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胶黏剂的分类与运用

发布时间:2016-07-28 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:374

胶黏剂是指能使一物体的表面与另一物体的表面相粘接的物质,故又称黏结剂(或黏合剂)。

胶黏剂多为混合物,其组成主要包括基料(粘料)、固化剂(硬化剂、熟化剂、变定剂)、填料、增塑剂、稀释剂、偶联剂、稳定剂和防霉剂等。

胶黏剂广泛用于国民经济的各个领域。据文献报道:目前世界胶黏剂的品种已达5000余种,总产量已超过1000万吨,并且还以5%的年增长速度增长。工业胶黏剂应用市场构成:纸、包装及其有关应用领域为35%;建筑和工程为24%;汽车等运输业为10%;其他10%。工业胶黏剂类型市场构成:水系胶45%;热溶胶20%;溶剂胶15%;反应型胶10%;其他10%.

胶黏剂有多种分类方法:

按其形态可分为水基胶黏剂(又分为天然胶黏剂、纤维衍生物类胶黏剂、合成聚合物类水溶性胶黏剂)、溶剂型胶黏剂(又分为热塑性树脂胶黏剂、热固性树脂胶黏剂、橡胶类胶黏剂)、乳液型和胶乳型胶黏剂、无溶剂型胶黏剂、膜状胶黏剂、热熔型胶黏剂六类。

按其化学结构可分为热塑性树脂胶黏剂(又分为聚乙酸乙烯均聚物、聚乙酸乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、氯乙烯系、丙烯酸系、a-氰基丙烯酸酯和厌氧黏合剂等)、热固性树脂胶黏剂(又分为酚醛系树脂、间苯二酚树脂、二甲苯树脂、脲醛系树脂、环氧树脂、聚氨酯(聚异氰酸酯)树脂等)、橡胶类胶黏剂(又分为天然橡胶、合成橡胶等)、无机胶黏剂(又分为水溶性硅酸钠、陶瓷胶黏剂、磷酸盐胶黏剂、水固化性胶黏剂等)、天然胶黏剂(又分为天然橡胶、改性橡胶及再生胶、沥青类胶黏剂、松香(松脂)、淀粉类、动物骨胶、皮胶、蛋白胶等)五类。

按其性能可分为压敏胶黏剂(又分为溶剂活性型胶黏剂、热活性型胶黏剂、压敏胶黏剂)、再湿胶黏剂、瞬干胶黏剂、厌氧胶黏剂(又分为聚醚型、酯型)、耐高温和耐低温胶黏剂(又分为有机类耐高温胶黏剂、无机类耐高温胶黏剂、耐低温胶黏剂)、微胶囊胶黏剂六类。
按用途可分为结构用胶黏剂、非结构用胶黏剂、木材用胶黏剂、金属用胶黏剂、塑料用胶黏剂、纸张和包装用胶黏剂、纤维用胶黏剂、橡胶用胶黏剂、土木建筑用胶黏剂、玻璃用胶黏剂、车辆用胶黏剂、飞机和船舶用胶黏剂、电气和电子工业用胶黏剂、生物体及医疗用胶黏剂十四类。

最新发展的胶黏剂还有:无污染胶黏剂、第二代丙烯酸酯类胶黏剂、光固化和电子射线固化胶黏剂、导电胶黏剂等四类。

胶黏剂主要以天然或合成聚合物为基料,但也有由无机化合物构成的。从形态来看,有水溶液、溶剂溶液、乳液和固体等。固体胶黏剂有薄膜状或颗粒状,需加热熔融使用。从化学结构来看,胶黏剂可分为热塑性树脂、热固性树脂、橡胶(天然或合成)等。无机胶黏剂有早已应用的水玻璃、陶瓷粘料等。天然胶黏剂有天然橡胶、沥青、松香、明胶和酪素胶等。

从性能来看,实际应用的有压敏、再湿、瞬干、厌氧性、耐高温和耐低温等胶黏剂或微胶囊胶黏剂。从用途来看,可大体分为结构用和非结构用两种。具体说,可粘接木材、金属、塑料、纸张、纤维、橡胶、水泥以及玻璃等材料。

实际上,胶黏剂已广泛应用于土木建筑、各种车辆、飞机、船舶、电气、电子工业、生物体和医疗等当今产业社会的各个方面,而且作为家庭用品也已相当普及。

胶黏剂的开发和生产,首先有个无公害化的问题。对酚醛树脂等热固性树脂胶黏剂中的甲醛或溶解热塑性树脂胶黏剂用的溶剂等所引起的公害问题,现在正在进行各种研究,以便做到无公害化。这方面已开发出的有乳液型胶黏剂,或不用溶剂而用紫外线、电子射线固化的胶黏剂等。

胶黏剂新用途的开发动向首先是胶黏剂在尖端技术领域的应用,尤其是微电子设备领域所用的导电型和高热导型胶黏剂。正在研制的高热导型胶黏剂对集成电路(IC)和大规模集成电路(IS)等元件的散热有良好效果。耐高温胶黏剂对航天飞机的开发正在发挥着积极的作用。胶黏剂的黏弹性质和减振性能可在音响部件上应用。以往的胶黏剂的粘接强度,常温固化型不及热固化型。现在上市的环氧、改性丙烯酸酯、第二代和第三代丙烯酸酯胶黏剂(SGA),聚氨酯、氰基丙烯酸酯、厌氧、需氧、有机硅等胶黏剂,与原有的室温固化型比较,是一种高性能的反应型胶黏剂。

环氧树脂。现已研制出环氧工程胶黏剂,抗剥离强度达10kg(宽度25 mm),一定程度地解决了以往在抗剥离强度上存在的问题。

②聚氨酯树脂。在湿木材的粘接、机车车辆面板的准结构粘接等方面的用量正在稳步增长。

氰基丙烯酸酯。可用于多孔材料的、耐冲击性好的新产品,已经研制成功。

④厌氧胶黏剂。厌氧胶黏剂是一种隔断空气而固化的胶黏剂。除目前主要用作密封材料外,还可望利用其固化原理开发新的应用领域。

⑤有机硅树脂。现在主要作密封材料和浇注封装材料。能有效利用其弹性特性的用途也正在逐步开发中。

目前胶黏剂的发展方向主要集中在:

(1)需氧胶黏剂

“需氧”胶黏剂气味小、毒性低、不燃烧、对氧不敏感、变定及固化速度快,仅10一60s,粘接强度高。

(2)功能胶黏剂

①光学功能。聚酯树脂和环氧树脂正在取代过去用于光电子学的香脂。和过去一样,聚乙烯醇缩丁醛增塑剂膜仍然作为胶黏剂,用于汽车和建筑物的安全玻璃上。此外,还用于中空安全玻璃。这种玻璃是在一定的层隙之间充以惰性气体制成的。

②各种新功能。已开发出必要时可以剥离的胶黏剂,即所谓有剥离性的胶豁剂。用于标签、地毯等的粘接。机械作业中临时装配用的胶黏剂、过滤设备用的透水性胶黏剂也已研究成功。另外,人们还期待着一种再生时可被除掉的胶黏剂,这是一种可在废纸再生过程中被除掉的胶黏剂。

生物体方面也是今后可期待的一个领域,例如人们期望一种能粘接机体组织,但组织愈合后即可分解排出体外的胶黏剂。汽车工业和宇航事业要求做到轻量化,是厌氧性、氰基丙烯酸酯、有机硅、聚氨酯以及环氧树脂等各种胶黏剂可以大显身手的领域。随着微电脑的发展,电子工业领域对导电胶黏剂的需求正在与日俱增。为了满足全社会对胶黏剂多样化的要求,今后发展的动向是开发多功能的胶黏剂。为了节约能源,保护环境,今后开发的重点是热熔型、活性液体、粉末、胶膜和胶条。有机溶剂将被水所取代。

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