胶粘剂的基础知识
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环氧树脂及环氧树脂胶粘剂的基本知识一、环氧树脂的概念环氧树脂是指高分子链结构中含有两个或两个以上环氧基团的高分子化合物的总称,属于热固性树脂,代表性树脂是双酚A型环氧树脂。
二、环氧树脂的特点(通常指双酚A型环氧树脂)(一)优点1、单独的环氧树脂应用价值很低,它需要与固化剂配合使用才有实用价值。
2、高粘接强度:在合成胶粘剂中环氧树脂胶的胶接强度居前列。
3、固化收缩率小:在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小,这也是环氧树脂胶固化胶接高的原因之一。
例如:酚醛树脂胶:8—10%;有机硅树脂胶:6—8%聚酯树脂胶:4—8%;环氧树脂胶:1—3%若经过改性加工后的环氧树脂胶收缩率可降为0.1—0.3%,热膨胀系数为 6.0×10-5/℃4、耐化学性能好:在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。
在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用两年;而在50%H2SO4和10%HNO3常温浸泡半年;10%NaOH(100℃)浸泡一个月,性能保持不变。
5、电绝缘性优良:环氧树脂的击穿电压可大于35kv/mm6、工艺性能良好、制品尺寸稳定、耐性良好和吸水率低。
(二)缺点双酚A型环氧树脂的优点固然好,但也有其缺点:①操作粘度大,这在施工方面显得有些不方便;②固化物性脆,伸长率小;③剥离强度低;④耐机械冲击和热冲击差。
三、环氧树脂的应用与发展1、环氧树脂的发展史:环氧树脂是1938年由P.Castam申请瑞士专利,由汽巴公司在1946年研制出最早的环氧粘接剂,1949年美国的S.O.Creentee研制了环氧涂料,我国于1958年开始环氧树脂的工业化生产。
2、环氧树脂的应用:①涂料工业:环氧树脂在涂料工业中需用量最大,目前较广泛使用的有水性涂料、粉末涂料和高固分涂料。
可广泛用于管道容器、汽车、船舶、航天、电子、玩具、工艺品等行业。
UV胶水的基础知识
一、UV胶水定义:UV胶水,又称紫外固化胶、无影胶、UV光固化胶等,是一种单组分,低粘度,高强度丙烯酸酯类胶粘剂。
具有贮存期长、不含溶剂、固化速度快、透明性好以及耐热耐化学品性能好等特点。
紫外固化胶,是一种必须通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂,在一定波长的紫外线照射下几秒钟内便可表干。
UV紫外固化胶的固化速率,最终固化深度及表干效果与紫外光源,光照时间,材质的透光率等因素有关。
建议通过试验确定具体的固化时间。
二、紫外固化胶特点:
1、耐候性优,优异的抗黄变、湿气和化学性能;
2、固化快、反应可控制;无溶剂、无污染;适合自动化作业;
3、粘接材料广泛、粘接强度高,可结构粘接、应用面广泛;
4、光学性能优;胶液无色透明、固化后透光率> 90% ,有无影胶之称。
5、缺点是被粘物必须一面透光,固化时需要设备才能固化;
三、UV胶水的成分:
UV紫外光固化胶水以液态的齐聚物(又称为预聚物)为基础,加入特定的活性稀释单体(又称为活性稀释剂)、光引发剂和其他助剂配制而成。
四、UV胶水固化原理:
紫外线(UV)是肉眼看不见的,是可见光以外的一段电磁辐射,波长在
110~400nm的范围。
UV胶水固化原理是UV 固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子,引发预聚体和活性稀释剂发生连锁聚合、交联化学反应,使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。
胶粘剂基础知识及产品详解
一、胶粘剂概述
胶粘剂(Adhesive),又称为粘合剂,是一种非塑性的硬质材料,它
是用来结合物体表面的一种特殊材料。
根据粘合剂的分类,胶粘剂又可以
分为水胶、溶剂胶、热熔胶等。
根据胶粘剂的粘接效果,又能分为强粘、
中粘、弱粘等。
二、胶粘剂种类
1、水基胶粘剂:水性胶粘剂有聚酯胶、乳胶、聚氨酯等,是成膜粘
接的低毒、环保型胶粘剂,具有粘合性能优越,结果耐久,安全和无毒。
2、溶剂热熔胶:溶剂胶是指在溶剂的作用下,得到溶胶态的胶粘剂。
其特点是:由于溶剂的作用,热熔胶的粘接和软化温度较低,粘接迅速;
但是溶剂的挥发会使胶粘剂表面出现弱点,而且热熔胶的溶剂是有毒,对
于人体和环境有害。
3、热熔胶:热熔胶是一种以聚乙烯为主要原料的共聚物,具有较强
的粘性,当热熔胶加热到一定的温度后,其粘接牢度较高,热熔胶的溶解
不耗能,而且热熔胶能够满足各种结构强度的要求,耐温耐化学性好,无
毒无害。
云石胶、AB胶、瓷砖胶的基础知识在工程中如胶粘剂种类、螺丝螺钉型号等这些辅助固定材料往往是随处可见,但是大家好像很难记住它们的用途,有时候基本的概念理解也不对,所以这里我们做一个“胶粘剂的通识”知识版块,帮助大家理解。
首先我们最常接触到的“胶粘剂”在装饰中有这么几类:■按照粘结强度:结构胶和非结构胶,顾名思义就是用在结构粘结处,需具备很强的粘结强度、牢固度、韧性等特征,如幕墙用干挂胶、石材干挂胶等。
■按用途:按照使用用途大致分为下面3类用于材料粘结,如墙纸胶、硅酮胶等用于界面收口,如腻子胶等用于收口填缝,如勾缝剂、密封胶、发泡胶等1、首先粘结剂也好、胶粘剂也好,都是“胶水”的统称,我们谈的AB胶、瓷砖胶、发泡胶都能叫粘结剂。
另外我们俗称的“结构胶”也是一个统称,结构胶种类非常多。
2、人造石粘结剂,说石材粘结剂也无妨,它和“云石胶”完全属于“不同世界的胶类”,一个是石材/瓷砖铺贴用的,一个是“粘结材料、快速固定”等用途用的。
和你一起总结上面的知识点,关于云石胶、瓷砖胶、AB胶1 云石胶真的如“字面意思”理解吗?施工中经常会接触到的云石胶,真的就能粘石头吗?关于它的材料属性可以看下面的知识卡片:云石胶的颜色有米黄和和偏深化的颜色,也可以加入一些色粉或者色晶搅拌调色,用于其它颜色的石材修补。
因为云石胶是钢性胶粘剂,固化时间很短,而且固化后易碎,所以在使用过程中,一般是先通过云石胶临时固定粘接材料,再通过固化时间相对较长的结构胶进行结构性固定。
米黄云石胶临时固定,AB胶固定加强石材开槽薄弱处的强度△2 AB胶、结构胶、干挂胶傻傻分不清楚?AB胶也经常直接叫“干挂胶”,或者干挂AB胶等,它的材料属性下面具体了解:在个别施工方和设计师不理解胶粘剂类别时候,“乱”用胶水的事也时有发生,如下面1、使用云石胶粘石材,粘结强度不够导致吧台的石材脱落(施工中因为图纸胶类材料错误或者施工方使用错误,最常见的质量通病)2、石材反挂的挂件连接处,云石胶固定后没有使用结构胶加固(可能是施工疏忽,部分固定点位未覆盖到)3 大家熟悉的瓷砖胶粘剂有这么多“叫法”?瓷砖胶粘剂,大家应该就熟悉多了,它的叫法也非常“泛”,像“瓷砖胶、胶泥、溢胶泥、石材粘接剂”都是它的“俗称叫法”,所以下次如果遇到别人这么说,你也应该马上会意,喔原来是这种胶。
胶水基础知识胶水是连接两种材料的中间体,多以水剂出现,属精细化工类,种类繁多,主要以粘料、物理形态、硬化方法和被粘物材质的分类方法。
那么你对胶水了解多少呢?以下是由店铺整理关于胶水知识的内容,希望大家喜欢!胶水的分类标准粘料属性动物胶,植物胶,无机物及矿物,合成弹性体,合成热塑性材料合成热固性材料,热固性、热塑性材料与弹性体复合.物理形态无溶剂液体,有机溶剂液体,水基液体,膏状、糊状,粉状、粒状、块状片状、膜状、网状、带状,丝状、条状、棒状硬化方法低温硬化;常温硬化;加温硬化;适合多种温度区域硬化;与水反应固;厌氧固化;辐射(光、电子束、放射线)固化热熔冷硬化;压敏粘接混凝或凝聚;空气凝固。
被粘物多类材料;木材;纸;天然纤维D;合成纤维;聚烯烃纤维(不含E类);金属及合金;难粘金属(金、银、铜等);金属纤维,无机纤维;透明无机材料(玻璃、宝石等);不透明无机材料;天然橡胶;合成橡胶;难粘橡胶(硅橡胶、氟橡胶、丁基橡胶),硬质塑料,塑料薄膜;皮革、合成革,泡沫塑料;难粘塑料及薄膜(氟塑料、聚乙烯、聚丙烯等);生物体组织骨骼及齿质材料;胶水的使用环境在使用条件胶水和密封胶水要在一定的环境中使用,工作条件对胶接性能有重要影响。
在使用条件中,有受力情况,环境温度和湿度,化学介质情况,户外条件等等。
(1)、受力情况。
当被粘物受剥离力,不均匀扯离力作用时,可选用韧性好的胶,如橡胶胶水、聚氨酯胶等;当受均匀扯离力、剪切力作用时,可选用硬度和强度较高的胶,如环氧胶、丙烯酸酯胶。
(2)、温度情况。
不同的胶水有不同的耐热性。
根据不同的温度,选用不同的胶水。
(3)、湿度。
湿气和水分对胶接界面的稳定性很不利,可以说是有害而无益的。
因为水分子体积小,极性大,经过渗透、扩散,起到一种水解作用,使胶接面破坏或自行脱开,造成胶接强度和耐久性降低。
被粘件要求耐水性好的,选环氧胶,聚氨酯胶等。
(4)、化学介质。
化学介质主要指的是酸、碱、盐、溶剂等,不同类型的胶水,不同的固化条件,具有不同的耐介质能力。
胶粘剂的定义和历史定义:胶粘剂又称粘合剂,简称胶(bonding agent, adhesive),是使物体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料。
在两个被粘物面之间胶粘剂只占很薄的一层体积,但使用胶粘剂完成胶接施工之后,所得胶接件在机械性能和物理化学性能方面,能满足实际需要的各项要求。
能有效的将物料粘结在一起。
历史:考古学证据显示粘合剂的应用历史已经超过6000多年,我们可以看到在博物馆里展出的许多物体在经过3000多年后依然由粘合剂固定在一起。
进入20世纪,人类发明了应用高分子化学和石油化学制造的“合成粘结剂”,其种类繁多,粘结力强。
产量也有了飞跃发展。
胶粘剂的应用和分类应用:电子,汽车,工业,化工,建筑业等各个领域都有用到胶粘剂。
分类:胶粘剂种类繁多,组分各异,有不同的分类方法。
1 按化学类型分类无机胶粘剂(sauereisen的高温水泥)有机胶粘剂:分为天然胶粘剂和合成胶粘剂合成胶粘剂按化学成分主要分为:Epoxy, PU, Silicone, Acrylic, etc.2 按物理形态分类水基型:基料分散于水中形成水溶液或乳液,水挥发而固化。
溶液型:基料在可挥发溶剂中配成一定黏度的溶液,靠溶剂挥发而固化。
膏状和糊状:基料在可挥发溶剂中配成高黏度的胶粘剂,用于密封和嵌缝。
固体型:把热塑性合成树脂制成粒状或块状,加热熔融,冷却时固化。
膜状:将胶粘剂涂于基材上,呈薄膜状胶带3 按固化方式分类热固化:通过加热的方式使粘合剂发生聚合反应而固化,温度和时间根据不同的产品有很大区别。
湿气固化:与空气中的水汽发生聚合反应达到固化。
UV固化:光引发剂紫外光照射下,形成自由基或阳离子从而引发粘合剂的聚合反应而固化。
厌氧固化:在隔绝空气的条件下,发生自由基聚合反应,空气存在会阻碍聚合反应。
催化固化:在催化剂作用下使粘合剂发生聚合反应达到固化。
4 按工艺分类粘合剂(Adhesive):特殊有导电胶,导热胶,芯片的粘结。
粘胶化学知识点总结第一部分:胶水的成分和性质1. 胶水的成分胶水是一种由多种物质组成的黏合剂。
其主要成分包括改性树脂、水、溶剂、增塑剂、填充剂等。
其中,改性树脂是最重要的成分,其种类决定了胶水的性质和用途。
2. 胶水的性质胶水的性质受到多种因素的影响,包括成分、粘度、固化速度等。
常见的胶水性质包括粘接强度、耐水性、耐热性、耐化学品性等。
第二部分:粘胶的种类和应用1. 常见的粘胶种类常见的粘胶种类包括乳胶胶水、树脂胶水、环氧胶水、丙烯酸胶水等。
它们在成分和性质上有所不同,因此适用于不同的材料和环境。
2. 粘胶的应用粘胶广泛应用于日常生活和工业生产中,包括家具制造、建筑装修、汽车制造、包装业等。
不同类型的粘胶适用于不同的应用场景,选用合适的粘胶对于产品的质量和使用寿命至关重要。
第三部分:粘胶的黏附机制1. 黏附机制的基本原理粘胶的黏附机制主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
物理吸附是由于分子间的范德华力引起的,而化学吸附则是由于胶水中的化学成分与被黏合物质表面的化学成分发生化学反应而形成的。
2. 黏附力的影响因素黏附力受多种因素的影响,包括黏合表面的粗糙度、化学成分、温度和湿度等。
选择合适的黏胶和正确的处理方法是提高黏附力的关键。
第四部分:粘胶的环境影响和安全性1. 粘胶的环境影响粘胶的生产和使用会对环境产生一定的影响,包括有机溶剂的挥发、有毒气体的释放等。
因此,在生产和使用过程中应当采取措施减少对环境的影响。
2. 粘胶的安全性粘胶在生产和使用过程中存在一定的安全隐患,如挥发性有机物对人体产生危害,使用过程中应当注意通风换气、避免接触皮肤和呼吸道。
同时,应当妥善存放胶水,避免儿童错误食用造成意外。
结语粘胶化学是一个涵盖多方面知识的综合领域,包括化学、物理和工程技术等。
通过了解胶水的成分和性质、种类和应用、黏附机制以及环境影响和安全性等方面的知识,能够更好地选择和使用胶水,提高产品的质量和安全性,减少对环境的影响。
聚氨酯基本常识一、聚氨酯基础知识聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革、铺面材料等到品种。
广泛用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工业以及纺织等领域。
(一)PU制品的基本组成:生产聚氨酯(PU)制品,其所用的原材料按性质、功能来分,可分为如下几个组份:组份一:异氰酸酯(盐)类—此类原料是PU树脂主要原料之一。
其官能团为:—NCO(即为异氰酸酯基),此类原料中一般在其分子结构中有两个或两个以上的—NCO基。
常用的原料有:MDI、PAPI、TDI三种。
特殊的:HDI(1,6—己二异氰酸酯),IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯),H12MDI(二环己基甲烷二异氰酸酯),HTDI (甲基环己基二异氰酸酯)。
XDI(苯二亚甲基二异氰酸酯),NDI(萘—1,5—二异氰酸酯)。
改性的异氰酸酯类:是指过量的异氰酸酯与含活泼氢类化合物反应,生成末端是—NCO的预聚物。
如液化MDI(碳化二亚胺改性MDI),鞋底原液B料(聚酯多元醇改性MDI),弹性体所用的预聚物等。
组份二:活泼氢类——此类原料是PU树脂主要原料之一。
一般在其分子结构中有两个或两个以上的羟基(—OH)或胺基(—NH2)等。
常用的有:聚酯多元醇,聚醚多元醇,二元醇(EG,BDO,1,6—HDO,PG等),MOCA,TMP,HQEE,水等组份三:溶剂类—此类原料量大,在合成中不参与反应。
常用的有:DMF,MEK,TOL,ETAC,CY,二甲苯,汽油,水等。
组份四:助剂类—此类原料量少,但对制品的品质影响很大,同时其种类很多,根据其作用来分有:催化剂:有机锡类(DBTDL,辛酸亚锡),叔胺类(三亚乙基三胺,三乙醇胺,三乙胺等)表面活性剂:改善制品内部或表面性质。
如硅油匀泡剂(DC—193,DC—5043),DS—80,OT—70等。
抗氧化剂:防止制品在制作过程中,被空气氧化发生颜色变化。
常用的是BHT,I—1010等。
着色剂:分无机和有机颜料,常将颜料与多元醇研磨成糊状物——色浆或色膏,有红、黄、绿、蓝、黑五种颜色。
胶水知识简述及应用注意事项1.塑料的粘接;2.橡胶乳胶的粘接;3.著名胶水公司;4.粘接材料表面处理方法;5.快干胶及厌氧胶应用注意事项.塑料粘接常用方法:塑料粘接常用方法有: α氰基丙稀酸酯UV光固化胶热熔胶溶剂胶环氧胶•α氰基丙稀酸酯别称瞬干胶或快干胶。
民用市场中常见产品是502胶水。
工业生产对瞬干胶性能要求更加严格。
特别在强度,耐温性,耐湿性,白化性,老化性要求较高. 常用工业级瞬干胶有乐泰,3M RITE-LOK系列。
如3M CA40,3M PR100, PR40,PR1500,乐泰401等系列等。
对PVC,PC,PMMA,PA,ABS等材料无需表面处理瞬干胶可以直接粘接。
对PET,PBT,POM,PTFE,PP,硅胶等需要用表面处理剂3M RITE-LOK AC77处理后粘接。
瞬干胶对常用橡胶如三元已丙,聚氨酯橡胶,丁氰橡胶,合成橡胶有效粘接。
UV 光固化胶在强度,白化性,耐老化性能方面优于瞬干胶,但有一种材料必须是透明材质,因此限制其应用。
常用于光电子行业。
对PET,PBT,PP,PVC,PC等都有良好的粘接强度。
在紫外线灯照射下可数秒固化。
对于难粘材料需要电晕处理。
国际市场中常见UV胶。
如乐泰UV胶,DYMAX UV胶,DELO UV胶。
•热熔胶也是常用塑料粘接材料。
通过高温把同种或不同种材料联接在一起。
•溶剂胶是塑料粘接常用方法。
主要应用于易溶液塑料。
如ABS,PA,PMMA,PVC,PC 等材料。
一般主些材料可以氯仿或丙酮及其溶液粘接。
对于难溶材料如PP,PTFE,硅橡胶等溶剂胶无法粘接。
•环氧胶应用于塑料料粘接需要改性,并对塑料表面进行处理。
国际市场用于塑料粘接环氧类胶粘剂有LORD305,LORD306,施敏打硬等胶粘剂。
难粘塑料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃和聚四氟乙烯、氟塑料46等含氟类高分子材料。
这些材料很难用胶粘剂很好地粘接,只有通过特殊的表面处理才能达到较好的粘接效果。
聚氨酯基本常识一、聚氨酯基础知识聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革、铺面材料等到品种。
广泛用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工业以及纺织等领域。
(一)PU制品的基本组成:生产聚氨酯(PU)制品,其所用的原材料按性质、功能来分,可分为如下几个组份:组份一:异氰酸酯(盐)类-此类原料是PU树脂主要原料之一.其官能团为:—NCO(即为异氰酸酯基),此类原料中一般在其分子结构中有两个或两个以上的—NCO基。
常用的原料有:MDI、PAPI、TDI三种.特殊的:HDI(1,6-己二异氰酸酯),IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯),H12MDI(二环己基甲烷二异氰酸酯),HTDI(甲基环己基二异氰酸酯).XDI(苯二亚甲基二异氰酸酯),NDI(萘—1,5—二异氰酸酯).改性的异氰酸酯类:是指过量的异氰酸酯与含活泼氢类化合物反应,生成末端是-NCO的预聚物。
如液化MDI(碳化二亚胺改性MDI),鞋底原液B料(聚酯多元醇改性MDI),弹性体所用的预聚物等。
组份二:活泼氢类——此类原料是PU树脂主要原料之一。
一般在其分子结构中有两个或两个以上的羟基(—OH)或胺基(-NH2)等.常用的有:聚酯多元醇,聚醚多元醇,二元醇(EG,BDO,1,6—HDO,PG等),MOCA,TMP,HQEE,水等组份三:溶剂类-此类原料量大,在合成中不参与反应.常用的有:DMF,MEK,TOL,ETAC,CY,二甲苯,汽油,水等。
组份四:助剂类-此类原料量少,但对制品的品质影响很大,同时其种类很多,根据其作用来分有:催化剂:有机锡类(DBTDL,辛酸亚锡),叔胺类(三亚乙基三胺,三乙醇胺,三乙胺等)表面活性剂:改善制品内部或表面性质.如硅油匀泡剂(DC—193,DC-5043),DS-80,OT—70等.抗氧化剂:防止制品在制作过程中,被空气氧化发生颜色变化。
常用的是BHT,I-1010等。
着色剂:分无机和有机颜料,常将颜料与多元醇研磨成糊状物-—色浆或色膏,有红、黄、绿、蓝、黑五种颜色.此外还有其它助剂:紫外线吸收剂,分散剂,防结皮剂,增塑剂,偶联剂,增粘剂等.另外在PU制品中常使用填料,其目的是:改进制品物理性能,补强其力学性能,降低成本.常用的填料有:CaCO3,瓷土,滑石粉等。
带你认识真正的OCA——压敏胶基础理论产业调研 2014-12-26 09:17:03来源: 南京汇鑫光电技术总监夏建明近年来,触控技术已经成为平板显示家族中的一名永久成员,全球对触控类产品近似贪婪的喜好引爆了触摸屏光学胶市场的急剧攀升,让高性能触控显示面板供不应求,同样也让OCA光学胶市场十分火爆,其中手机和平板电脑占据了触摸屏OCA光学胶的大部分市场。
OCA光学胶属于压敏胶的一类,为此,手机报特邀请南京汇鑫光电材料有限公司的夏建明技术总监为行业讲解OCA光学胶的核心技术知识——压敏胶的原理与检测。
一.概述压敏胶全称为压力敏感型胶粘剂(PSA-pressure sensitive adhesive),俗称不干胶,一般通过将其涂布在各种基材上制成压敏胶制品,应用于被粘物的粘接。
压敏胶独特的粘接特性使其逐渐发展成为一个独立的门类。
与结构胶黏剂和非结构胶黏剂相比,压敏胶使粘结过程大大简化,使压敏胶工业得到迅速发展。
压敏胶粘剂可分为溶剂型,乳液型,水溶型,热溶型,紫外光固化型,电子束固化型等。
分子结构类型含橡胶,丙烯酸酯,聚乙烯基醚,聚氨酯,聚异丁烯和有机硅等。
压敏胶的基材有各种纸品,塑料薄膜,纺织品,金属箔,泡沫塑料等,加上压敏胶剂,底涂剂,防粘剂,离型纸(离型膜)等辅助材料组成。
以双面胶带为例,其结构如下图所示:二.压敏胶及其制品理论基础1.压敏胶粘剂的粘合特性压敏胶粘剂决定压敏胶制品的粘合特性。
压敏胶粘剂是一类具有特殊性能的胶黏剂,本身处于半固化状态,使用时一般不需要进一步固化,只需施加一定压力就能使压敏胶润湿被粘表面并粘牢,形成实用且具有一定强度的胶接接头。
压敏胶对外加压力敏感的粘合特性由组成它们的高聚物的粘弹性质所决定。
粘弹性是指高分子在外力作用下,高聚物发生弹性形变和粘性流动。
粘弹性使压敏胶粘剂具有对外力敏感的粘合特性。
当压敏胶粘剂在适当、缓慢压力作用下,产生近似于液体那样的粘性流动,使压敏胶粘剂与被粘物表面紧密接触,并流入被粘物表面的坑洼沟槽中,增大有效接触面积,从而产生一定的粘合力。
胶粘剂的基础知识
胶粘剂是一种强力结合剂,它可以将两个物体牢牢地粘在一起,使它
们形成一个强大的连接。
它是一种有用的工具,可以帮助我们解决家庭装修,修补玩具和衣服,甚至制作微小的电子元件等任务。
胶粘剂一般由几种树脂的组合组成,这些树脂是根据其主要粘合剂的
化学性质和临界温度而定,也可以加入柔软剂,具有润湿性,以及增稠剂,增韧剂,耐晒剂等多种添加剂,以改善其粘接性能,使得胶粘剂能够满足
不同的应用需求。
胶粘剂可以与多种材料配合使用,如塑料,木材,金属,石材,玻璃,纸,布等等。
它们可以用来结合这些材料之间,也可以用来结合这些材料
与其他产品的一种结合技术。
胶粘剂通常分为热熔胶和冷粘胶。
热熔胶需要把材料加热到一定的温
度才能融合,而冷粘胶无需加热就能够与材料融合,因此它们在使用上更
为方便。
使用胶粘剂需要注意以下几点:
1、在使用胶粘剂之前,先清洁和润湿材料表面,以提高粘接效果。
2、要避免在柔软的表面上使用胶粘剂,因为它们很容易被表面上的
油脂污染,并且效果不太好。
胶粘剂的定义和历史定义:胶粘剂又称粘合剂,简称胶(bonding agent, adhesive),是使物体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料。
在两个被粘物面之间胶粘剂只占很薄的一层体积,但使用胶粘剂完成胶接施工之后,所得胶接件在机械性能和物理化学性能方面,能满足实际需要的各项要求。
能有效的将物料粘结在一起。
历史:考古学证据显示粘合剂的应用历史已经超过6000多年,我们可以看到在博物馆里展出的许多物体在经过3000多年后依然由粘合剂固定在一起。
进入20世纪,人类发明了应用高分子化学和石油化学制造的“合成粘结剂”,其种类繁多,粘结力强。
产量也有了飞跃发展。
胶粘剂的应用和分类应用:电子,汽车,工业,化工,建筑业等各个领域都有用到胶粘剂。
分类:胶粘剂种类繁多,组分各异,有不同的分类方法。
1 按化学类型分类无机胶粘剂(sauereisen的高温水泥)有机胶粘剂:分为天然胶粘剂和合成胶粘剂合成胶粘剂按化学成分主要分为:Epoxy, PU, Silicone, Acrylic, etc.2 按物理形态分类水基型:基料分散于水中形成水溶液或乳液,水挥发而固化。
溶液型:基料在可挥发溶剂中配成一定黏度的溶液,靠溶剂挥发而固化。
膏状和糊状:基料在可挥发溶剂中配成高黏度的胶粘剂,用于密封和嵌缝。
固体型:把热塑性合成树脂制成粒状或块状,加热熔融,冷却时固化。
膜状:将胶粘剂涂于基材上,呈薄膜状胶带3 按固化方式分类热固化:通过加热的方式使粘合剂发生聚合反应而固化,温度和时间根据不同的产品有很大区别。
湿气固化:与空气中的水汽发生聚合反应达到固化。
UV固化:光引发剂紫外光照射下,形成自由基或阳离子从而引发粘合剂的聚合反应而固化。
厌氧固化:在隔绝空气的条件下,发生自由基聚合反应,空气存在会阻碍聚合反应。
催化固化:在催化剂作用下使粘合剂发生聚合反应达到固化。
4 按工艺分类粘合剂(Adhesive):特殊有导电胶,导热胶,芯片的粘结。
密封剂(Sealant)灌封胶(Potting & Encapsulation)敷形涂敷(Conformal Coating)底部填充胶(Underfill)顶部包封(Glob Top)5 按受力情况(1)结构胶(2)非结构胶常见胶粘剂的固化机理1 环氧树脂(Epoxy)固化机理:固化剂分两类:胺类及其衍生物,和酸酐类。
其中胺类固化剂是与高分子链中的环氧基发生开还聚合反应,酸酐类固化剂是与高分子链上的羟基发生酯化反应,最终都是形成三维网状结构。
常见的环氧树脂是:双酚A型最典型,线型甲酚型,酚醛环氧树脂等。
2 聚氨酯(PU)无溶剂型单组分聚氨酯:是以一NCO为端基的聚氨酯预聚物为主体的聚氨酯胶粘剂。
固化机理:水气固化。
利用空气中微量水分及基材表面微量吸附水而固化,还可与基材表面活性氢基团反应形成牢固的化学键。
溶剂型单组分聚氨酯:以热塑性聚氨酯弹性体为主体的聚氨酯胶粘剂,主成分为高分子量端OH基线型聚氨酯,羟基数很小。
固化机理:通过溶剂挥发达到固化。
加热可促进固化。
当溶剂开始挥发时胶的粘度迅速增加,产生初粘力。
当溶剂基本上完全挥发后,就产生了足够的粘接力,经过室温放置,多数该类型聚氨酯弹性体中链段结晶,可进一步提高粘接强度。
这种类型的单组分聚氨酯胶一般以结晶性聚酯作为聚氨酯的主要原料。
双组分聚氨酯胶粘剂:主剂一般为聚氨酯多元醇或高分子聚酯多元醇。
固化机理:通过化学反应实现固化。
含端NCO基团的固化剂与主剂中的活性氢羟基发生交联反应而固化。
两组分的配比以固化剂稍过量,即有微量NCO基团过剩为宜,如此可弥补可能的水分造成的NCO损失,保证胶粘剂产生足够的交联反应。
3 常见异氰酸酯:MDI, TDI(在不影响性能的情况下,能用MDI,就不再用TDI)TDI沸点低,易挥发,毒性很大。
MDI毒性很小,挥发很少,应用比较安全。
4 硅胶(silicone)硅橡胶按其硫化机理可分为:加热硫化型、室温硫化型(缩合型)和加成反应型三大类。
加热硫化硅胶:基础胶料是高分子量的聚硅氧烷,以过氧化物为交联剂。
机理:过氧化物引发的自由基交联反应。
室温硫化硅胶:基础胶料是羟基封端的低分子量聚硅氧烷。
室温硫化硅胶按包装形式可分为单组分和双组分两种。
单组分室温硫化硅胶固化机理:是胶料中的羟基遇到空气中的水气,水解成不稳定的羟基,再与交联剂发生缩合反应。
按照交联剂类型不同可以分为以下几种:(1)脱醋酸型(2)脱肟型(3)脱醇型(4)脱丙酮型双组分室温硫化硅胶固化机理:缩合型机理:胶料中的羟基在催化剂(有机锡盐,如二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡等)作用下与交联剂(烷氧基硅烷类,如正硅酸乙酯或其部分水解物)上的烷氧基缩合反应而成。
以脱醇型最为常见。
加成型机理:在催化剂的作用下,发生加成交联。
固化过程没有副产物,但易催化剂中毒。
5 丙烯酸(Acrylic)固化机理:在光或热作用下,引发剂作用下促使丙烯酸中的双键打开,进行自由基链式加成反应。
还可以氧化固化:在氧气作用下引发自由基链式聚合反应。
6 氰基丙烯酸盐的粘合剂(CA)既瞬干胶固化机理:固化时基材表面要有一定的湿度,湿气中和酸性稳定剂后,单体在水气的作用下,在基材表面发生阴离子聚合反应。
从固化机理可以看出:升高温度不会加快瞬干胶的固化,因为温度高,湿度就小,就不能快速完全的破坏酸性稳定剂。
7 厌氧胶的固化机理是自由基聚合反应,氧气的存在会起阻聚作用。
其阻聚机理:引发剂引发单体产生自由基后,容易吸收氧再与另一自由基结合,生成稳定的过氧化物;隔绝氧气后,能迅速进行自由基聚合,实现固化。
8 UV固化机理紫外线丙烯酸型:光引发化剂在紫外光照射下形成自由基,自由基引发丙烯酸单体聚合。
紫外线阳离子(环氧)型:光引发化剂在紫外光照射下形成阳离子,阳离子引发环氧链接形成聚合物。
前者存在氧气抑制作用:生成的自由基会和氧气反应,影响聚合反应的速率。
后者会受湿气影响:空气中的水汽或碱性表面会终止阳离子的活性,影响反应速率。
不同化学类型粘合剂的主要优缺点环氧树脂优点:1 力学性能高。
环氧树脂内聚力强,化学结构致密。
2 粘结性能优异。
3 固化体积收缩率小。
线胀系数也很小,因此内应力小4 工艺性好。
固化时基本不产生低分子量挥发物。
5 电性能好。
6 稳定性好。
不含盐,碱等杂质,一般不会变质。
7 耐热性一般。
缺点:1 不增韧时,固化物一般偏脆,抗剥离、抗开裂、抗冲击性能差。
2 对极性小的材料(如PP、PP、氟塑料等)粘接力小。
必须先进行表面活化处理。
3 有些原材料如活性稀释剂、固化剂等有不同程度的毒性和刺激性聚氨酯优点:1 硬度范围宽。
邵A15~邵D902 机械性能高3 耐磨,抗冲击性高。
4 低温柔韧性好。
5 弹性好。
6 耐候性,耐油性好7 耐生物老化缺点:高温,高湿条件易水解硅胶优点:1 好的电性能。
2 适用的温度范围宽(-50, -100~+200)。
3 柔韧性好,应力低。
4 固化时不放热5低毒。
6 固化后收缩性小。
7 化学性质稳定,耐腐蚀。
8 耐臭氧,耐候性好。
9 憎水性。
弱点:1 粘结性能相对于Epoxy较差。
2 相对于Epoxy,硬度也较低。
3 会有固化抑制或固化中毒的现象。
固化剂中毒:指胶体部分不固化或者整个胶体不固化。
产生的原因是某些材料、化合物、固化剂和增塑剂会阻碍有机硅的固化。
主要包括:有机锡和其他金属有机化合物;含有机锡催化剂的硅酮橡胶;硫,聚硫类,聚砜类或其他含硫化合物;胺,氨基甲酸乙酯或其他含胺物品;不饱和的炭氢增塑剂;一些助焊剂残余物。
解决方法是用清洗剂清洗要粘接和涂敷的表面,然后再点胶。
粘结的过程1 润湿:为使被粘物表面易被润湿,需清洗处理,除去油污。
2 粘胶剂分子的移动和扩散:胶粘剂分子按布朗运动的规律向被粘物表面移动。
3 粘胶剂的渗透:粘接时胶粘剂向被粘物的缝隙渗透,从而增大了接触面积。
4 物理化学结合:化学键结合,范德华力结合。
粘结强度的影响因素粘接接头的强度取决于三个基本因素:1 胶粘剂的内聚强度。
2 被粘材料的内聚强度。
3 胶粘剂与被粘材料之间的粘合力。
图1:不同分子之间的吸引力图2:相同分子之间的吸引力基材条件:1 基材(表面能):表面能越大,基材润湿性越好,越易粘结。
2 表面粗糙程度/间隙:要有一定的粗糙度,金属表面还应去除氧化膜。
3 表面的清洁:表面需除去污渍和油脂等污染物。
工序条件:时间,温度,压力,湿度等润湿的机理图3:润湿机理θ:为接触角接触角越小,润湿越好不同基材的表面能金属(高表面能):–钢,铜,铁,铝等等。
高表面能量塑料:–聚碳酸酯,丙稀氰/丁二烯/苯乙稀共聚物,丙烯酸酯等。
低表面能量塑料:–聚丙烯(PP),聚乙烯(PE),铁弗龙(PTFE聚四氟乙烯),硅橡胶等。
表面能比较低的基材的粘结一般要进行表面处理,需要打底涂剂。
TDS常见术语粘度viscosity:量度流体内部阻止流动的阻力Water=1Cps(水)Honey=8,000–10,000Cps (蜂蜜)。
触变性thixotropy:流体由于受力运动(例如搅拌)而引起粘度变化但静置能复原的性质。
表观密度Specific Gravity:一给定体积的物质相对于相同体积的水的密度。
硬度Durometer Hardness:胶水的硬度高低通常用肖氏硬度(Shore)来表示,硬度高的通常用Shore DXX表示,Shore A和Shore D也可以换算的,ShoreD30相当于Shore A80,肖氏硬度的测试方法:用肖氏硬度计插入被测材料,表盘上的指针通过弹簧与一个刺针相连,用针刺入被测物表面,表盘上所显示的数值即为硬度值。
Physical Properties:抗张强度(Tension Strength)剪切强度(Shear Strength)剥离强度(Peer Strength)压缩强度(Compression Strength)劈裂强度(Cleavage Strength)关于这些概念我们可以看一下他们的受力情况:图4:Bond line in compression图5:Bond line in tension图6:Bond line in peer图7:Bond line in shear图8:Bond line in cleavageThermal Properties:热膨胀系数(CTE):单位为in/in-F时表示:每一英寸长度物体在温度每变化一华氏度时,其长度变化的英寸量。
单位为ppm/°C时表示温度每变化1°C材料长度变化的百分率。
玻璃转化温度(Tg):玻璃转化温度是聚合物的特有属性,当环境温度高于Tg时聚合物成橡胶(塑)态,柔软而有弹性;当环境温度低于Tg时聚合物成玻璃态。
硬而缺乏弹性。
Electrical Properties:介电强度(Dielectric Strength):单位为伏特/密耳或千伏/毫米,一个绝缘物体最高能承受的最高电压。