第六章-涂料和膠粘劑(“膠粘劑”相關(guān)文檔)共62張

學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)目的：通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，了解膠粘劑的含義、分類、發(fā)展簡(jiǎn)史、特點(diǎn)、應(yīng)用狀況、主要成分；了解粘接的基本原理；了解影響粘接的因素；了解膠粘劑的主要發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向；掌握膠粘劑的主要品種；掌握特種膠粘劑的特性與應(yīng)用等。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1.膠粘劑的主要品種的特性與應(yīng)用；2.特種膠粘劑的特性與應(yīng)用等。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1.粘接的基本原理；2.膠粘劑的主要品種的結(jié)構(gòu)與特性、應(yīng)用的關(guān)系等。第六章

膠粘劑

膠粘劑

一、含義

能把兩種或兩種以上同質(zhì)或異質(zhì)的物件（或材料）緊密地膠接在一起，固化后在結(jié)合處具有足夠強(qiáng)度的物質(zhì)。

借助膠粘劑將各種物件連接起來(lái)的技術(shù)稱為膠接（粘接、粘合）技術(shù)。作為膠粘劑在膠接的某個(gè)階段是流體，能在被膠物的表面上良好浸潤(rùn)，而后在一定條件（溫度、壓力、時(shí)間）下固化，使被膠物形成一個(gè)牢固的整體。α-氰基丙烯酸酯是十分活潑的單體，很容易在弱堿和水的催化下進(jìn)行陰離子聚合。涂料是指涂飾于物體表面而形成牢固附著的連續(xù)薄膜材料。由它可制成復(fù)合粉末涂料和復(fù)合溶劑型涂料。2．粘料（環(huán)氧樹脂）是分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的線型高分子化合物。用油改性不僅改善了醇酸樹脂的不溶解性，并提高了它的涂膜性能。它們種類繁多，有單一成分，有混合的，也有潛伏性的。增塑劑是一種高沸點(diǎn)液體或低熔點(diǎn)固體化合物，因而能增加膠粘劑的流動(dòng)性，有利于濕潤(rùn)、擴(kuò)散和吸附。[特性]：強(qiáng)度較低、耐熱性不高，但具有良好的彈性，適用于膠接柔軟材料以及熱膨脹系數(shù)相差懸殊的材料。點(diǎn)焊膠10.官能團(tuán)間的反應(yīng)加強(qiáng)膠結(jié)，如橡膠硫化與金屬等的膠結(jié)系統(tǒng)，在胺基-酯基間的交換反應(yīng)也證實(shí)在聚酯樹脂/胺基聚合物界面間發(fā)生。增塑劑是一種高沸點(diǎn)液體或低熔點(diǎn)固體化合物，因而能增加膠粘劑的流動(dòng)性，有利于濕潤(rùn)、擴(kuò)散和吸附。使用活性稀釋劑時(shí)，環(huán)氧基數(shù)量有所增加，要適當(dāng)增加固化劑的用量。包括（1）天然樹脂絕緣漆（2）合成樹脂絕緣漆：酚醛、醇酸、環(huán)氧、聚酯、有機(jī)硅、聚酰亞胺、二苯醚等熱固性高聚物。據(jù)不同情況選用不同膠粘劑無(wú)顏料的清漆，加顏料的色漆結(jié)構(gòu)型：具有足夠高的膠接強(qiáng)度，膠接接頭可經(jīng)受較苛刻的條件，可用以膠接結(jié)構(gòu)件。非結(jié)構(gòu)型：膠接強(qiáng)度較低，主要用于非結(jié)構(gòu)部件的膠接。次結(jié)構(gòu)型：介于上述兩者之間。結(jié)構(gòu)膠——酚醛樹脂，酚醛-丁腈，環(huán)氧-酚醛非結(jié)構(gòu)膠——聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，熱熔膠，橡膠類特種膠——光敏膠，應(yīng)變膠，耐高溫膠，水下膠高級(jí)耐水膠——酚醛樹脂耐水膠——脲醛樹脂，血膠非耐水膠——聚醋酸乙烯乳液，豆膠，皮骨膠二、分類一）按主要化學(xué)成分分二）按應(yīng)用方法分三）按膠接強(qiáng)度特性分四）按用途分五）按耐水性分六）按外觀形態(tài)分溶液型、乳液型、膏糊型、粉末型、薄膜型、固體型等。七）按固化形式分1.化學(xué)反應(yīng)型膠粘劑：其主要成分是含有活性基團(tuán)的線型聚合物，當(dāng)加入固化劑時(shí)，由于化學(xué)反應(yīng)而生成交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生膠接作用。此類膠粘劑，主要包括熱固性樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、橡膠類膠粘劑及混合型膠粘劑。

2.熱塑性樹脂溶液膠粘劑：由熱塑性聚合物加溶劑配制而成，如聚醋酸乙烯酯膠粘劑、聚異氰酸酯膠粘劑等。

3.熱熔膠粘劑：以熱塑性聚合物為基本組分的無(wú)溶劑型固態(tài)膠粘劑，通過(guò)加熱熔融粘合，然后冷卻固化。如乙烯-醋酸乙烯共聚物熱熔膠、低分子聚酰胺熱熔膠等。四、特點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn)1）連接多種多樣的彈性模量和厚度不同的材料，尤其是薄膜材料。如印刷電路板的金屬泊與基體連接，除用膠接外，別無(wú)它法。2）密封性良好，可以減少密封結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)內(nèi)部器件的耐介質(zhì)性能。3）延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命。由于膠接面積大，膠接處應(yīng)力分布均勻，完全克服了其它連接方法焊點(diǎn)的應(yīng)力集中所引起的疲勞龜裂。4）可簡(jiǎn)化機(jī)械加工工藝。不論模具多么復(fù)雜，均可迅速膠接。5）表面光滑，氣動(dòng)性能良好。6）減輕結(jié)構(gòu)重量。用膠接可得到撓度小、結(jié)構(gòu)小、重量輕的結(jié)構(gòu)。7）制造成本低，生產(chǎn)效率高。8）有良好的耐腐蝕性能。可以減少不同金屬間連接的電位腐蝕。9）非導(dǎo)電膠有絕緣、絕熱和抗震等性能。10）適用范圍廣，不受材料種類和幾何形狀的限制。11）賦予被粘物特殊的性能。2.缺點(diǎn)1）使用溫度有很大的局限性。一般結(jié)構(gòu)粘合膠僅能在150℃以下使用，少數(shù)在300℃仍可以使用，且某些粘合膠易燃有毒。2）膠接的不均勻扯離和剝離強(qiáng)度低，容易在接頭邊緣首先破壞。某些不加配合劑的粘合劑導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能不良；有些則易老化。3）膠接質(zhì)量因受多種因素的影響，不夠穩(wěn)定，且無(wú)損檢驗(yàn)手段不夠完善。4）溶劑型膠粘劑因溶劑的易揮發(fā)，會(huì)對(duì)環(huán)境、人體等造成傷害。3.研究方向1）研究具有特殊性能的粘合劑，如室溫或中溫低壓快速固化，能滿足較高溫或較低溫使用的高強(qiáng)、高韌的粘合劑。2）研制尖端技術(shù)需要的各種粘合劑。如瞬時(shí)高溫（＞3000℃以上）、長(zhǎng)期耐低溫、耐真空、電離輻射、耐疲勞等粘合劑。3）盡速發(fā)展多種可供粘合劑使用的樹脂和助劑，增加可供應(yīng)的多種粘合劑品種。4）解決粘合劑老化問(wèn)題。5）研究粘合劑膠接面的處理方法及測(cè)定膠接效果的檢驗(yàn)技術(shù)。6）加強(qiáng)膠接理論的研究，克服盲目性。五、應(yīng)用狀況

項(xiàng)目

主要應(yīng)用

常用膠粘劑品種

木材制品構(gòu)件膠接，層壓板，人造木骨膠、皮膠、酪素膠、氨基樹脂膠、聚乙酸乙烯酯膠、間苯二酚-甲醛、環(huán)氧膠、脲醛膠紙張

膠接包裝制品、書籍裝訂、紙質(zhì)層壓板

糊精、聚乙烯醇、乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯、聚酰胺、動(dòng)物膠、植物膠、酚醛膠、環(huán)氧膠建筑修補(bǔ)破損、修路、建筑橋梁、膠接地板、壁板、隔音板水泥、瀝青、天然及合成膠乳、環(huán)氧膠塑料

薄膜、管材、板材據(jù)不同情況選用不同膠粘劑纖維制品天然纖維、合成纖維制品多異氰酸酯膠、合成膠乳、酚醛膠、聚酯膠、環(huán)氧膠、聚醋酸乙烯膠橡膠

輪胎制造、制鞋、絕緣、減震及密封裝置天然及合成膠乳、聚胺酯膠、多異氰酸酯膠、其它橡膠基膠粘劑

項(xiàng)目

主要應(yīng)用

常用膠粘劑品種

汽車剎車片、儀表表牌等金屬用的各種合成膠粘劑醫(yī)療橡皮膏、牙齒、皮膚、骨、血管、外科手術(shù)膠乳、氰基丙烯酸酯類膠、甲基丙烯酸酯膠、無(wú)機(jī)膠粘劑電子工業(yè)真空密封、金屬膠接、非金屬膠接、標(biāo)牌、天線、波導(dǎo)、機(jī)柜、框架膠接、半導(dǎo)體器件制造金屬與非金屬用的各種合成膠粘劑、光刻膠船只艦艇隔音板、儀器、儀表、通訊器材金屬與非金屬用的各種合成膠粘劑應(yīng)變片制片、貼片應(yīng)變膠飛機(jī)機(jī)翼、壁板方向舵、儀器儀表、螺母、螺栓等金屬用的各種合成膠粘劑火箭導(dǎo)彈部件連接、發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、密封、固體燃料成型金屬用的各種合成膠粘劑人造衛(wèi)星宇宙飛船太陽(yáng)電池、儀表的密封金屬用的各種合成膠粘劑

膠粘劑配方中，使兩被膠接物結(jié)合在一起時(shí)起主要作用的成分。膠接制品的強(qiáng)度、耐久性、耐候性等，取決于粘料的物理、化學(xué)及力學(xué)等方面的特性。因此，膠粘劑要求粘料有良好的粘附作用、濕潤(rùn)性和相容性。作為膠粘劑粘料的有：熱固性樹脂（酚醛樹脂、脲醛樹脂等）；熱塑性樹脂（聚醋酸乙烯乳液等）；熱熔性樹脂（乙醋熱熔膠等）；合成橡膠（氯丁橡膠、丁腈橡膠等）；天然高分子（淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠等）；無(wú)機(jī)化合物（硅酸鈉、磷酸鹽等）。有時(shí)合成樹脂和橡膠混合作膠料，有時(shí)合成樹脂互相混合作膠料，以改善膠粘劑的膠接等性能。六、主要成分（一）粘料

（二）固化劑和促進(jìn)劑

固化劑是某些膠粘劑的主要添加成分。它可直接參與化學(xué)反應(yīng)，使膠粘劑發(fā)生固化的成分。因此，膠粘劑固化結(jié)果把固化劑引入粘料中，使分子間距、形態(tài)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、力學(xué)穩(wěn)定性等都發(fā)生顯著變化，使原來(lái)熱塑性的膠粘劑變成熱固性的膠粘劑。促進(jìn)劑（催化劑）是加速粘料與固化劑反應(yīng)或促進(jìn)粘料自身反應(yīng)、縮短固化時(shí)間、降低固化溫度的一種添加劑。固化劑和促進(jìn)劑性質(zhì)因膠粘劑的粘料特性不同而異。它們種類繁多，有單一成分，有混合的，也有潛伏性的?？傊?，參照粘料的性質(zhì)、固化條件及膠接制品的要求妥善采用。（三）填充劑

使用填充劑的目的是降低膠粘劑固化過(guò)程中的體積收縮率或賦予膠粘劑某些性能。例如降低膠粘劑固化過(guò)程中的放熱量、提高膠粘劑的粘附性、提高膠粘劑抗沖擊的韌性及降低成本等特殊的性能。其中有的性能在制造粘料過(guò)程中很難或無(wú)法實(shí)現(xiàn)，通過(guò)填充劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。填充劑的作用①起到增粘作用避免膠液因在固化過(guò)程中的流動(dòng)、滲透而造成膠接界面缺膠或透膠現(xiàn)象。纖維狀填充劑增粘作用比較明顯。②補(bǔ)強(qiáng)作用有些膠粘劑分子間的作用力弱，內(nèi)聚能低，因而力學(xué)性能不高。選擇適當(dāng)顆粒大小的填充劑會(huì)起到補(bǔ)強(qiáng)作用。填充劑離子的活性表面與粘料大分子鏈相互結(jié)合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，當(dāng)其中一條分子鏈?zhǔn)艿綉?yīng)力作用時(shí)，可通過(guò)交聯(lián)點(diǎn)將應(yīng)力分散傳遞到其它分子鏈上。若其中一分子鏈發(fā)生斷裂，其它分子鏈可以照樣起作用，而不致于馬上危及全體，可大幅度提高膠粘劑的力學(xué)性能。③降低收縮應(yīng)力和熱應(yīng)力膠粘劑在固化或硬化過(guò)程中伴隨體積的縮小和密度的增加，產(chǎn)生收縮應(yīng)力和熱應(yīng)力。體積的縮小是由于化學(xué)反應(yīng)或低分子物的揮發(fā)、被吸收而引起的。除引起體積收縮外，由于樹脂與被膠接物的熱膨脹系數(shù)不同，還會(huì)產(chǎn)生熱收縮。這兩種收縮都會(huì)在膠層中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成應(yīng)力集中，以致使膠層開裂或整個(gè)膠接界面破壞，直接影響膠接制品的使用壽命。填充劑可調(diào)節(jié)膠粘劑固化或硬化過(guò)程中的收縮率，減少膠粘劑與被膠接物間熱膨脹系數(shù)的差異，并防止裂縫的延伸。因此可提高膠接強(qiáng)度，尤其石膏問(wèn)下的剪切強(qiáng)度，但填充劑添加過(guò)多，粘料大幅度減少，也會(huì)增加內(nèi)應(yīng)力，降低膠接強(qiáng)度。④其它作用a.蛋白質(zhì)或含有單寧的填充劑，有降低甲醛系膠粘劑的游離甲醛的作用；b.面粉還有延長(zhǎng)膠粘劑適用期的作用，但過(guò)量則會(huì)降低膠粘劑的耐水性。（四）增韌劑

增韌劑是一種單官能團(tuán)或多官能團(tuán)的化合物，能與膠粘劑的粘料起反應(yīng)，成為固化體系的一部分，對(duì)增進(jìn)膠粘劑的抗沖擊和開裂等缺陷有較好的效果。有些增韌劑能降低膠粘劑固化時(shí)的放熱量和固化收縮率。有的還能降低內(nèi)應(yīng)力，改善膠粘劑的強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、耐低溫性能和柔韌性等。重要的結(jié)構(gòu)膠粘劑，都是以體型結(jié)構(gòu)的熱固性數(shù)值為粘料，并配以熱塑性樹脂或橡膠膠粘劑等增韌劑。例如，酚醛-縮醛膠粘劑、酚醛-氯丁橡膠膠粘劑等。膠粘劑常用增韌劑有不飽和聚酯、橡膠類、聚酰胺樹脂、縮醛類樹脂、聚氨酯樹脂等。試驗(yàn)證明：增韌劑對(duì)膠接強(qiáng)度的影響很大，各種增韌劑對(duì)同種材料的膠接強(qiáng)度不同，同種增韌劑在一種膠粘劑中的使用量不同，膠接強(qiáng)度也不同，因而在選擇增韌劑時(shí)應(yīng)考慮膠粘劑的性質(zhì)和被膠接材料的特性。（五）增塑劑

增塑劑是能夠增進(jìn)固化體系塑性的物質(zhì)。它在膠粘劑中能提高彈性和耐寒性。與樹脂混合時(shí)是不活潑的，可以認(rèn)為它是一種惰性的樹脂狀或單體狀的填充劑。一般不能與樹脂混溶，因而在膠粘劑固化過(guò)程中，可以從固化體系中離析出來(lái)，隨后陳化，即使不離析也能使膠粘劑的剛性下降。增塑劑是一種高沸點(diǎn)液體或低熔點(diǎn)固體化合物，因而能增加膠粘劑的流動(dòng)性，有利于濕潤(rùn)、擴(kuò)散和吸附。一般多用于環(huán)氧型和聚硫橡膠等膠粘劑。增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。（六）偶聯(lián)劑

對(duì)難膠接的材料在膠接過(guò)程中，為在膠粘劑于被膠接材料表面間形成堅(jiān)固的界面層，常用含有反應(yīng)基團(tuán)的偶聯(lián)劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。偶聯(lián)劑分子一端的基團(tuán)能與被膠接材料表面的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，另一端的基團(tuán)能與樹脂發(fā)生反應(yīng)，這樣偶聯(lián)劑就在膠粘劑與被膠接材料間起架橋作用，通過(guò)它把膠粘劑的表面與被膠接材料的表面連接起來(lái)。

偶聯(lián)劑有若干類型，以硅烷及其衍生物為主。一般來(lái)說(shuō)，硅烷偶聯(lián)劑的粘度低、表面張力低，當(dāng)涂在被膠接材料的表面上，能立刻擴(kuò)散，并容易滲透到被膠接材料表面極細(xì)微的空隙中，顯示了對(duì)被膠接材料表面作用的特征，這對(duì)促進(jìn)膠接是有效的。

當(dāng)然，不同的偶聯(lián)劑所具有的官能團(tuán)也是不同的，但都能與相應(yīng)樹脂中的官能團(tuán)反應(yīng)并形成化學(xué)鍵。官能團(tuán)的活性不同，對(duì)膠接強(qiáng)度的改善也不同。另外，偶聯(lián)劑與膠粘劑的粘料的相容性也是十分重要的。相容性好的偶聯(lián)劑，可在被膠接材料的表面形成一個(gè)均一的面，對(duì)粘料有最好的反應(yīng)效果。（七）稀釋劑

稀釋劑是一種用來(lái)降低膠粘劑粘度、增加膠粘劑滲透能力、改進(jìn)工藝性能的物質(zhì)。有些稀釋劑還能起到降低膠粘劑活性，從而延長(zhǎng)適用期。

稀釋劑有活性稀釋劑和非活性稀釋劑兩種。①活性稀釋劑：是一種分子中含有活性基團(tuán)的稀釋劑，在稀釋過(guò)程中參加反應(yīng)，同時(shí)還能起到增韌作用?；钚韵♂寗┒嘤糜诃h(huán)氧樹脂，其它類型膠粘劑用得較少。②非活性稀釋劑：分子中不含有活性基團(tuán)，在稀釋過(guò)程中不參加反應(yīng)，只是混合于膠粘劑中并起到減低粘度的作用，同時(shí)對(duì)膠粘劑的機(jī)械性能、熱變形溫度、耐介質(zhì)及老化破壞等性能都有影響。它多用于橡膠類膠粘劑、酚醛樹脂、聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂等。使用時(shí)要考慮揮發(fā)速度。常用的非活性稀釋劑有：乙醇、丙酮、甲苯等。（八）其它組分

為改善膠粘劑的某一性能，有時(shí)加入樹脂或特殊添加劑。例如，加入防老劑，以提高耐大氣老化性；加入防腐劑，以防止細(xì)菌的霉變；加入增粘劑，以增加膠粘劑的粘附性和粘度；加入阻聚劑，以提高膠粘劑的貯存穩(wěn)定性；加入阻燃劑，以提高膠接制品的耐燃性，等等。

粘接(膠接)是用粘合劑將被粘物表面連接在一起的過(guò)程。要達(dá)到良好的粘接，必須具備兩個(gè)條件：第一，粘合劑要能很好地潤(rùn)濕被粘物表面；第二，粘合劑與被粘物之間要有較強(qiáng)的相互作用。

接觸角θ<900時(shí)的狀況為潤(rùn)濕，θ>900時(shí)潤(rùn)濕不良，θ=1800不潤(rùn)濕，θ=00時(shí)液體在固體的表面鋪展。一般將θ趨于零時(shí)液體的表面張力稱為臨界表面張力。通常只有粘合劑的表面張力比被粘物的小時(shí)，粘合劑才能較好地潤(rùn)濕其表面。一般金屬、金屬氧化物的表面張力較大，屬于高能表面，粘合劑的表面張力較小，容易在這些材料的表面濕潤(rùn)鋪展，易于粘接。有機(jī)高分子材料的表面張力較低，不容易粘合，特別是含氟聚合物和非極性的聚烯烴類聚合物等難粘材料，更不容易粘合。玻璃、陶瓷介于上述二者之間。另外，木材、纖維、織物、紙張、皮革等屬于多孔物質(zhì)，容易潤(rùn)濕，只需進(jìn)行脫脂處理，即可以粘合。

粘合劑與被粘物之間的結(jié)合力，大致有以下幾種：①由于吸附以及相互擴(kuò)散而形成的次價(jià)結(jié)合；②由于化學(xué)吸附或表面化學(xué)反應(yīng)形成的化學(xué)鍵；③配價(jià)鍵。如金屬原子與粘合劑分子中的N、O等原子形成的配價(jià)鍵；④被粘物表面與粘合劑由于帶有異種電荷而產(chǎn)生的靜電吸引力；

⑤由于粘合劑分子滲進(jìn)被粘物表面微孔中以及凹凸不平處而形成的機(jī)械嚙合力。

該理論認(rèn)為：粘接力是由于膠粘劑滲入被粘物的表面或填滿其凹凸不平的表面，經(jīng)過(guò)固化，產(chǎn)生楔合、鉤合、錨合等機(jī)械作用而成。（一）機(jī)械理論

該理論認(rèn)為：當(dāng)膠粘劑分子充分潤(rùn)濕被粘物表面，并且與之良好接觸，分子間的距離小于5時(shí)，兩種分子之間必定要發(fā)生相互吸引作用，并最終趨于平衡，其界面間的相互作用力主要為范得華力。這種吸附不但有物理吸附，也存在化學(xué)吸附，正是這種吸附力而產(chǎn)生膠接。七、粘接基本原理（二）吸附理論（三）相互擴(kuò)散理論

該理論認(rèn)為：聚合物之間粘合力的主要來(lái)源是擴(kuò)散作用，即兩聚合物端頭或鏈節(jié)相互擴(kuò)散，從而導(dǎo)致界面的消失和過(guò)渡區(qū)的產(chǎn)生。一般而言，膠粘劑與被粘物兩者的溶解度參數(shù)越接近，粘接溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，其擴(kuò)散作用也越強(qiáng)，由擴(kuò)散作用導(dǎo)致的粘接力也越高。這種理論最適合聚合物之間的膠接。

該理論認(rèn)為：膠粘劑與被粘物材料接觸時(shí)，在界面兩側(cè)會(huì)形成雙電層，如同電容器的兩個(gè)極板，從而產(chǎn)生了靜電引力。

認(rèn)為粘合作用與材料及粘合劑的極性有關(guān)，極性材料要用極性粘合劑粘合；非極性材料要用非極性粘合劑粘合。

在膠粘劑分子與被粘物材料表面之間，除了表面存在分子間作用力（物理吸附）外，還存在化學(xué)鍵（化學(xué)吸附）。當(dāng)然，化學(xué)鍵的形成需一定的分子結(jié)構(gòu)和合適的反應(yīng)條件，一旦形成一定數(shù)量的化學(xué)鍵，其膠接強(qiáng)度和膠接耐久性將會(huì)得到顯著提高。

當(dāng)被膠接的材料、膠粘劑及環(huán)境中的低分子化合物或雜質(zhì)等，通過(guò)滲析、吸附及聚集等過(guò)程，在部分或全部界面內(nèi)產(chǎn)生這些低分子化合物的富集區(qū)，這就是弱界面層。必須盡可能除去弱界面層，以增加粘合強(qiáng)度。

W.e.Wake：膠粘劑通過(guò)流動(dòng)對(duì)被粘物能簡(jiǎn)單地機(jī)械相互穿透或聯(lián)結(jié)鉤住。這是以被粘物的宏觀粗糙度來(lái)提高界面接觸面積和摩擦，從而得到高的膠粘強(qiáng)度的膠接理論。但當(dāng)膠接界面不能緊密接觸時(shí)，粗糙度增大，會(huì)因加多氣穴或空隙使非覆蓋面積增加，反而使膠粘強(qiáng)度下降，因此，機(jī)械流變規(guī)律在此條件下就起主要作用。

C.H.HofrichterJr.等提出：膠接強(qiáng)度f(wàn)與界面間化學(xué)反應(yīng)基團(tuán)濃度c成如下關(guān)系：，和為正常數(shù)，，官能團(tuán)過(guò)多，將下降。以偶聯(lián)劑如硅氧烷、鈦酸酯、鉻的絡(luò)合物等預(yù)涂形成的膠結(jié)中，界面間生產(chǎn)化學(xué)鍵已很好了解了；官能團(tuán)間的反應(yīng)加強(qiáng)膠結(jié)，如橡膠硫化與金屬等的膠結(jié)系統(tǒng)，在胺基-酯基間的交換反應(yīng)也證實(shí)在聚酯樹脂/胺基聚合物界面間發(fā)生。A.A.ьерлин等認(rèn)為：膠結(jié)界面只要能達(dá)到分子水平的接觸，則分子間的相互作用和化學(xué)鍵或雙鍵電子層是膠結(jié)強(qiáng)度的基礎(chǔ)。要達(dá)到分子水平的接觸，在現(xiàn)實(shí)膠結(jié)界面間必須經(jīng)過(guò)流變和擴(kuò)散等動(dòng)力學(xué)過(guò)程。（四）靜電理論（五）極性理論（六）化學(xué)鍵膠接理論（七）弱界面理論（八）流變理論（九）化學(xué)反應(yīng)理論（十）分子理論八、影響粘合的因素

1.聚合物和粘合劑的結(jié)構(gòu)（即高分子的極性）2.

粘合劑分子量3.

溶劑4.

水分、雜質(zhì)、偶聯(lián)劑5.

粘合表面處理6.粘合工藝（溫度、壓力、粘合劑厚度等）

九、主要品種（一）環(huán)氧樹脂膠粘劑@（二）酚醛樹脂膠粘劑@（三）聚氨酯膠粘劑@（四）丙烯酸酯類膠粘劑@（五）橡膠膠粘劑@（六）聚醋酸乙烯膠粘劑@（七）有機(jī)硅膠粘劑@（八）氨基樹脂膠粘劑@（九）呋喃樹脂膠粘劑@（十）雜環(huán)高分子膠粘劑@（十一）溶劑型膠粘劑（solventadhesive）

@（一）環(huán)氧樹脂膠粘劑

1．特點(diǎn)：粘附力強(qiáng)，收縮率小，穩(wěn)定性好，具優(yōu)良的介電性質(zhì)和工藝性能。2．粘料（環(huán)氧樹脂）是分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的線型高分子化合物。種類繁多、生產(chǎn)最早、用途最廣的是縮水甘油醚型簡(jiǎn)稱雙酚A型（國(guó)內(nèi)牌號(hào)E型）。雙酚A型環(huán)氧樹脂是由環(huán)氧氯丙烷和二酚基丙烷（雙酚A）在堿性催化劑作用下縮聚而成。3．環(huán)氧樹脂的固化劑：①固化劑種類：加成型，如伯胺、有機(jī)酸及酸酐、低分子聚酰胺等催化型，如咪唑、叔胺、雙氰雙胺和三氟化硼絡(luò)合物②固化機(jī)理：加成型固化機(jī)理/催化型固化機(jī)理

4．添加劑①增韌劑：活性增韌劑有：低分子聚酰胺、液體聚硫膠、液體丁腈膠等；非活性增韌劑有：鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。②稀釋劑：活性稀釋劑主要是一些含有環(huán)氧基的低分子環(huán)氧化合物，如環(huán)氧丙烷正丁基醚、環(huán)氧丙烷丙烯醚、二縮水甘油醚等。使用活性稀釋劑時(shí)，環(huán)氧基數(shù)量有所增加，要適當(dāng)增加固化劑的用量。常用的非活性稀釋劑有鄰苯二甲酸酯、丙酮、二甲苯等。③填料：環(huán)氧樹脂的填料有：石棉纖維、玻璃纖維、石英粉、瓷粉、Al2O3粉、SiO2粉、各種金屬粉、二硫化鉬、石墨粉、硫酸鈣、陶土、水泥、生石灰、滑石粉等。選用填料可分別提高抗沖擊性、耐熱性、表面硬度、粘附性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，降低熱膨脹系數(shù)合收縮率，提高耐磨性合潤(rùn)滑性、提高粘度、降低成本等。④偶聯(lián)劑：硅烷偶聯(lián)劑是有助于提高被粘物（如玻璃、陶瓷、金屬等）與膠粘劑膠接能力的有機(jī)硅烷（RSiX3）。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看：硅烷偶聯(lián)劑的分子一般都含有兩部分性質(zhì)不同的基團(tuán)，一部分基團(tuán)X經(jīng)水解能與無(wú)機(jī)物的表面很好地親合；另一部分基團(tuán)R能與有機(jī)樹脂結(jié)合，從而使兩種不同性質(zhì)的材料“偶聯(lián)”起來(lái)。其使用方法：一是將偶聯(lián)劑涂于被粘物表面；二是將偶聯(lián)劑直接摻入膠粘劑中。

為克服環(huán)氧樹脂固化后膠層脆、耐熱性和耐油性差的缺點(diǎn)，常在環(huán)氧樹脂中加入具有一定特性的高分子化合物，如丁腈膠、尼龍、酚醛、有機(jī)硅樹脂、聚砜等進(jìn)行改性，配制成的各種結(jié)構(gòu)膠具有良好的性能。

（1）環(huán)氧-丁腈

①用于改性的丁腈膠-40，液體丁腈膠和端羧基丁腈膠。目前應(yīng)用較多的是液體丁腈膠和端羧基丁腈膠，它們與環(huán)氧樹脂的混溶性較好。況且，端羧基液體丁腈膠對(duì)環(huán)氧樹脂的改性效果比液體丁腈膠要好，可能是由于其羧基與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂的教練結(jié)構(gòu)中鑲嵌上丁腈鏈段之故。②由于環(huán)氧-丁腈膠粘劑具有膠接強(qiáng)度高、韌性好、耐熱老化性和對(duì)介質(zhì)的穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，廣泛用于航空、國(guó)防等，產(chǎn)品有自力-2，MS-3，KH-511膠等。（2）環(huán)氧-酚醛①在150~200℃高溫下，環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基與酚醛樹脂中的羧甲基、羥甲基相互作用形成交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)。②用耐熱性膠好的酚醛樹脂改性的環(huán)氧樹脂膠，既保持了環(huán)氧樹脂良好的粘附性，又因酚醛樹脂提高了高溫強(qiáng)度且降低了成本。③產(chǎn)品為SY-32，適于蜂窩芯膠接。①這是一種較新的結(jié)構(gòu)膠粘劑，用可溶性尼龍作為環(huán)氧樹脂的改性劑?？扇苄阅猃埵墙?jīng)過(guò)化學(xué)改性，可溶于脂肪族醇類的尼龍，如三元共聚尼龍、羥甲基尼龍等，它們的醇溶液可以和環(huán)氧樹脂混溶，再除去溶劑便可制得膠膜。②環(huán)氧-尼龍膠是利用環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基與尼龍分子中的酰胺基上的活潑氫進(jìn)行接枝反應(yīng)而部分交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在雙氰胺作用下，再適當(dāng)提高其交聯(lián)度而制得的高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)膠。使用溫度范圍60~120℃。用于膠接金屬、金屬-蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)及修補(bǔ)磨損件等。（3）環(huán)氧-尼龍（4）環(huán)氧-聚砜聚砜是一種含芳香環(huán)和砜基的熱塑性高聚物，適合作高強(qiáng)度、耐熱、耐蠕變的結(jié)構(gòu)膠粘劑。5．環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠粘劑（二）酚醛樹脂膠粘劑

1．酚醛-縮醛膠粘劑

①聚乙烯醇縮醛是熱塑性的線型高分子化合物，常用于改性酚醛樹脂的聚乙烯醇縮醛有縮甲醛、縮乙醛、縮丁醛、縮丁糠醛等?？s醛的種類與配比不同對(duì)膠粘劑的性能有較大的影響?？s醛的側(cè)鏈越長(zhǎng)（如縮丁醛），膠膜的韌性和彈性越好，但耐熱性降低較大；縮醛的側(cè)鏈越短（如縮甲醛），增韌效果越差；縮醛的側(cè)鏈?zhǔn)黔h(huán)狀的（如縮糠醛），則具有良好的耐熱性，但韌性降低；而采用縮丁糠醛則可達(dá)到二者兼顧的目的。②為提高膠粘劑的耐熱性，還可加入有機(jī)硅化合物，如正硅酸乙酯，配成酚醛-縮醛-有機(jī)硅膠粘劑，可在-60~300℃內(nèi)有較好的膠接強(qiáng)度，在200℃下長(zhǎng)期工作。2．酚醛-丁腈膠粘劑[常選用丁腈-40]

[特性]：具有較高的膠接強(qiáng)度，良好的抗玻璃性能，較寬的使用溫度-60~150℃，并可達(dá)250~300℃，耐油、耐溶劑性能良好，抗鹽霧性好。[應(yīng)用]：如飛機(jī)結(jié)構(gòu)中輕金屬合金件和蜂窩結(jié)構(gòu)；汽車離合器摩擦片及制動(dòng)片；印刷電路板銅箔與層壓板等以及機(jī)械設(shè)備磨損尺寸的修復(fù)等。（三）聚氨酯膠粘劑

聚氨酯作為膠粘劑使用時(shí)，往往不是采用已聚合的聚氨酯樹脂，而是以多異氰酸酯和多元醇或含有多元游離羥基的聚酯或聚醚為主要成分，再加入某些催化劑（如三乙烯二胺、二丁基二月桂酸錫等）和溶劑配制的膠粘劑，在膠接過(guò)程中使它們反應(yīng)聚合成為聚氨酯。多異氰酸酯本身也可以單獨(dú)作膠粘劑。[特點(diǎn)]：粘接力強(qiáng)，適用廣，可加熱固化也可常溫固化，膠層硬度可調(diào)節(jié)，具有優(yōu)良的低溫性能以及耐酸堿、耐溶劑、耐臭氧、耐霉菌等。[應(yīng)用]：廣泛用于制鞋、食品包裝復(fù)合膜、紡織、木材、土木建筑等。[含義]：以各種類型的丙烯酸酯為基材配成的化學(xué)反應(yīng)型膠粘劑。[特點(diǎn)]：固化迅速、強(qiáng)度較高、使用方便，適于粘接多種材料，為一種理想的膠粘劑。其品種很多。（四）丙烯酸酯類膠粘劑@

α-氰基丙烯酸酯膠粘劑是以α-氰基丙烯酸酯單體為主要成分，加入增塑劑、增稠劑、穩(wěn)定劑和阻聚劑等配合而成。α-氰基丙烯酸酯是十分活潑的單體，很容易在弱堿和水的催化下進(jìn)行陰離子聚合。因?yàn)榉磻?yīng)太快，所以膠層脆性大。幾乎所有的材料都可以用α-氰基丙烯酸酯膠粘劑粘接，如金屬、橡膠、塑料、玻璃等，但不包括未經(jīng)處理的聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯等。1.α-氰基丙烯酸酯膠粘劑由于α-氰基丙烯酸酯膠粘劑的多功能性，因而有著廣泛的用途，如電器、儀表、機(jī)械、電子、光學(xué)儀器、醫(yī)療、輕工、民用等行業(yè)。其中：504和508為醫(yī)用膠粘劑，用于手術(shù)切口和傷口的止血。[缺點(diǎn)]：膠層脆性大、耐沖擊性差、耐熱性不高，可于-50~70℃范圍內(nèi)使用，但因固化速度過(guò)快，因而大面積施工困難。是一種新型密封膠粘劑，它貯存時(shí)與空氣接觸不會(huì)固化，一旦隔絕空氣后便很快聚合固化。厭氧膠是由丙烯酸酯類單體、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、增稠劑和其它助劑（如增塑劑和觸變劑）組成的。厭氧膠的固化是自由基聚合反應(yīng)，但又不同于一般的自由基反應(yīng)。厭氧膠的基本組分在引發(fā)劑分解成自由基時(shí)，容易吸收氧與另一個(gè)自由基相結(jié)合，生成穩(wěn)定的過(guò)氧化物，從而在短時(shí)間內(nèi)消耗初始自由基，失去鏈增長(zhǎng)的能力。所以大量氧起了阻聚作用。當(dāng)絕氧后，引發(fā)劑又使過(guò)氧化物分解產(chǎn)生自由基，進(jìn)而引發(fā)聚合，實(shí)現(xiàn)交聯(lián)固化。厭氧膠可用于密封、粘接、緊固、防松等，如管道螺紋、法蘭面及機(jī)械箱體結(jié)合面的密封防漏；螺栓的鎖固防松、軸承與軸套、齒輪與軸、插件、嵌件等的裝配固定；鑄件、焊件砂眼和氣孔的滲入填塞；各種扣件零件的結(jié)構(gòu)連接等。它由丙烯酸酯類單體與接枝反應(yīng)物、甲基丙烯酸、彈性體、韌性樹脂、引發(fā)劑和促進(jìn)劑等組成，在20世紀(jì)70年代開發(fā)成功的，是目前膠粘劑中較理想的新型膠粘劑。[特點(diǎn)]：非混合型，使用方便，無(wú)需計(jì)量和混合，兩組分可分別涂刷，然后合攏，接觸反應(yīng)即形成牢固粘接；室溫下快速固化；膠接強(qiáng)度高；可用以油面膠接；對(duì)多種材料都有很好的粘接性能。[應(yīng)用]：現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空、汽車、機(jī)械、造船、電器儀表、家具、工藝美術(shù)等部門的結(jié)構(gòu)膠接、應(yīng)急修補(bǔ)、裝配定位、堵油防漏等。2.厭氧膠（絕氧膠、嫌氣膠）3.第二代丙烯酸酯膠粘劑（五）橡膠膠粘劑

以氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、聚硫橡膠、天然橡膠等為基本組分配置成的膠粘劑稱為橡膠膠粘劑。[特性]：強(qiáng)度較低、耐熱性不高，但具有良好的彈性，適用于膠接柔軟材料以及熱膨脹系數(shù)相差懸殊的材料。[類型]：溶液型、乳液型@

溶液型中又有非硫化型和硫化型之分。硫化型膠粘劑因配方中加入硫化劑、增強(qiáng)劑等，因而強(qiáng)度較高。[重要品種]：氯丁橡膠膠粘劑。通用的氯丁橡膠膠粘劑主要有填料型、樹脂改性型以及室溫硫化型等；配方中除氯丁橡膠、填料、硫化劑之外還有其它配合劑。（六）聚醋酸乙烯膠粘劑

以醋酸乙烯樹脂為基材的膠粘劑。[制備]：將醋酸乙烯單體用溶劑（醋酸乙酯或甲醇等）溶解自行聚合，則得到溶劑型聚醋酸乙烯膠粘劑；或?qū)⒋姿嵋蚁﹩误w分散于乳化劑或懸浮于水中，則得到乳液型聚醋酸乙烯膠粘劑。[特性]：其粘接性能，除聚烯烴外，對(duì)所有物質(zhì)都顯示出高的粘接力。但耐水、酸和堿等的性能差，溫度高于室溫時(shí)，粘接強(qiáng)度下降。[應(yīng)用]：主要用于木材、支、織物、玻璃、金屬、陶瓷、塑料等材料的自粘接或這些材料相互間的粘接。廣泛用于建筑、木工、家具、包裝和裝訂等部門。（七）有機(jī)硅膠粘劑

有機(jī)硅膠粘劑分為硅樹脂為基體的膠粘劑和以有機(jī)硅彈性體為基體的膠粘劑兩種；此外，尚有各種改性的有機(jī)硅膠粘劑。[特性及其應(yīng)用]：有機(jī)硅膠粘劑具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐輻射、防水性和耐候性好等特點(diǎn)，廣泛用于宇航、飛機(jī)制造、電子工業(yè)、建筑、醫(yī)療等方面。（八）氨基樹脂膠粘劑[類型]：主要有尿甲醛樹脂膠粘劑和三聚氰胺甲醛樹脂膠粘劑。[特性]：具有色淺、耐光性好、毒性小和不發(fā)霉等特點(diǎn)。另外，三聚氰胺甲醛樹脂還具有良好的耐水、耐油、耐熱性和優(yōu)良的電絕緣性。[應(yīng)用]：主要用于木材加工，如制造膠合板、花板等。三聚氰胺除了用于高級(jí)木材加工外，主要用于膠接玻璃纖維，制造玻璃鋼。（九）呋喃樹脂膠粘劑[類型]：糠醇樹脂膠粘劑、糠醛丙酮樹脂膠粘劑、糠醇丙酮樹脂膠粘劑、糠醛糠醇膠粘劑[特性]：耐熱、耐腐蝕，有較好的力學(xué)性能和電性能。[應(yīng)用]：主要用于膠接木材、橡膠、塑料和陶瓷等。

1.帶有活性端基的聚酰亞胺或其它芳雜環(huán)聚合物帶有各種活性不飽和端基的聚酰亞胺預(yù)聚體克服了酰亞胺本身的許多弊端，使其應(yīng)用得到了進(jìn)一步的發(fā)展。①變縮聚反應(yīng)為加聚反應(yīng)，即先成亞胺環(huán)，后靠活性端基交聯(lián)?？朔斯袒^(guò)程中產(chǎn)生氣泡等問(wèn)題，使揮發(fā)分降至1%以下。這一點(diǎn)對(duì)于高溫蜂窩結(jié)構(gòu)膠粘劑及碳纖維制品的制造都十分重要。②由于聚合物是預(yù)聚體，因此有較低的流動(dòng)溫度。在固化溫度下流動(dòng)性較好，提高對(duì)材料清面的潤(rùn)濕能力，改善了粘接性能。③可溶于普通有機(jī)溶劑。（十）雜環(huán)高分子膠粘劑④預(yù)聚體是乙階段樹脂，可長(zhǎng)期貯存，應(yīng)用于粘接及復(fù)合材料制造的工藝需要。⑤采用加聚反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)，提高了體系的耐介質(zhì)性能，尤其是耐水、耐濕性能有明顯的提高。

常用的不飽和端基有氰基、乙炔基、乙烯基及其它不飽和基團(tuán)。其中以乙炔端基的產(chǎn)物最為成熟，用于其它雜環(huán)預(yù)聚體的效果也最佳。

2.提高聚酰亞胺或聚苯并咪唑的韌性

用端氨基丁腈橡膠來(lái)改性聚酰亞胺或聚苯并咪唑，收到了良好的效果。（十一）溶劑型膠粘劑（solventadhesive）

由聚合物溶解于有機(jī)溶劑中成為溶液，使用中溶劑揮發(fā)而發(fā)生粘接作用的膠粘劑。凡可溶于溶劑的聚合物一般均能制成這類膠粘劑，如丙烯酸酯樹脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、飽和與不飽和聚酯等熱塑性與熱固性聚合物及天然與合成橡膠。溶劑型膠粘劑品種繁多，易于制取，可室溫固化，使用方便，在建筑、汽車、家具及塑料、橡膠制品的膠接中獲得廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是所用溶劑為易燃、易爆及有毒氣體，對(duì)安全及環(huán)保產(chǎn)生嚴(yán)格要求，操作時(shí)必須注意良好的通風(fēng)和穿戴專用勞保服裝及用具。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，溶劑型膠粘劑用量逐年減少。發(fā)展趨勢(shì)為用氯化物溶劑代替甲苯等毒性大、易燃的溶劑；提高溶液中的固體份含量，減少溶劑揮發(fā)量；生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)回收溶劑，減輕環(huán)境污染；開發(fā)無(wú)溶劑型膠粘劑（如水基型膠粘劑）。十、發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展方向@

合成膠粘劑的開發(fā)與應(yīng)用已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史，其發(fā)展速度在各國(guó)的工業(yè)中一直處于領(lǐng)先地位。七十年代后期，以摻混、接枝共聚等方式對(duì)老產(chǎn)品進(jìn)行改性，同時(shí)研制一大批性能優(yōu)異、節(jié)省能源的新品種。近來(lái)又引入互穿網(wǎng)絡(luò)聚合的新技術(shù)，為合成新膠種開辟了一新途徑，致使膠接技術(shù)、在提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品性能、降低成本、適于大規(guī)模自動(dòng)化速度生產(chǎn)等方面起很大作用。（一）甲醛系列膠粘劑@(六)

水劑膠粘劑

（二）熱熔膠粘劑@

(七)

催化反應(yīng)膠粘劑（三）乳液膠粘劑@

(八)

輻照固化膠粘劑（四）反應(yīng)性膠粘劑@

(九)

潛伏固化膠粘劑（五）天然膠粘劑和無(wú)機(jī)膠粘劑

若其中一分子鏈發(fā)生斷裂，其它分子鏈可以照樣起作用，而不致于馬上危及全體，可大幅度提高膠粘劑的力學(xué)性能。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，溶劑型膠粘劑用量逐年減少。1．酚醛-縮醛膠粘劑（二）壓敏型膠粘劑

（三）導(dǎo)電型膠粘劑

（四）密封型膠粘劑

（五）瞬間膠粘劑

（六）結(jié)構(gòu)膠粘劑

（七）其它1.[特性]由于環(huán)氧樹脂具有對(duì)金屬表面極好的粘著力和優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，因此它除用作膠粘劑外還是一類重要的涂料品種?；?qū)⒋姿嵋蚁﹩误w分散于乳化劑或懸浮于水中，則得到乳液型聚醋酸乙烯膠粘劑。吸收和消散輻射線的材料有：鈦、鋁、鉻、鈣、鎂、鋇、鐵、鋅、鉛等。常用的阻尼材料有：聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、不飽和樹脂、硫化橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯等。[特性及其應(yīng)用]：有機(jī)硅膠粘劑具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐輻射、防水性和耐候性好等特點(diǎn)，廣泛用于宇航、飛機(jī)制造、電子工業(yè)、建筑、醫(yī)療等方面。而采用縮丁糠醛則可達(dá)到二者兼顧的目的。Wake：膠粘劑通過(guò)流動(dòng)對(duì)被粘物能簡(jiǎn)單地機(jī)械相互穿透或聯(lián)結(jié)鉤住。1）研究具有特殊性能的粘合劑，如室溫或中溫低壓快速固化，能滿足較高溫或較低溫使用的高強(qiáng)、高韌的粘合劑。α-氰基丙烯酸酯膠粘劑采用酚-胺縮聚物改善毒性；凡可溶于溶劑的聚合物一般均能制成這類膠粘劑，如丙烯酸酯樹脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、飽和與不飽和聚酯等熱塑性與熱固性聚合物及天然與合成橡膠。官能團(tuán)間的反應(yīng)加強(qiáng)膠結(jié)，如橡膠硫化與金屬等的膠結(jié)系統(tǒng)，在胺基-酯基間的交換反應(yīng)也證實(shí)在聚酯樹脂/胺基聚合物界面間發(fā)生。（一）甲醛系列膠粘劑

這類膠粘劑（如酚醛樹脂、脲醛樹脂等）性能優(yōu)良，如：分子量低，濕潤(rùn)性好，含有反應(yīng)性基團(tuán)，能與含纖維素的材料產(chǎn)生化學(xué)吸附，膠接強(qiáng)度高，耐水性良好及耐化學(xué)藥劑侵蝕，是木材加工工業(yè)中消耗量最大的一類膠粘劑，但在被膠接材料和膠接技術(shù)的不斷開發(fā)的情況下，對(duì)膠粘劑提出更高的要求。因此，木材工業(yè)用膠粘劑總的發(fā)展趨勢(shì)是專業(yè)化、綜合性能全面化、低毒、低成本及低能耗。

就脲醛樹脂而言，它的發(fā)展方向是克服或減緩樹脂的老化和固化體積收縮率、研究和推廣低毒脲醛樹脂以及針對(duì)各種被膠接材料的物理化學(xué)特性研究專用脲醛樹脂，以提高膠接制品的綜合性能。酚醛樹脂須解決低堿含量、低毒、快速固化及低成本等問(wèn)題。

浸漬用三聚氰胺樹脂，尚需研究提高樹脂的韌性及降低成本等。發(fā)展浸漬用脲醛樹脂的合成工藝及樹脂的理化性能。（二）熱熔膠粘劑

[熱熔膠粘劑研究和應(yīng)用的最新進(jìn)展]

熱熔膠是一種以熱塑性樹脂為粘料的固體膠粘劑。此種膠粘劑受熱而熔融，能濕潤(rùn)被膠接材料的表面，冷卻固化產(chǎn)生膠接。與其它膠粘劑相比，熱熔膠固化快、膠接強(qiáng)度高、純固體不含容積、無(wú)污染、運(yùn)輸方便、可膠接的材料廣泛、且適用于油面等物體的膠接，但不足之處是耐熱性低、需要一定的制造設(shè)備、投資較大。近年來(lái)熱熔膠發(fā)展特別快，年增長(zhǎng)率達(dá)15%，主要用于木材加工、包裝、制鞋及金屬等的膠接。

熱熔膠所用的粘料主要是乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚酰胺、聚氨酯及聚乙烯等，其中EVA的消耗量占絕大部分。

為使這些樹脂兼具適宜的膠接強(qiáng)度、內(nèi)聚強(qiáng)度、柔韌性、濕潤(rùn)性和熱熔粘度等特性，除要研究用蠟降低粘度、提高流動(dòng)性、用增粘樹脂增加粘性、用填料調(diào)節(jié)收縮應(yīng)力等之外，將進(jìn)一步研究共聚物中單體的比例、分子量和支化度以及通過(guò)更迭共聚改變樹脂結(jié)構(gòu)，調(diào)整極性基團(tuán)，合成出理想的共聚物。同時(shí)研究用特定的聚乙烯醇于EVA反應(yīng)制成水分散性和水溶性熱熔膠，而且必須無(wú)毒。

反應(yīng)性熱熔膠用以克服一般熱熔膠膠接強(qiáng)度和耐熱性都有局限性的缺點(diǎn)。它是綜合了熱熔膠和反應(yīng)型膠粘劑兩方面的膠接特性，即使在使用初期，低于120℃的溫度熱熔時(shí)，仍有良好的流動(dòng)性，對(duì)被膠接材料的表面產(chǎn)生良好的濕潤(rùn)，然后通過(guò)濕氣固化（一液型）或固化劑作用下（兩液型）發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。提高膠粘劑的耐熱、耐熱蠕變、耐寒、耐化學(xué)藥劑侵蝕及對(duì)金屬、木材、皮革、塑料等各種材料的膠接性能，而且延長(zhǎng)露置時(shí)間，適合某些膠接工藝的需要，擴(kuò)大熱熔膠的應(yīng)用范圍。（三）乳液膠粘劑

乳液膠粘劑例如聚醋酸乙烯酯乳液，在木材加工工業(yè)中近年來(lái)的消耗量逐漸增加，大有代替皮革的趨勢(shì)。

聚醋酸乙烯酯乳液（PVAC），它的價(jià)格較低，對(duì)纖維材料及多孔性材料等有優(yōu)異的膠接強(qiáng)度。近年來(lái)為改善脲醛樹脂的脆性和耐水性，常采用聚醋酸乙烯酯乳液作為改性劑。為提高這種混合膠的性能，須研究聚醋酸乙烯酯乳液與脲醛樹脂的相容性及兩種樹脂的混合比。近年來(lái)又發(fā)展了聚氨酯、環(huán)氧等再分散型水乳液、非水乳液及粉沫乳液，總之，趨勢(shì)是多元共聚、摻混各種物質(zhì)以達(dá)到改性、降低成本、擴(kuò)大應(yīng)用的目的。[乳液聚合物膠粘劑的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)@

][典型代表]：改性丙烯酸酯膠粘劑（第二代丙烯酸酯膠粘劑）@。二十世紀(jì)七十年代中期首先由杜邦公司研制成功的。[制備]：一般是將高分子彈性體溶于反應(yīng)性丙烯酸單體中，加入穩(wěn)定劑配成基礎(chǔ)物質(zhì)，并加入引發(fā)劑作甲組分；同樣在基礎(chǔ)物質(zhì)中加入促進(jìn)劑作乙組分。膠接時(shí)把甲乙兩組分分別涂在兩個(gè)被膠接材料的表面上，合攏后很快固化。此種膠粘劑稱為雙主劑的雙組分膠粘劑。在固化過(guò)程中，由于引發(fā)劑的引發(fā)，反應(yīng)性單體與彈性體之間發(fā)生游離基接枝共聚反應(yīng)，使之具有優(yōu)異的性能。[特點(diǎn)]：室溫快速固化，且固化速度可調(diào)；兩組分無(wú)需嚴(yán)格計(jì)量調(diào)配，使用方便；膠接的材料廣泛，而且適用于油面的膠接。（四）反應(yīng)性膠粘劑

近年來(lái)各國(guó)針對(duì)于丙烯酸酯膠粘劑的不足仍在進(jìn)行改性和提高。如尋求高碳鏈的丙烯酸酯單體代替易揮發(fā)的單體，以改進(jìn)臭味；采用硅烷偶聯(lián)劑改善耐水性；采用酚-胺縮聚物改善毒性；采用單組分膠改善貯存穩(wěn)定性等。（一）微膠囊膠粘劑@（二）壓敏型膠粘劑

（三）導(dǎo)電型膠粘劑

（四）密封型膠粘劑

（五）瞬間膠粘劑

（六）結(jié)構(gòu)膠粘劑

（七）其它

1.灌漿膠2.導(dǎo)磁膠3.耐超低溫膠4.水下固化膠5.光敏膠6.潛性固化膠7.靜電植絨膠8.耐高溫膠9.點(diǎn)焊膠10.導(dǎo)熱膠十一、特種膠粘劑學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)目的：通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，了解涂料的含義、作用、組成、發(fā)展?fàn)顩r、分類等；掌握涂料的主要品種的特性與應(yīng)用；了解特種涂料的特性與應(yīng)用；了解涂料的施工工藝等。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1.涂料的主要品種的特性與應(yīng)用；2.涂料的含義、作用等。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1.涂料的主要品種的特性與應(yīng)用；2.特種涂料的特性與應(yīng)用。涂料

涂料

一、含義

涂料是指涂飾于物體表面而形成牢固附著的連續(xù)薄膜材料。由于最早的涂料常利用植物油和天然樹脂，因而稱為油漆。隨著石油化工和合成聚合物工業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前植物油和天然樹脂已逐步為合成聚合物改性和取代，因而油漆已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能包括涂料的所屬范疇。三、組成（一）主要成膜物質(zhì)

1.油脂1）植物油：桐油、豆油、蓖麻油等2）動(dòng)物油：牛油、鯊魚肝油

2.樹脂1）天然：蟲膠、松香、天然瀝青等2）合成：酚醛、醇酸、氨基、丙烯酸酯、環(huán)氧等（二）次要成膜物質(zhì)

1.著色顏料1）無(wú)機(jī)：鈦白、氧化鋅、鉻黃、鐵藍(lán)、鉻綠、碳黑等2）有機(jī)：甲苯胺紅、酚菁藍(lán)等

2.體質(zhì)顏料：滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇等（三）輔助成膜物質(zhì)（助劑）增塑劑、催干劑、固化劑、防霉劑、防污劑、乳化劑、潤(rùn)滑劑、防腐劑、增稠劑、觸霉劑、顏料分散劑等（四）揮發(fā)物質(zhì)（溶劑和稀釋劑）石油溶劑、苯、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、丙酮、丁醇等四、發(fā)展?fàn)顩r

一）主要目標(biāo)1．涂料品種向高固體份、水性和粉末等省能型涂料轉(zhuǎn)變2．涂料工程的合理化，如紫外光固化、電子束固化、低溫快速固化的推廣3．涂料制造技術(shù)的改進(jìn)4．涂料作業(yè)環(huán)境的改善，污染的減少等5．?dāng)[脫對(duì)石油化工原料的依賴，開發(fā)無(wú)機(jī)涂料，并擴(kuò)大應(yīng)用范圍二）須克服的困難1．合成樹脂涂料所用的原料90%以上來(lái)自于石油化工，原料價(jià)格的大幅度上漲，要求節(jié)約和合理使用資源。2．涂料的制造、涂裝、涂膜固化、涂料原料的生產(chǎn)需耗用能量，大約每生產(chǎn)一噸涂料需耗2.5噸原油，要求節(jié)約和合理使用能源。3．大氣污染、廢水處理、涂裝環(huán)境等方面，要求文明生產(chǎn)，減輕和杜絕污染。三）發(fā)展方向1．傳統(tǒng)溶劑型涂料向高固體份涂料、水性涂料、粉末涂料、無(wú)溶劑涂料等發(fā)展。2．涂料品種向多樣化、系列化、高質(zhì)量發(fā)展。3．涂料在生產(chǎn)技術(shù)和施工技術(shù)將進(jìn)一步提高，能量和原材料消耗將大幅度下降。五、涂料的命名

1.涂料的全名=顏色或顏料名稱+成膜物質(zhì)名+基本名稱2.涂料中成膜物質(zhì)名稱應(yīng)作適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，如聚氨基甲酸酯簡(jiǎn)化成聚氨酯。如果漆基中含有多種成膜物質(zhì)，可選取起主要作用的那一種成膜物質(zhì)命名。3.基本名稱代號(hào)（GB2705-92）4.涂料的型號(hào)

第一部分為涂料的類別用漢語(yǔ)拼音字母表示，第二部分為基本名稱，第三部分為涂料序號(hào)。[實(shí)例]C-04–5C代表成膜物質(zhì)，04代表基本名稱，5代表涂料序號(hào)5.輔助材料型號(hào)包括輔助材料種類和輔助材料序號(hào)兩部分，如：H-2H為輔助材料代號(hào)（X—稀釋劑；F—防潮劑；G—催干劑；T—脫漆劑；H—固化劑），2為輔助材料序號(hào)。噴漆，浸漬漆，電泳漆，烘漆等。（1）油脂Y（2）天然樹脂T（3）酚醛樹脂F(xiàn)（4）瀝青L（5）醇酸樹脂C（6）過(guò)氯乙烯樹脂G（7）硝基纖維Q（8）纖維酯及醚類M（9）氨基樹脂A（10）乙烯樹脂X（11）丙烯酸樹脂B（12）聚酯樹脂Z（13）環(huán)氧樹脂H（14）聚氨酯S（15）元素有機(jī)聚合物W（16）橡膠類J（17）其它E（18）輔助材料建筑涂料，汽車涂料，木器涂料，船舶涂料，塑料涂料，紙張涂料，罐頭涂料等。水性涂料，溶劑性涂料，粉末涂料，無(wú)溶劑涂料等。六、分類

一）按涂料中主要成膜物質(zhì)分（GB2705-81）二）按顏料分無(wú)顏料的清漆，加顏料的色漆三）按形態(tài)分四）按用途分五）按使用效果分八）按外觀分類絕緣涂料，防銹涂料，防污涂料，防腐涂料等。面漆（包括罩光漆），底漆。

1.按涂膜的透明狀況：清澈透明的稱為清漆，其中帶有顏色的稱為透明漆，不透底的通稱為色漆。2.按涂膜的光澤狀況：有光漆、半光漆和無(wú)光漆3.按表面紋理狀況：皺紋漆、錘紋漆、桔形漆、浮雕漆等七）按施工涂裝方法分六）按施工順序分七、主要品種（一）酯膠漆@（二）酚醛漆@（三）醇酸樹脂涂料@（四）氨基樹脂涂料@（五）丙烯酸樹脂涂料@（六）環(huán)氧樹脂涂料@（七）聚氨酯樹脂涂料@（八）有機(jī)硅涂料@（九）瀝青涂料@（十）不飽和聚酯漆@

[制備]：以甘油松香酯與干性油一起熬煉，再加入催干劑及溶劑調(diào)至適當(dāng)粘度而成。[特性]：漆膜比較光亮、耐水性好，耐酸堿性差。[用途]：一般用于涂飾木器，以顯示木器的底色花紋。（一）酯膠漆

（二）酚醛漆

[類型]：①松香改性酚醛樹脂：它是將酚醛樹脂與松香、甘油共煮，使酚醛樹脂能溶于干性油，而酚醛樹脂又提高了甘油松香酯的耐水、耐油、耐化學(xué)介質(zhì)及耐候性等。

②油溶性酚醛樹脂：它是將純酚醛樹脂直接溶于油中，但不是所有的純酚醛樹脂都能溶于油，只有用對(duì)苯基苯酚、對(duì)環(huán)己酚、對(duì)叔丁酚、對(duì)戊基苯酚制得的酚醛樹脂才可溶于油中。[分析]：由于酚環(huán)上引入烴基，隨著烴基部分的增加，極性受到改變，作為一個(gè)整體的酚來(lái)看，就更接近烴的性質(zhì)，這是它能溶于油的主要原因。[特性]：耐水性、耐酸性、光澤夠比較好，漆膜附著力強(qiáng)、堅(jiān)硬。耐候性比醇酸涂料差。[用途]：主要用于建筑工程、機(jī)車、車輛、機(jī)械設(shè)備及室內(nèi)、外要求不高的一般性涂裝。（三）醇酸樹脂涂料

[主要成膜物質(zhì)]

是醇酸樹脂[它是由多元酸（如鄰苯二甲酸酐）和多元醇（如甘油、季戊四醇）的縮聚產(chǎn)物，屬于體型的熱固性樹脂]，但一般要經(jīng)過(guò)改性——干性油改性。用油改性不僅改善了醇酸樹脂的不溶解性，并提高了它的涂膜性能。[特性]

較好的光澤和較高的機(jī)械強(qiáng)度，能在室溫中干燥，戶外耐久性好，保光性強(qiáng)，平穩(wěn)、堅(jiān)韌和金屬表面有很好的附著力。[用途]

廣泛用于金屬、木材表面的涂飾。

●醇酸樹脂可與硝酸纖維素、過(guò)氧乙烯樹脂、氨基樹脂、氯化橡膠并用改性，也可在制造過(guò)程中加入其它成分制成改性的醇酸樹脂，如松香改性醇酸樹脂，酚醛改性醇酸樹脂，苯乙烯改性醇酸樹脂、丙烯酸酯改性醇酸樹脂等。[主要成膜物質(zhì)]

是以脲甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂或它們的混合物。氨基樹脂涂料都是熱固性的，必須在加熱條件下才能固化成膜（烘漆）。[特性]：色淺光亮。加入顏料后，顏色鮮艷豐滿。保光性強(qiáng)、堅(jiān)硬、戶外耐久性優(yōu)于醇酸樹脂涂料。具優(yōu)良的附著力、耐水、耐汽油、耐機(jī)油、耐磨等。[用途]：主要用于要求裝飾性能好的工業(yè)制品，如汽車等金屬表面。（四）氨基樹脂涂料

[特性]

光澤（色淺、透明）和保光性好，戶外耐候性好，耐熱、耐過(guò)熱烘烤，能耐一般酸、堿、鹽和油脂、洗滌劑等。[類型]

自干型（熱塑型）烘干型（熱固型）[用途]

熱塑性丙烯酸漆廣泛應(yīng)用于織物、木器及金屬制件，加入熒光顏料可制成發(fā)光漆，在航空工業(yè)及建筑工業(yè)中有廣泛應(yīng)用；熱固性丙烯酸漆固化后性能更好，在要求高裝飾性能的輕工產(chǎn)品如縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、漆表以及轎車等方面應(yīng)用十分廣泛。（五）丙烯酸樹脂涂料

[特性]

由于環(huán)氧樹脂具有對(duì)金屬表面極好的粘著力和優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，因此它除用作膠粘劑外還是一類重要的涂料品種。[類型]①胺固化環(huán)氧樹脂②酯化環(huán)氧樹脂③粉末環(huán)氧樹脂[用途]性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、造船工業(yè)以及化工和電氣工業(yè)中。（六）環(huán)氧樹脂涂料

（七）聚氨酯樹脂涂料（研究進(jìn)展@A）

[特性]

附著力好、光亮、耐磨、并且有良好的耐化學(xué)性能和耐低溫性能。但戶外耐候性差，且有一定的毒性。[類型]

①聚氨酯改性油涂料②濕固化型聚氨酯涂料③封閉型聚氨酯涂料④催化固化型聚氨酯涂料⑤羥基固化型聚氨酯涂料[性能及其用途]具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，如優(yōu)良的附著力、極好的裝飾性、較全面的耐化學(xué)藥品性能，被廣泛用于國(guó)防、航空、交通、家電、儀表、木器家具、防水材料、皮革制品、玻璃及塑料制品等領(lǐng)域，具體如地板漆、甲板漆、紗管漆等。（八）有機(jī)硅涂料（研究進(jìn)展@B）

它是以有機(jī)硅聚合物或有機(jī)硅改性聚合物為主要成膜物質(zhì)的涂料。[特性]

有機(jī)硅由于以Si-O鍵為主鏈，因而有機(jī)硅涂料具有優(yōu)良的耐熱性、電絕緣性、耐高低溫、耐電暈，耐潮濕和抗水性，對(duì)臭氧、紫外線和大氣的穩(wěn)定性良好，對(duì)一般化學(xué)藥品的抗耐力好。[應(yīng)用]

多用于耐熱涂料、電絕緣涂料、耐候涂料等。它是以瀝青為基料加入植物油、樹脂、催干劑、顏料、填料等助劑而制成的涂料。[特性]

瀝青漆具有耐水、耐化學(xué)腐蝕及電絕緣性的特點(diǎn)且價(jià)廉易得，但裝飾性不好。[應(yīng)用]

瀝青溶液涂料用做防腐涂料。瀝青與干性油熬煉制成的涂料可作一般絕緣用。瀝青與合成樹脂制成的漆可用做船底漆，涂于水線下；瀝青與漆用酚醛樹脂、干性油經(jīng)高溫熬煉的瀝青烘漆，由于漆膜堅(jiān)硬，烏黑發(fā)亮，廣泛用于自行車及小五金涂裝。瀝青涂料因其成本低，用途比較廣泛。（九）瀝青涂料（十）不飽和聚酯漆[制備]：它是由不飽和二元酸與二元醇經(jīng)縮聚反應(yīng)制成的直鏈型的聚酯樹脂，再以單體稀釋而組成的。這種涂料在引發(fā)劑和促進(jìn)劑存在下，能交聯(lián)轉(zhuǎn)化成不熔不溶的漆膜。其中，不飽和單體同時(shí)起著成膜物及溶劑的雙重作用，因此也可稱為無(wú)溶劑漆。[特性]：在不飽和聚酯樹脂漆料中，加入一些光敏物質(zhì)，或直接將光敏物質(zhì)與不飽和聚酯樹脂聚合，這樣所得的涂料能夠感光。其優(yōu)點(diǎn)是在短時(shí)間內(nèi)可以完全固化，貯存方便，以采用單組分體系，固化時(shí)苯乙烯的損失極少。可以涂敷在膠合板、塑料、紙張和其它材料上。[應(yīng)用]：不飽和聚酯漆用作金屬貯槽內(nèi)壁的防腐蝕涂料，效果很好，它對(duì)食品無(wú)污染、無(wú)毒，啤酒廠已廣泛采用。在不飽和聚酯樹脂中適當(dāng)?shù)丶尤胩盍峡芍瞥删埘ツ佔(zhàn)?，它解決了溶劑型樹脂膩?zhàn)?如醇酸樹脂膩?zhàn)?、過(guò)氯乙烯樹脂膩?zhàn)拥?里外干燥速度不一樣的問(wèn)題，但存在固化速度慢、打磨性差等缺點(diǎn)。八、特種涂料

（一）復(fù)合基料和復(fù)合涂料

它是應(yīng)用兩種或兩種以上的不相容樹脂經(jīng)加工配合在一起，組成多相(/復(fù)合)基料，再由復(fù)合基料配制而成。其中：復(fù)合基料既保持原有基料的某些特點(diǎn)，還可通過(guò)改變組成、配比和組合方法，賦予涂料某些預(yù)定的使用性能。目前所關(guān)注的是利用相分離和配向性不同的原理，經(jīng)一次涂裝能獲得多層涂膜的新型復(fù)合涂料。由它可制成復(fù)合粉末涂料和復(fù)合溶劑型涂料。開發(fā)的品種有：環(huán)氧-丙烯酸樹脂。通過(guò)一次涂裝，附著力和防銹性好的環(huán)氧樹脂形成下層膜，耐候性優(yōu)異的丙烯酸樹脂形成上層膜。（二）重防腐涂料

其特點(diǎn)是在苛刻的腐蝕條件下，防護(hù)壽命比一般防腐涂料高數(shù)倍。國(guó)外十分重視防腐涂料的發(fā)展。目前主要品種有：無(wú)機(jī)富鋅、環(huán)氧瀝青、乙烯基、厚漿型氯化橡膠、無(wú)溶劑環(huán)氧聚酰胺、無(wú)溶劑環(huán)氧砂漿