘劑膠接不同性質(zhì)的物體，或采用不同的膠接條件、或在不同的使用環(huán)境中，其性能會(huì)有極大的差別。相對(duì)分子質(zhì)量小于900，聚合度小于2的雙酚a型環(huán)氧樹脂稱低分子量的環(huán)氧樹脂；相對(duì)分子質(zhì)量在900-1500，聚合度2-4的稱

38、為中分子量環(huán)氧樹脂；相對(duì)分子質(zhì)量在2900-8000，聚合度在9-30的稱高分子量環(huán)氧樹脂；相對(duì)分子質(zhì)量在（10-45）萬為超高分子量環(huán)氧樹脂。由雙酚a和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉的存在下進(jìn)行縮聚反應(yīng)生成環(huán)氧樹脂膠黏劑的反應(yīng)式如下：由于分子鏈間的反應(yīng)，不可避免會(huì)引起分子量的增大，故n為零的產(chǎn)品只是理想狀態(tài)，只能制備盡可能使聚合度接近于零的產(chǎn)品。通過調(diào)節(jié)環(huán)氧氯丙烷和雙酚a之間的摩爾比和反應(yīng)條件來生產(chǎn)不同分子量規(guī)格的產(chǎn)品，在制備低分子量環(huán)氧樹脂時(shí)總是采用環(huán)氧氯丙烷過量的方法。低分子量的環(huán)氧樹脂在室溫下呈液態(tài)，又被稱為軟樹脂或液態(tài)樹脂，是環(huán)氧樹脂中產(chǎn)量最大，用途最廣的品種，在其制備工藝有減壓沸脫水法和催化

39、醚化法。雙酚a型環(huán)氧樹脂的工藝流程如下：圖2-1組成環(huán)氧樹脂膠粘劑的環(huán)氧樹脂、固化劑增韌劑不同，環(huán)氧樹脂膠粘劑的性能也有很大差異。本章通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)環(huán)氧樹脂膠粘劑室溫拉伸剪切強(qiáng)度、高溫拉伸剪切強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，通過力學(xué)性能測(cè)試結(jié)構(gòu)對(duì)組成膠粘劑的不同環(huán)氧樹脂配比及不同增韌方法進(jìn)行比較，以確定組成環(huán)氧樹脂膠粘劑的最優(yōu)配方。通過室溫拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試、高溫拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試和剝離強(qiáng)度測(cè)試優(yōu)化增韌劑添加量和固化劑添加量。環(huán)氧樹脂固化后存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆，耐沖擊性、耐開裂性和耐濕熱性較差等缺點(diǎn)，在很大程度上限制了它在某些高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。為了增加環(huán)氧樹脂的韌性，最初人們采用的方法是加入一些增韌劑、增柔劑，

40、但這些低分子物質(zhì)會(huì)大大降低材料的耐熱性、硬度、彈性模量及電絕緣性能。從20世紀(jì)60年代開始，國(guó)內(nèi)外普遍開展了對(duì)環(huán)氧樹脂的研究工作主要有液態(tài)橡膠增韌環(huán)氧樹脂、熱塑性樹脂增韌環(huán)氧樹脂、剛性粒子增韌環(huán)氧樹脂、聚氨酯增韌環(huán)氧樹脂等。2.3.1液態(tài)橡膠增韌環(huán)氧樹脂液態(tài)橡膠增韌改性一般是指含有端羧基、胺基、羥基、硫醇基的液態(tài)丁腈橡膠、聚丁二烯等，與環(huán)氧樹脂相混溶，在固化過程中析出，形成“海島模型”的兩相結(jié)構(gòu)，通過活性基團(tuán)相互作用，在兩相界面上形成化學(xué)鍵而起到增韌作用。近年來，除了采用純活性液態(tài)橡膠的預(yù)反應(yīng)加成物之外，已發(fā)展到第二代采用高官能度環(huán)氧樹脂和第三代采用金屬茂催化劑制備嵌段共聚體改性環(huán)氧預(yù)聚物。通

41、過液態(tài)橡膠增韌環(huán)氧樹脂之后，不但提高膠粘劑的剝離強(qiáng)度，而且整體機(jī)械性能和熱性能并未明顯降低。但其不足之處在于：改性基體的韌性會(huì)轉(zhuǎn)移到纖維復(fù)合材料中去；由于低剪切模量的橡膠粒子的加入，復(fù)合材料層與層之間的剪切強(qiáng)度降低；橡膠組分的加入會(huì)降低體系玻璃化溫度，這不符合對(duì)材料耐熱性要求日趨升高的發(fā)展趨勢(shì)。2.3.2熱塑性樹脂（tp）增韌環(huán)氧樹脂為克服液態(tài)橡膠增韌環(huán)氧樹脂的上述缺點(diǎn)，近年來，隨著高分子相容性理論的發(fā)展和增韌技術(shù)的進(jìn)步，熱塑性樹脂增韌環(huán)氧樹脂獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，有效地克服了液態(tài)橡膠改性環(huán)氧樹脂體系的不足。熱塑性樹脂作為增韌劑加入環(huán)氧樹脂中，與環(huán)氧樹脂形成共連續(xù)相或顆粒分散相，使環(huán)氧樹脂的韌性得

42、到提高。但由于固化后的樹脂體系兩相相容性欠佳，界面作用力較弱，致使改性效果不佳，因而需要尋求新的方法來提高環(huán)氧樹脂的韌性。2.3.3剛性粒子增韌環(huán)氧樹脂在樹脂中加入剛性粒子除了可以降低材料的成本，還可以控制材料的熱膨脹與收縮率，提高基體的韌性。為了獲得良好的增韌效果，用來增韌的無機(jī)剛性粒子需要有適當(dāng)?shù)牧６群蛷椥阅Ａ?，并且剛性粒子與樹脂間要有良好的粘接性能。余志偉首次提出預(yù)先對(duì)硅微粉進(jìn)行增韌處理來達(dá)到增韌環(huán)氧樹脂的新思路，并根據(jù)斷裂理論，采用循環(huán)脈沖載荷對(duì)增韌硅微粉/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行沖擊性能試驗(yàn)，取得了良好的增韌效果。他的增韌機(jī)理為：預(yù)先對(duì)填料表面進(jìn)行增韌處理，即在填料表面包覆一層具有增韌環(huán)

43、氧樹脂功能的高分子材料，使填料表面柔性化。將其填充到環(huán)氧樹脂后，在樹脂/填料界面上形成一個(gè)應(yīng)力緩沖層，并且在整個(gè)固化交聯(lián)體系中形成一個(gè)緊密相連的柔性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)應(yīng)力傳遞到樹脂/填料界面時(shí)，則可通過柔性網(wǎng)絡(luò)傳遞和釋放，從而達(dá)到增韌環(huán)氧樹脂的目的。2.3.4聚氨酯增韌環(huán)氧樹脂以往方法對(duì)環(huán)氧樹脂增韌后，會(huì)造成樹脂強(qiáng)度的下降，如何解決增韌與增強(qiáng)的矛盾已成為增韌環(huán)氧樹脂新的研究課題。聚氨酯（pu）是一類常用的高分子材料，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面。與普通塑性增韌不同的是，聚氨酯不僅能改善環(huán)氧樹脂的脆性，提高柔韌性，還能增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。聚氨酯增韌環(huán)氧樹脂膠粘劑是通過聚氨酯和環(huán)氧樹脂形成半互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(si

44、pn)和互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(ipn)來實(shí)現(xiàn)。她的設(shè)計(jì)原理是：ocn-r-nco+ho-r1 -ohcnrnhcro.互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物是兩種或兩種以上交聯(lián)聚合物相互貫穿而形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聚合物。它是一種復(fù)相高分子材料，網(wǎng)絡(luò)之間存在物理貫穿，但無化學(xué)反應(yīng)，其特點(diǎn)是一種材料無規(guī)則地貫穿到另一種材料中，使得ipn體系中兩組分之間產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)，起著“強(qiáng)迫包容”的作用。當(dāng)固化反應(yīng)發(fā)生時(shí)，原來相混溶的增韌劑由于不參與反應(yīng)而被離析分相出來。分散的增韌劑顆粒的存在是環(huán)氧樹脂得以增韌的關(guān)鍵，增韌劑顆粒直徑一般在幾微米以下。在材料破壞時(shí)，裂紋的擴(kuò)展遇到分散相顆粒便分枝、轉(zhuǎn)向，從而消耗能量來阻止裂紋變成裂縫。另外，分散相在

45、材料受力時(shí)，還能起到調(diào)動(dòng)環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡(luò)分子發(fā)生取向、拉伸、變形和誘發(fā)產(chǎn)生銀紋等許多消耗過程，從而使材料抵抗裂紋的擴(kuò)展力提高，韌性顯著增強(qiáng)。聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的方式主要有：端胺基聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、端羥基聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、封閉異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂、多組分聚氨酯改性環(huán)氧樹脂聚氨酯-環(huán)氧樹脂接枝共聚法。前人以聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，主要采用物理共混或接枝共聚使兩種樹脂形成ipn體系來實(shí)現(xiàn)。這對(duì)所用的聚氨酯與環(huán)氧樹脂相容性要求較高，并且所用的聚氨酯沒有參與固化反應(yīng)。而本課題把環(huán)氧基直接引入聚氨酯分子鏈，所制備的etpu與其它聚氨酯相比，最大的優(yōu)點(diǎn)在于：一是將反應(yīng)活性較高的環(huán)氧基引入聚氨酯分子，使得聚氨酯既

46、保持了柔韌性基團(tuán)，又具有環(huán)氧樹脂的反應(yīng)活性，其與環(huán)氧樹脂相溶性良好，可以與環(huán)氧樹脂同步參與固化反應(yīng)。二是幾乎不含游離異氰酸酯單體，對(duì)環(huán)境的潮氣不敏感，具有很好的施工性能。三是其固含量高、貯存穩(wěn)定性較好，以etpu改性的環(huán)氧膠粘劑的機(jī)械性能、耐溶劑性能優(yōu)異，符合現(xiàn)代膠粘劑的發(fā)展方向。純的環(huán)氧樹脂是一種熱塑性樹脂，性能差，沒有多少使用價(jià)值。但當(dāng)它與固化劑反應(yīng)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，便呈現(xiàn)出一系列優(yōu)異的性能，這也決定了環(huán)氧樹脂膠粘劑的基本組分是環(huán)氧樹脂和固化劑。隨者高分子材料的發(fā)展及對(duì)膠粘劑應(yīng)用不斷提出的新要求，現(xiàn)有環(huán)氧樹脂膠粘劑大都由多種成分組成，以便使其具有較全面的性能。2.4環(huán)氧樹脂膠粘劑的主要設(shè)

47、備鍍膜系統(tǒng)：?jiǎn)误w鍍膜系統(tǒng)，批量生產(chǎn)線鍍膜系統(tǒng)，射頻/中頻等磁控濺射鍍膜，電子束蒸發(fā)鍍膜，多弧離子鍍等物理氣相沉積pvd鍍膜設(shè)備。 鍍膜產(chǎn)品：裝飾膜，不導(dǎo)電絕緣鍍膜，emi鍍膜，耐磨損硬質(zhì)膜, 工具膜，金屬膜，光學(xué)膜，及各種功能技術(shù)薄膜。圖2-2 圖2-3圖2-4圖2-53 環(huán)氧樹脂膠粘劑的性能和應(yīng)用3.1環(huán)氧樹脂膠粘劑的性能環(huán)氧膠粘劑是一種粘接性能很好，應(yīng)用非常普遍的膠粘劑，曾有“萬能膠”、“大力膠”之稱。90年代初從分子微觀結(jié)構(gòu)著手，實(shí)現(xiàn)分子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)增韌，使環(huán)氧樹脂膠粘劑具有更大的強(qiáng)度、更好的韌性、更高的耐熱性、更優(yōu)的耐久性，滿足高新技術(shù)的發(fā)展需要。 隨著新型高性能環(huán)氧樹脂、固化劑、增韌劑等不

48、斷開發(fā)成功，出現(xiàn)了品種繁多、性能優(yōu)異、用途廣泛的高性能化和多功能化環(huán)氧樹脂膠粘劑，前途十分廣闊。環(huán)氧樹脂膠粘劑是以環(huán)氧樹脂為主體配制而成的，環(huán)氧樹脂大分子末端有環(huán)氧基，鏈中間有輕基和醚鍵，并在固化過程中還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生輕基和醚鍵，結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)或雜環(huán)。這些結(jié)構(gòu)決定了環(huán)氧樹脂膠粘劑具有以下的一些特點(diǎn)：粘接力大，粘接強(qiáng)度高:環(huán)氧樹脂膠粘劑中含有環(huán)氧基、輕基、醚鍵、胺基、酉旨鍵等極性基團(tuán)，對(duì)多種物質(zhì)都具有很強(qiáng)的粘接力。環(huán)氧樹脂固化后內(nèi)聚力很大，同時(shí)環(huán)氧基在一定條件下還能與金屬表面形成化學(xué)鍵結(jié)合，因而表現(xiàn)出很高的粘接強(qiáng)度，剪切強(qiáng)度可達(dá)65mpa，剝離強(qiáng)度可達(dá)5kn/m.。收縮率小，尺寸穩(wěn)定:環(huán)氧樹脂膠粘劑

49、在固化時(shí)幾乎不放出低分子產(chǎn)物，線膨脹系數(shù)受溫度的影響也很小，因此，粘接件的尺寸穩(wěn)定性好。單純的環(huán)氧樹脂固化后收縮率為1.5-2% (up為4-7%, pf為8-10%)，加入適當(dāng)?shù)奶盍现?，收縮率可降低到1%以下。電性能優(yōu)良，耐介質(zhì)性好:環(huán)氧樹脂膠粘劑的固化產(chǎn)物具有優(yōu)異的電氣絕緣性能，體積電阻率為1013-1016歐母。介電強(qiáng)度為30-50kvmm-1。由于環(huán)氧樹脂分子中含有醚鍵，且分子鏈間排列緊密，交聯(lián)密度又大，故有良好的耐溶劑、耐油、耐酸、耐堿、耐水等性能，特別是耐堿性強(qiáng)。易于改性，用途廣泛:環(huán)氧樹脂與很多橡膠彈性體及熱塑性樹脂相容性好，甚至發(fā)生化學(xué)反應(yīng);與填料分散性好，可以在很大范圍內(nèi)改

50、變環(huán)氧樹脂的性能，提高強(qiáng)度、耐熱性、韌性、阻燃性、耐磨性、耐腐蝕性等，配制品種繁多性能特殊的環(huán)氧樹脂膠粘劑，適宜諸多方面的應(yīng)用。工藝性好，使用方便:環(huán)氧樹脂具有很好的混合性、涂刷性、濕潤(rùn)性、滲透性、穩(wěn)定性，可在干燥環(huán)境，也能在潮濕環(huán)境和水下進(jìn)行膠接。固化容易，只需接觸壓力;即可室溫固化，也可高溫?zé)峁袒?，還能紫外光固化。原料易得，配制簡(jiǎn)單:環(huán)氧樹脂膠粘劑所需的各種原材料很容易得到。使用溫度寬，適應(yīng)性較強(qiáng):一般的環(huán)氧樹脂膠粘劑使用溫度為一60-100，若采用新型環(huán)氧樹脂、特殊的固化經(jīng)濟(jì)和填料，可配制出耐超低溫膠粘劑(1960c )、耐高溫膠粘劑(3500c )、導(dǎo)電膠、導(dǎo)磁膠、導(dǎo)熱膠、點(diǎn)焊建交、應(yīng)

51、變膠、光敏膠、真空膠、密封膠、水下膠等許多特種膠粘劑，滿足各種性能的要求。韌性不佳，脆性較大:環(huán)氧樹脂含有很多的苯環(huán)或雜環(huán)，分子鏈柔性小，加之固化后的交聯(lián)結(jié)構(gòu)不易變形，致使未增韌的環(huán)氧樹脂韌性較差，脆性較大，剝離強(qiáng)度低，不耐沖擊振動(dòng)。耐熱性較差:因?yàn)榄h(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中的碳碳鍵、醚鍵的鍵能較小，高溫下容易降解，故一般的環(huán)氧樹脂耐熱性較差。環(huán)氧樹脂膠粘劑以其優(yōu)異的綜合性能，獲得了十分廣泛的應(yīng)用接金屬，如鋼木材、紙板、鋁、銅、不銹鋼以及各種合金等;還可以粘接陶瓷、可以粘玻璃、塑料、混凝土、石材等非金屬材料，同時(shí)也可進(jìn)行金屬和非金屬異種材料之間的粘接。3.2環(huán)氧樹脂膠粘劑的應(yīng)用改性環(huán)氧樹脂膠粘劑及制備方法

52、，克服了一般環(huán)氧膠黏劑的脆性、耐溫性差的缺點(diǎn)，其主要技術(shù)特征是以聚氨酯預(yù)聚物改性環(huán)氧樹脂(a組分)與自制的固化劑(b組分)按10111(重量比)的比例配制成耐高溫、韌性好、反應(yīng)活性大的固化體系。其中聚氨酯預(yù)聚物為端羥基聚硅氧烷和二異氰酸酯按一定比例在一定條件下反應(yīng)制成異氰酸酯基團(tuán)封端的聚硅氧烷聚氨酯預(yù)聚物，再采用此聚氨酯預(yù)聚物對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性處理。而自制的固化劑由二元胺、咪唑類化合物、硅烷偶聯(lián)劑，無機(jī)填料以及催化劑組成。此改性環(huán)氧樹脂膠粘劑可室溫固化，在200下可長(zhǎng)期使用，或-5固化耐溫150；粘接強(qiáng)度達(dá)15-30mpa；t型剝離強(qiáng)度達(dá)35-65n/cm，具有優(yōu)異的耐油、耐水、耐酸、堿、耐有

53、機(jī)溶劑的性能，可粘接潮濕面，油面及金屬、塑料、陶瓷、硬質(zhì)橡皮、木材等。涂料領(lǐng)域：應(yīng)用于汽車：底盤、底漆、部件漆，槽車內(nèi)壁涂料 應(yīng)用于容器：食品罐內(nèi)、外壁涂料，貯槽內(nèi)外壁防腐涂料，壓力罐防腐 應(yīng)用于工廠設(shè)備：設(shè)備、管道防腐涂料，冰箱、洗衣機(jī)外層涂料，電器設(shè)備絕緣涂料 應(yīng)用于土建：橋梁防腐涂料，鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料，水坭制品防滲涂料，地坪涂料，裝飾涂料，功能涂料、鋼絲網(wǎng)水泥閘門應(yīng)用于船舶：底貨倉(cāng)內(nèi)壁涂料，海上集裝箱涂料，鋼鐵部件防腐涂料 應(yīng)用于其它：鋼家具粉末涂料，電阻元件粉末涂料，鋼制部件粉末涂料，閥體防腐、重防腐超耐磨陶瓷,屏蔽立式管道泵、太陽能熱水器、太陽能電池板、武器。復(fù)合材料領(lǐng)域:應(yīng)用于汽車：

54、玻璃鋼車殼，玻璃鋼地板，玻璃鋼槽車,控制系統(tǒng)儀器儀表電器零部件，顯示器,汽車干式點(diǎn)火線圈,玻璃鋼部件、防滑粒方向盤套、環(huán)氧樹脂局部加強(qiáng)材料。應(yīng)用于工廠設(shè)備：玻璃鋼氧氣瓶，玻璃鋼貯槽，玻璃鋼容器、管道，模具，螺旋漿，織機(jī)箭桿，飛機(jī)蜂窩結(jié)構(gòu)件，引擎蓋，輥筒，軸，裝機(jī)基礎(chǔ)找平，自流平地坪、電磁線圈，先導(dǎo)閥、玻璃零部件、玻璃鋼泵閥，電碳制品、建筑工程結(jié)構(gòu)件、機(jī)用傳動(dòng)裝置部件。應(yīng)用于絕緣材料：覆銅板，玻璃鋼板、管、棒，變壓器，繼電器，高壓開關(guān)，絕緣子，互感器，阻抗器，電纜頭，電子器件、元件的密封或包封和塑封，報(bào)警器、固體電源、fbt回掃變壓器、聚焦電位器、摩托車、汽車等機(jī)動(dòng)車輛點(diǎn)火線圈、電子、電器零部件

55、、發(fā)光二極管，信號(hào)燈，全封閉蓄電池，電機(jī)封裝,溫度變送器、錄音機(jī)磁頭、線路板封閉、集成電路、二、三極管分立器件、無源濾波器、led的結(jié)構(gòu)封裝、封裝太陽能電池板、電源組件、ic 調(diào)節(jié)器和固態(tài)繼電器、煤礦安全巡查系統(tǒng)、本質(zhì)安全型模塊、自動(dòng)重合器。應(yīng)用于體育用品：玻璃鋼安全帽，球拍，高爾夫球桿，釣魚桿，保齡球，雪撬，沖浪板，玻璃鋼賽艇、帆船、賽車、躺椅、曲棍球桿。應(yīng)用于其它：飛機(jī)機(jī)身、直升機(jī)螺旋葉片，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，醫(yī)學(xué)儀器、手術(shù)刀柄,心臟起搏器、工藝品 珠寶、閥門密封件、水工建筑工程、場(chǎng)致發(fā)光屏、混凝土抗磨層、保溫材料、動(dòng)物模型、航天飛行器、船用尾軸、舵軸、化學(xué)木材、塔身加固、磁懸浮列車軌道、太陽能電池樂器、環(huán)氧裝飾品、玻璃鋼帳篷桿具、刀柄、窗戶、家具、泵、拐杖、顯卡、紅外濾光器、數(shù)字顯示器、矩陣輻射器、發(fā)光二極管與光電二極管、實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面、彷真樹、預(yù)制磨石 道路橋梁路面。粘接劑領(lǐng)域：應(yīng)用于：室溫快速固化韌性環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑,導(dǎo)電膠,常溫固化靜電植絨粘合劑、光學(xué)結(jié)構(gòu)膠、沙狐球膠、化學(xué)錨固膠、真絲的高功能化、人工花、磁力書寫板、汽車維修膠、石材膠等。環(huán)氧樹脂膠粘劑的優(yōu)越性能決定了它的多用途性。其主要用途有以下幾個(gè)方面:（1）在土木建筑行業(yè)：主要用于混凝土、金屬、木材、玻璃、熱固性塑料的膠接，修補(bǔ)混凝