膠粘劑種類(lèi)及應用

發(fā)布時(shí)間:2017-06-20 08:17:27    文章來(lái)源:愛(ài)樂(lè )特膠水網(wǎng) http://bonsaibooom.com

　   愛(ài)樂(lè )特膠水訊:膠粘劑在我們日常已經(jīng)是很常見(jiàn)的了，也是我們生活必不可少的一部分。膠粘劑是粘合，粘接，膠接，膠粘的全稱(chēng)，主要體現在將兩種不同的物體，或者相同的物體粘接在一起的一門(mén)技術(shù)，影響粘接的因素有，重量，密度，溫度等等。膠粘劑特別適合不同的材質(zhì)，不同的厚度的物體相連接?，F在膠粘劑的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，并在高新科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域上，有著(zhù)不可忽視的影響，膠粘劑有哪些分類(lèi)呢？主要的膠粘劑種類(lèi)及應用有哪些。

    據不完全統計，迄今為止已有6000多種膠粘劑產(chǎn)品問(wèn)世，由于其品種繁多，組分各異，尚無(wú)統一的分類(lèi)方法。脲醛樹(shù)脂、酚醛、三聚氰胺－甲醛粘合劑：主要用于木材加工行業(yè)，使用后的甲醛釋放量高于國際標準。聚丙烯酸樹(shù)脂：主要用于生產(chǎn)壓敏膠粘劑，也用于紡織和建筑領(lǐng)域。近年來(lái)，國內企業(yè)從國外引進(jìn)數條壓敏膠粘制品生產(chǎn)流水線(xiàn)，推動(dòng)了國內聚丙烯酸樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。

    聚氨酯膠粘劑：能粘接多種材料，粘接后在低溫或超低溫時(shí)仍能保持材料理化性質(zhì)，主要應用于制鞋、包裝、汽車(chē)、磁性記錄材料等領(lǐng)域。近幾年，國內聚氨酯膠粘劑年產(chǎn)量以平均30％的速度增長(cháng)。國內現約有170家工廠(chǎng)在生產(chǎn)100多種不同規格的此類(lèi)膠粘劑。

    熱熔膠粘劑：根據原料不同，可分為EVA熱熔膠、聚酰胺熱熔膠、聚酯熱熔膠、聚烯烴熱熔膠等。目前國內主要生產(chǎn)和使用的是EVA熱熔膠。聚烯烴系列膠粘劑主要原料是乙烯系列、SBS、SIS共聚體。

    環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑：可對金屬與大多數非金屬材料之間進(jìn)行粘接，廣泛用于建筑、汽車(chē)、電子、電器及日常家庭用品方面。國內生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑工廠(chǎng)有100多家，分布較分散，年產(chǎn)量約為1萬(wàn)噸。

    有機硅膠粘劑：是一種密封膠粘劑，具有耐寒、耐熱、耐老化、防水、防潮、伸縮疲勞強度高、永久變形小、無(wú)毒等特點(diǎn)。近年來(lái)，此類(lèi)膠粘劑在國內發(fā)展迅速，但目前我國有機硅膠粘劑的原料部分依靠進(jìn)

    合成膠粘劑：主要用于木材加工、建筑、裝飾、汽車(chē)、制鞋、包裝、紡織、電子、印刷裝訂等領(lǐng)域。目前，我國每年進(jìn)口合成膠粘劑近20萬(wàn)噸，品種包括熱熔膠粘劑、有機硅密封膠粘劑、聚丙烯酸膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、汽車(chē)用聚氯乙烯可塑膠粘劑等。同時(shí)，每年出口合成膠粘劑約2萬(wàn)噸，主要是聚醋酸乙烯、聚乙烯酸縮甲醛及壓敏膠粘劑。

    木材加工用膠粘劑：用于中密度纖維板、石膏板、膠合板和刨花板等。

    建筑用膠粘劑：主要用于建筑工程裝飾、密封或結構之間的粘接。隨著(zhù)建筑行業(yè)發(fā)展，高層建筑、室內裝飾的發(fā)展需要，建筑用膠粘劑用量急劇增加。我國建筑用膠粘劑消費量約60萬(wàn)噸以上。但專(zhuān)家認為，我國此類(lèi)膠粘劑的產(chǎn)品結構需調整。在國內，建筑裝飾用膠粘劑如聚醋酸乙烯、聚丙烯酸、VAE乳液等基本上可滿(mǎn)足需要，但建筑用密封膠粘劑、結構膠粘劑還需部分從國外進(jìn)口。

    密封膠粘劑：主要用于門(mén)、窗及裝配式房屋預制件的連接處。過(guò)去用桐油與石灰拌制后作為密封劑，現在規定兩層以上樓房必須用合成膠粘劑。高檔密封膠粘劑為有機硅及聚氨酯膠粘劑，中檔的為氯丁橡膠類(lèi)膠粘劑、聚丙烯酸等。在我國，建筑用膠粘劑市場(chǎng)上，有機硅膠粘劑、聚氨酯密封膠粘劑應是今后發(fā)展的方向，目前其占據建筑密封膠粘劑的銷(xiāo)售量為30％左右。

    建筑結構用膠粘劑：主要用于結構單元之間的聯(lián)接。如鋼筋混凝土結構外部修補，金屬補強固定以及建筑現場(chǎng)施工，一般考慮采用環(huán)氧樹(shù)脂系列膠粘劑。

    汽車(chē)用膠粘劑：分為4種，即車(chē)體用、車(chē)內裝飾用、擋風(fēng)玻璃用以及車(chē)體底盤(pán)用膠粘劑。目前我國汽車(chē)用膠粘劑年消耗量約為4萬(wàn)噸，其中使用量最大的是聚氯乙烯可塑膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑及瀝青系列膠粘劑。

制鞋用膠粘劑：年消費量約為12.5萬(wàn)噸，其中氯丁橡膠類(lèi)膠粘劑需要11萬(wàn)噸，聚氨酯膠粘劑約1.5萬(wàn)噸。由于氯丁橡膠類(lèi)膠粘劑需用苯類(lèi)作溶劑，而苯類(lèi)對人體有害，應限制發(fā)展，因此為滿(mǎn)足制鞋業(yè)發(fā)展需求，采用聚氨酯系列膠粘劑將是方向。

    包裝用膠粘劑：主要是用于制作壓敏膠帶與壓敏標簽，對紙、塑料、金屬等包裝材料表面進(jìn)行粘合。紙的包裝材料用膠粘劑為聚醋酸乙烯乳液。塑料與金屬包裝材料用膠粘劑為聚丙烯酸乳液、VAE乳液、聚氨酯膠粘劑及氰基丙烯酸酯膠粘劑。

    電子用膠粘劑：消耗量較少，目前每年不到1萬(wàn)噸，大部分用于集成電路及電子產(chǎn)品，現主要用環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、有機硅膠粘劑。用于5微米厚電子元件的封端膠粘劑我們可以自己供給，但3微米厚電子元件用膠粘劑需從國外進(jìn)口。

    根據《2015-2020年中國膠粘劑行業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)需求與投資預測分析報告》分析：膠粘劑在我國在生產(chǎn)銷(xiāo)售上面快速增長(cháng)以外，膠粘劑研發(fā)的水平也不斷在提升，現在研發(fā)的膠粘劑產(chǎn)品已經(jīng)達到國外最先進(jìn)的水平，并且還在不斷的改善，不斷的創(chuàng )新，應用領(lǐng)域也是相當廣泛，也向著(zhù)新能源，節能環(huán)保等新行業(yè)產(chǎn)品聚焦的發(fā)展趨勢。聚合物之間，聚合物與非金屬或金屬之間，金屬與金屬和金屬與非金屬之間的膠接等都存在聚合物基料與不同材料之間界面膠接問(wèn)題。粘接是不同材料界面間接觸后相互作用的結果。因此，界面層的作用是膠粘科學(xué)中研究的基本問(wèn)題。諸如被粘物與粘料的界面張力、表面自由能、官能基團性質(zhì)、界面間反應等都影響膠接。膠接是綜合性強，影響因素復雜的一類(lèi)技術(shù)，而現有的膠接理論都是從某一方面出發(fā)來(lái)闡述其原理，所以至今全面唯一的理論是沒(méi)有的。

     1.吸附理論人們把固體對膠粘劑的吸附看成是膠接主要原因的理論，稱(chēng)為膠接的吸附理論。理論認為：粘接力的主要來(lái)源是粘接體系的分子作用力，即范德化引力和氫鍵力。膠粘與被粘物表面的粘接力與吸附力具有某種相同的性質(zhì)。膠粘劑分子與被粘物表面分子的作用過(guò)程有兩個(gè)過(guò)程：第一階段是液體膠粘劑分子借助于布朗運動(dòng)向被粘物表面擴散，使兩界面的極性基團或鏈節相互靠近，在此過(guò)程中，升溫、施加接觸壓力和降低膠粘劑粘度等都有利于布朗運動(dòng)的加強。第二階段是吸附力的產(chǎn)生。當膠粘劑與被粘物分子間的距離達到10-5?時(shí)，界面分子之間便產(chǎn)生相互吸引力，使分子間的距離進(jìn)一步縮短到處于最大穩定狀態(tài)。根據計算，由于范德華力的作用，當兩個(gè)理想的平面相距為10?時(shí)，它們之間的引力強度可達10-1000MPa；當距離為3-4?時(shí)，可達100-1000MPa。這個(gè)數值遠遠超過(guò)現代最好的結構膠粘劑所能達到的強度。因此，有人認為只要當兩個(gè)物體接觸很好時(shí)，即膠粘劑對粘接界面充分潤濕，達到理想狀態(tài)的情況下，僅色散力的作用，就足以產(chǎn)生很高的膠接強度?？墒菍?shí)際膠接強度與理論計算相差很大，這是因為固體的力學(xué)強度是一種力學(xué)性質(zhì)，而不是分子性質(zhì)，其大小取決于材料的每一個(gè)局部性質(zhì)，而不等于分子作用力的總和。計算值是假定兩個(gè)理想平面緊密接觸，并保證界面層上各對分子間的作用同時(shí)遭到破壞時(shí)，也就不可能有保證各對分子之間的作用力同時(shí)發(fā)生。膠粘劑的極性太高，有時(shí)候會(huì )嚴重妨礙濕潤過(guò)程的進(jìn)行而降低粘接力。分子間作用力是提供粘接力的因素，但不是唯一因素。在某些特殊情況下，其他因素也能起主導作用。

      2.化學(xué)鍵形成理論化學(xué)鍵理論認為膠粘劑與被粘物分子之間除相互作用力外，有時(shí)還有化學(xué)鍵產(chǎn)生，例如硫化橡膠與鍍銅金屬的膠接界面、偶聯(lián)劑對膠接的作用、異氰酸酯對金屬與橡膠的膠接界面等的研究，均證明有化學(xué)鍵的生成?；瘜W(xué)鍵的強度比范德化作用力高得多；化學(xué)鍵形成不僅可以提高粘附強度，還可以克服脫附使膠接接頭破壞的弊病。但化學(xué)鍵的形成并不普通，要形成化學(xué)鍵必須滿(mǎn)足一定的量子化`件，所以不可能做到使膠粘劑與被粘物之間的接觸點(diǎn)都形成化學(xué)鍵。況且，單位粘附界面上化學(xué)鍵數要比分子間作用的數目少得多，因此粘附強度來(lái)自分子間的作用力是不可忽視的。

      3.弱界層理論當液體膠粘劑不能很好浸潤被粘體表面時(shí)，空氣泡留在空隙中而形成弱區。又如，當中含雜質(zhì)能溶于熔融態(tài)膠粘劑，而不溶于固化后的膠粘劑時(shí)，會(huì )在固體化后的膠粘形成另一相，在被粘體與膠粘劑整體間產(chǎn)生弱界面層（WBL）。產(chǎn)生WBL除工藝因素外，在聚合物成網(wǎng)或熔體相互作用的成型過(guò)程中，膠粘劑與表面吸附等熱力學(xué)現象中產(chǎn)生界層結構的不均勻性。不均勻性界面層就會(huì )有WBL出現。這種WBL的應力松弛和裂紋的發(fā)展都會(huì )不同，因而極大地影響著(zhù)材料和制品的整體性能。

      4.擴散理論兩種聚合物在具有相容性的前提下，當它們相互緊密接觸時(shí)，由于分子的布朗運動(dòng)或鏈段的擺產(chǎn)生相互擴散現象。這種擴散作用是穿越膠粘劑、被粘物的界面交織進(jìn)行的。擴散的結果導致界面的消失和過(guò)渡區的產(chǎn)生。粘接體系借助擴散理論不能解釋聚合物材料與金屬、玻璃或其他硬體膠粘，因為聚合物很難向這類(lèi)材料擴散。

      5.靜電理論當膠粘劑和被粘物體系是一種電子的接受體-供給體的組合形式時(shí)，電子會(huì )從供給體（如金屬）轉移到接受體（如聚合物），在界面區兩側形成了雙電層，從而產(chǎn)生了靜電引力。在干燥環(huán)境中從金屬表面快速剝離粘接膠層時(shí)，可用儀器或肉眼觀(guān)察到放電的光、聲現象，證實(shí)了靜電作用的存在。但靜電作用僅存在于能夠形成雙電層的粘接體系，因此不具有普遍性。此外，有些學(xué)者指出：雙電層中的電荷密度必須達到1021電子/厘米2時(shí)，靜電吸引力才能對膠接強度產(chǎn)生較明顯的影響。而雙電層棲移電荷產(chǎn)生密度的最大值只有1019電子/厘米2（有的認為只有1010-1011電子/厘米2）。因此，靜電力雖然確實(shí)存在于某些特殊的粘接體系，但決不是起主導作用的因素。

      6.機械作用力理論從物理化學(xué)觀(guān)點(diǎn)看，機械作用并不是產(chǎn)生粘接力的因素，而是增加粘接效果的一種方法。膠粘劑滲透到被粘物表面的縫隙或凹凸之處，固化后在界面區產(chǎn)生了嚙合力，這些情況類(lèi)似釘子與木材的接合或樹(shù)根植入泥土的作用。機械連接力的本質(zhì)是摩擦力。在粘合多孔材料、紙張、織物等時(shí)，機構連接力是很重要的，但對某些堅實(shí)而光滑的表面，這種作用并不顯著(zhù)。 返回Ai愛(ài)樂(lè )特官網(wǎng)首頁(yè)