了解膠粘劑的組成、分類及膠接工藝
2021-07-26 2852
膠接是通過具有黏附能力的物質(zhì),把同種或不同種材料牢固地連接在起的方法。具有黏附能力的物質(zhì)稱為膠粘劑或黏合劑,被膠接的物體稱為被粘物,膠黏劑和被黏物構(gòu)成的組件稱為膠接接頭。
其主要優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高;工藝靈活、快速、簡(jiǎn)便;接頭可靠、牢固、美觀產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和加工工藝簡(jiǎn)單;省材、省力、成本低、變形小。容易實(shí)現(xiàn)修舊利廢接技術(shù)可以有效地應(yīng)用于不同種類的金屬或非金屬之間的聯(lián)接等。
膠粘劑的組成
現(xiàn)在使用的膠粘劑均是采用多種組分合成樹脂膠粘劑,單一組分的膠粘劑已不能滿足使用中的要求。合成膠粘劑由主劑和助劑組成,主劑又稱為主料、基料或粘料;助劑有固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、增稠劑、防老劑、阻聚劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、乳化劑等,根據(jù)要求與用途還可以包括阻燃劑、發(fā)泡劑、消泡劑、著色劑和防霉劑等成分。
1.主劑
主劑是膠粘劑的主要成分,主導(dǎo)膠粘劑粘接性能,同時(shí)也是區(qū)別膠粘劑類別的重要標(biāo)志。主劑一般由一種或兩種,甚至三種高聚物構(gòu)成,要求具有良好的粘附性和潤(rùn)濕性等。通常用的粘料有:
·天然高分子化合物
如蛋白質(zhì)、皮膠、魚膠、松香、桃膠、骨膠等。
2)合成高分子化合物
①熱固性樹脂,如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、脲醛樹脂、有機(jī)硅樹脂等。
②熱塑性樹脂,如聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇及縮醛類樹脂、聚苯乙烯等。
③彈性材料,如丁腈膠、氯丁橡膠、聚硫橡膠等。
④各種合成樹脂、合成橡膠的混合體或接枝、鑲嵌和共聚體等。
2.助劑
為了滿足特定的物理化學(xué)特性,加入的各種輔助組分稱為助劑,例如:為了使主體粘料形成網(wǎng)型或體型結(jié)構(gòu),增加膠層內(nèi)聚強(qiáng)度而加入固化劑(它們與主體粘料反應(yīng)并產(chǎn)生交聯(lián)作用);為了加速固化、降低反應(yīng)溫度而加入固化促進(jìn)劑或催化劑;為了提高耐大氣老化、熱老化、電弧老化、臭氧老化等性能而加入防老劑;為了賦予膠粘劑某些特定性質(zhì)、降低成本而加入填料;為降低膠層剛性、增加韌性而加入增韌劑;為了改善工藝性降低粘度、延長(zhǎng)使用壽命加入稀釋劑等。包括:
1)固化劑
固化劑又稱硬化劑,是促使黏結(jié)物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)加快固化的組分,它是膠粘劑中主要的配合材料。它的作用是直接或通過催化劑與主體聚合物進(jìn)行反應(yīng),固化后把固化劑分子引進(jìn)樹脂中,使原來是熱塑性的線型主體聚合物變成堅(jiān)韌和堅(jiān)硬的體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
固化劑的種類很多,不同的樹脂、不同要求采用不同的固化劑。膠接的工藝性和其使用性能是由加人的固化劑的性能和數(shù)量來決定的。
2)增韌劑
增韌劑的活性基團(tuán)直接參與膠粘劑的固化反應(yīng),并進(jìn)入到固化產(chǎn)物終形成的一個(gè)大分子的鏈結(jié)構(gòu)中。沒有加入增韌劑的膠粘劑固化后,其性能較脆,易開裂,實(shí)用性差。加入增韌劑的膠接劑,均有較好的抗沖擊強(qiáng)度和抗剝離性。不同的增韌劑還可不同程度地降低其內(nèi)應(yīng)力、固化收縮率,提高低溫性能。
常用的增韌劑有聚酰胺樹脂、合成橡膠、縮醛樹脂、聚砜樹脂等。
3)稀釋劑
稀釋劑又稱溶劑,主要作用是降低膠粘劑粘度,增加膠粘劑的浸潤(rùn)能力,改善工藝性能。有的能降低膠粘劑的活性,從而延長(zhǎng)使用期。但加入量過多,會(huì)降低膠粘劑的膠接強(qiáng)度、耐熱性、耐介質(zhì)性能。
常用的稀釋劑有丙酮、漆料等多種與粘料相容的溶劑。
4)填料
填料一般在膠黏劑中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使用填料可以提高膠接接頭的強(qiáng)度、抗沖擊韌性、耐磨性、耐老化性、硬度、[敏感詞]使用溫度和耐熱性,降低線膨脹系數(shù)、固化收縮率和成本等。常用的填料有氧化銅、氧化鎂、銀粉、瓷粉、云母粉、石棉粉、滑石粉等。
5)改性劑
改性劑是為了改善膠黏劑的某一方面性能,以滿足特殊要求而加入的一些組分,如為增加膠接強(qiáng)度,可加入偶聯(lián)劑,還可以加入防腐劑、防霉劑、阻燃劑和穩(wěn)定劑等。