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高温胶带厂带您了解胶粘剂开发、设计解析

文章出处:未知 人气:发表时间:2019-04-24 11:57
高温胶带厂带您了解,胶粘剂的应用范畴十分普遍,触及到建筑、包装、航天、航空、电子、汽车、机械、设备、医疗卫生、轻纺等国民经济的各个范畴。正是由于胶粘剂应用的普遍性,所以胶粘剂的品种数以千计,那么实践消费中,如何开发设计一款适宜的胶粘剂呢?
 
本文将从以下五个方面为大家简单引见胶粘剂开发设计的根本原理和步骤。
 
一、胶黏剂开发设计的根底学问
 
二、胶黏剂开发设计原理
 
三、配方优化设计的办法
 
四、胶黏剂固化工艺的设计
 
五、改动胶黏剂性能的设计准绳
 
在开发设计胶粘剂品种之前,我们先理解下关于胶粘剂的一些根底学问。
 
一、胶黏剂开发设计的根底学问
 
胶黏剂的定义:经过界面的粘附和物质的内聚等作用,能使两种或两种以上的制件或资料衔接在一同的自然的或合成的、有机的或无机的一类物质,统称为胶黏剂(adhesive)又叫粘合剂,习气上称为胶。(经过黏协作用。能使被粘物分离在一同的物质)
 
粘结(粘合):指两个外表靠化学力、物理力或者两者兼有的力使之分离在一同的状态。
 
胶黏剂首先必需在被粘物外表粘附,这是由于两相之间产生粘合力,该力来源于次价键力或主价键力。
 
内聚:即单一物质内部各粒子靠主价键力(包括离子键、共价键、配位键、金属键等)、次价键力(包括范德华力、氢键)分离在一同的状态。胶黏剂的内聚力与分子间力、相对分子质量、交联水平、结晶和分子缠绕等要素有关。
 
胶黏剂的请求:
 
1:不管出于何种状态,当涂布时都应呈液态
 
2:对被粘结物外表可以完整铺展,充沛润湿
 
3:必需可以经过某种方式而使液体转变为固体或凝胶状态,构成坚韧而稳定的胶层
 
4:固化后应有一定的强度。可以牢靠的衔接,传送应力,抵御毁坏
 
5:可耐 0℃以上的温度,并禁受一定时间的考验
 
1.1胶黏剂的分类
 
1.1.1:依照外观分类
 
1:溶剂型
 
2:乳液型(水性)
 
3:膏状或糊状
 
4:固体型
 
5:膜状型
 
1.1.2:依照固化方式分
 
水基蒸发型、溶剂挥发型、热熔型、化学反响型、压敏型
 
1.2胶黏剂的根本组成:
 
胶黏剂的组分包括基料、固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、交联剂、促进剂、增韧剂、增粘剂、增稠剂、稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、引发剂、光敏剂、消泡剂、防腐剂、稳定剂、络合剂、乳化剂。
 
1.2.1 基料的品种:
 
基料是胶黏剂的主要成分、主剂或主体聚合物,起粘协作用。依照化学的成分的不同,基料的来源有无机化合物和有机化合物。有机化合物是高分子合成类的高分子基料。
 
1.2.1.1常用的有机化合物
 
热固性合成树脂:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯和丙烯酸树脂。
 
特性:低相对分子量的高聚物或预聚物制成胶黏剂后,在运用过程中经过加热或参加固化剂,或两者均有的条件下,固化成为不溶或不熔的网状高分子,其特性是施胶时胶液易扩散浸透、固化后粘结强度高、韧性好、耐蠕变性、耐热性好。但是热固性树脂胶黏剂固化过程中易产生体积收缩和内应力,使粘结强度降落。能够参加填料等改性剂加以补偿。
 
热塑性合成树脂:橡胶类基料、自然高分子资料、水性胶乳类
 
特性:高相对分子质量的高聚物或预聚物,但是相对分子质量不能太高,否则在施胶时,胶液不易扩散浸透,主要应用在对粘结强度不高的场所。
 
橡胶类基料胶黏剂:
 
橡胶的特性:高弹性、粘结时成膜性能良好、胶膜富有柔韧性、具有优良的耐屈绕性、抗震性和蠕变性能,适用于动态下部件的粘结和不同热收缩系数资料之间的粘结,
 
常用的橡胶有:自然乳胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、SBS等
 
1.2.1.2胶黏剂基料的选择原理
 
依据胶黏剂应用的对象、应用的场所及应用的性能选择。同时分子基料的分子构造与粘结性能的关系甚为亲密。
 
1:高分子资料的极性
 
含有极性基团的基材胶黏剂对极性资料的粘结性能较好,而对非极性资料较差;反之相同。
 
2:高分子资料的结晶性能
 
恰当的结晶性能可以进步高分子资料自身的内聚强度和粘结力,有利于粘结。但是结晶性能太高,分子中的极性基团受约束,不利挪动,其溶解性能也差,粘结性能变差
 
3:高分子资料的分子量
 
分子量小,分子的活动才能和胶液对被粘资料的潮湿才能强,但是太小,资料的内聚力太低,形成粘结强度偏低。普通选择分子量较为平均的树脂。
 
1.2.2固化剂(硬化剂)
 
使基态原料经过化学反响,发作聚合、缩聚或交联反响转变为线性高聚物或者网状高聚物,是胶接接头具有力学强度和稳定性的物质。
 
固化剂的选择:
 
1:最好是液体的无毒、无色、无味的物质
 
2:固化剂与被固化物反响要平稳,放热量少,以减少胶层的内聚力
 
3:耐热性,选用分子中具有反响基团较多的固化剂
 
4:韧性,选用分子链较长的固化剂
 
1.2.3胶黏剂溶剂
 
指可以降低某些固体或者液体分子间力,而使被溶物质分散为分子或离子均一体系的液体,常用的溶剂为低粘度的液体物质。
 
主要有脂肪烃、芳香烃、卤代烃、酯类、醇类、酮类、酸类、醚类、萜烯烃、酰胺类和水类。
 
但是多数的有机溶剂有一定的毒性、易燃性、易爆性、对环境有污染、对平安又隐患、对人体有危害。
 
作用:
 
1聚合反响的介质:是反响缓和、温度易于控制、
 
2 溶解基料:制备溶剂型胶黏剂
 
3:稀释剂:稀释胶黏剂使其到达一定的黏度,有利于潮湿、便于涂布
 
4:调理胶黏剂的挥发速度
 
5:避免凝胶,用来增加储存稳定性
 
6:粘结前的外表清洁处置剂
 
7:直接粘结,某些塑料
 
8:降低本钱、进步效益
 
选择
 
1:极性:选择与基料极性相同或相近的溶剂(类似相容的原理)
 
2:溶解度参数(与极性有关):溶剂的溶解度参数和高分子基体的溶解度参数相近
 
3:溶剂的挥发性:选择挥发度恰当的溶剂或快慢混合的溶剂
 
溶剂挥发太快:胶液外表易成膜、膜下溶剂不易挥发;挥发是一个吸热的过程,太快胶膜外表的温度降低而凝结水汽,影响粘结质量溶剂挥发太慢:表干时间慢,影响工效
 
溶剂的选择要思索到价钱、毒性和来源
 
1.2.4增塑剂
 
是一种降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度,改善胶层脆性、促进熔融活动性的物质。
 
作用:
 
1:屏散高分子化合物的活性基团,削弱分子间作用力,从而降低分子之间的互相作用
 
2:增加高分子化合物的热性、延伸性和耐寒性,降低其内聚强度、弹性模量及耐热性。
 
选择:
 
1:极性:极性大小影响增塑剂与主体资料的相容性,其原理同溶剂作用。
 
2:耐久性:由于渗出、迁移、挥发二损失影响胶的物理机械性能。选择高沸点的或高分子量的增塑剂
 
3:分子量及状态:分子量越高,粘结强度越好
 
常用的增塑剂:邻苯二甲酸酯、磷酸酯类、己二酸酯和癸二酸酯等
 
1.2.5填料
 
在胶黏剂中不与基体起化学反响,但是能够改动其性能,降低本钱的固体资料
 
常用的填料分为有机填料和无机填料:
 
有机填料:改善树脂的脆性、吸湿性高、耐热性能低
 
无机填料:使胶的相对密度增加、脆性增加、但耐热性、介质性能、收缩率等都会有所改善。
 
填料的选择:
 
1:无活性与胶黏剂的其他组分不发作反响
 
2:分散性好与基料有良好的润湿性
 
3:不含水分、有害物质、油脂,无吸湿性
 
4:颗粒平均。无毒
 
5:来源普遍、加工便当、价钱低廉
 
6:填料的密度与基料的密度不能相差太大
 
7:用量适合
 
常用的填料:二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、铝粉、酚醛树脂等
 
1.2.6偶联剂
 
能同时与极性物质和非极性物质产生一定分离力的和化合物,其特性是分子中同时具有极性和非极性局部的物质。
 
常用的偶联剂有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸酯偶联剂。
 
在胶黏剂中常用的是硅烷偶联剂。
 
偶联剂的作用
 
1增加主体树脂
 
自身的分子间的作用力,进步胶黏剂的内聚强度
 
2增加树脂与被粘合物之间的分离,起了一定的架桥作用。
 
不同的偶联剂具有不同的反响基团,反响基团不同对粘结性能的影响也不同。
 
1.2.7其他助剂
 
引发剂:在一定的条件下能合成产生自在基的物质,普通含有不饱和键的化合物中参加引发剂,常用的引发剂有过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化异丙苯、偶氮二异丁氰等
 
促进剂(催化剂):可以降低引发剂的合成温度或加速固化剂与树脂橡胶反响的物质。
 
防老剂:能延缓高分子化合物的老化的物质,关于高温、暴晒下运用的胶黏剂由于容易老化蜕变,在配胶时参加防老剂
 
增稠剂:粘度低的胶黏剂,增加使其粘度增加的物质
 
阻聚剂和稳定剂:阻止或延缓含有不饱和键的聚合物、单体在储存过程中自行交联的物质(对苯二酚)
 
1.3胶黏剂的选用准绳
 
1.3.1依据被粘资料的化学性质停止选择胶黏剂
 
A. 被粘资料的分子构造选择(基团的类型)
 
B.被粘资料的极性选择
 
极性的大小有分子构造的正负电荷中心重合水平决议的。
 
强极性资料:金属、剥离、陶瓷、云母和含有极性基团(-OH、-NH2 、-COOH、-CN、-CO-NH2 、-SH)的聚合物选择极性胶黏剂
 
极性资料运用胶黏剂:酚醛 -丁腈胶、酚醛-缩醛胶、环氧胶、丙烯酸聚酯、无机胶、聚氨酯胶、聚酰亚胺胶、不饱和聚酯胶、氯丁-酚醛胶、脲醛树脂胶、聚乙烯醇胶、聚醋酸乙烯乳胶、
 
非极性资料:聚乙烯、

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