热固性胶粘剂资料课件.ppt
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1、热固性胶粘剂,主讲:梁秀艳,热固性胶粘剂,热固性胶粘剂是在热、催化剂的单独作用下或联合作用下会形成化学键的一类胶粘剂,它固化后不熔化,也不溶解。 与热塑性胶粘剂不同,热固性胶粘剂有良好的抗蠕变性能,可承受高负荷,并在各种热、冷、湿、辐射和化学腐蚀等苛刻的环境中有良好的耐久性,可作为优良的结构胶。热固性胶粘剂主要采用环氧树脂、酚醛树脂、尼龙及乙烯树脂改性的酚醛树脂作为主基料。,凡是用环氧树脂为基料配成的粘胶剂都统称为环氧树脂胶粘剂。环氧树脂是分子结构中含有两个以上的环氧基的线性高分子化合物。它是一种性能优良的粘合剂,能够粘合金属、玻璃、塑料、橡胶、陶瓷、皮革、纤维、木材等,所以,环氧树脂有万能胶
2、之称。 它粘接强度和力学强度高,耐酸、耐碱、耐有机溶剂,收缩率小,可在150200下长期工作,耐寒性可达-50。因而在航空航天、卫星、造船、电子、轻工、建筑以及文物古迹的修复与保护等方面都有重要的用途。环氧树脂本身硬度高,刚性强,但韧性较差,必须加入橡胶等改性物质,才可提高韧性。此外由于环氧树脂中含有大量羟基等亲水基团,故耐水性欠佳,因此须进行改性,以提高抗水性。,1.环氧树脂胶粘剂,环氧树脂作为胶粘剂,是以环氧树脂为基料,加入不同的固化剂等配制而成,为了改善胶粘剂的某些性能,同时加入增韧剂、填料、偶联剂等。目前国内外环氧树脂胶粘剂的种类很多,有纯环氧、环氧酚醛、环氧聚氨酯、环氧橡胶等。,在常
3、用的环氧树脂中,按其化学结构可分成五类。即:缩水甘油醚型、缩水甘油酯型、缩水甘油胺型、线性脂肪族型和脂肪族型。前三类统称为缩水甘油基型环氧树脂,是由环氧氯丙烷与具有活泼氢的多元醇、多元酚、多元酸、多元胺等缩合而成;后二类统称为环氧化烯烃型环氧树脂,是由有机过氧酸使烯烃双键过氧化而得。,1.1 环氧树脂的类型,催化型和反应型两类。催化型主要是叔胺、咪唑、硼化物和有机金属化合物等。反应型有脂肪族和脂肪族胺类、芳香族胺类和有机酸酐等。,1.2 环氧树脂的固化剂,工业上应用最多的环氧树脂是双酚A环氧树脂,属于第一类,是由环氧氯丙烷与二酚基丙烷(简称双酚A)在碱性作用下缩聚而成,分子比不同,产品结构也相
4、异,它占环氧树脂总产量的90%以上。其分子结构如下:,用环氧树脂胶粘接的混凝土预制件建造的澳大利亚悉尼歌剧院,用环氧树脂胶粘接的人行木桥,跨度38m,酚醛树脂是指酚类(苯酚、甲酚、二甲酚等)和醛类(甲醛、乙醛、糠醛等)在酸或碱催化剂作用下经缩聚反应而得到的合成树脂,也是工业化最早的合成树脂。,2. 酚醛树脂胶粘剂,2.1 酚醛树脂,酚醛树脂的特点,优点:极性大、粘合力强、耐热性好、耐老化、耐水、耐油、耐化学介质、耐霉菌、电绝缘性优良等特点。 缺点:脆性大,剥离强度不高,需加热加压固化,收缩率较大,颜色深,有酚类气味等不足之处。酚醛-丁腈、酚醛-环氧、酚醛-聚乙烯醇缩醛类都是优良的结构粘合剂。,
5、酚醛树脂胶粘剂是使用最早,也是目前使用较广的一种合成树脂胶粘剂。类型:纯酚醛胶、酚醛环氧胶、酚醛有机硅胶、酚醛橡胶和间苯二酚甲醛胶等。特点:强度较高,耐热、耐老化、耐溶剂、不易燃等特点,常和其他粘合剂复合应用,以提高抗水性、粘着性。,2.2 酚醛树脂胶粘剂,应用:酚醛树脂价较廉,主要用于木材加工和家具行业,其次是建筑业和铸造业以及其他一些行业。在木材行业主要是粘接刨花板和家具。也用于汽车制动器的衬里,制动蹄片,以及其他摩擦部分的粘合。在机器制造行业中是将铸造所用砂粒粘合成沙型。酚醛树脂还可用于环氧树脂的交联剂,间苯二酚甲醛固化很快,对尼龙粘合力特别大,因此特别适合粘合尼龙产品。,在合成酚醛树脂
6、过程中,原料单体官能团数目,两种单体的摩尔比以及催化剂的类型对合成树脂的化学结构与物理性能有很大的影响。 当酚与醛的摩尔比大于1(苯酚过量)时,在酸性催化剂作用下,先生成邻羟甲基苯酚和对羟甲基苯酚,因为甲醛不足,反应开始时所生成的羟甲基苯酚就与过量的苯酚反应,然后进一步缩聚得到可熔性和可溶性的线型酚醛树脂。,合成酚醛树脂影响因素,酚醛分子比大于1,在盐酸催化下则生成热塑性树脂:,酚醛分子比小于1,可在氨水或氢氧化钠催化下生成热固性树脂:,国内目前通用的未改性酚醛树脂有三种。一是酚钡树脂胶粘剂,它是以氢氧化钡为催化剂制取的A阶酚醛树脂,在石油磺酸类的强酸作用下室温固化,在胶粘剂中存在大量游离酚,
7、毒性大,主要用于木材和纤维板的胶接。二是醇溶性酚醛树脂胶粘剂,毒性相对较小,其工艺与性能与酚钡胶相同。三是水溶性酚醛树脂胶粘剂,这是未改性酚醛树脂中最重要的一种,因其游离酚含量低于2.5,对人体危害性较小,以水为溶剂节约了大量的有机溶剂,且涂胶过程中易于清洗,除大量用于木材加工中,它还可用于泡沫塑料及其它多孔性材料粘接。,2.3 改性的酚醛树脂胶粘剂,2.3.2 酚醛丁腈胶粘剂,主要成份是酚醛树脂和丁腈橡胶。酚醛中的酚羟基与丁腈中的不饱和双键、腈基起反应。为了促进反应,在配方中还添加酸性催化剂(如对氯苯甲酸、二氯化锡)、硫化剂(如硫磺或过氧化物)、硫化促进剂(如二硫化二苯并噻吩、硫基苯并噻吩、
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