膠粘劑的組成因其來源不同而有很大差異,天然膠粘劑的組成比較簡單,多為單一組分;而合成膠粘劑則比較復(fù)雜,是由多種組分配制而成,以獲得優(yōu)良的綜合性能。合成膠粘劑的組成包括粘料基料、固化劑、促進(jìn)劑、增韌劑、增塑劑、增塑劑、稀釋劑、溶劑、填充劑(填料)、偶聯(lián)劑、防老劑、阻燃劑、阻聚劑、發(fā)泡劑、消泡劑、防霉劑、抗黃劑、著色劑等。膠粘劑的組成除了粘料、固化劑不可缺少之外,其它的成分均視性能要求來決定取舍。
以下逐一簡介之:
一、粘料
粘料也稱“黏料”或“基料”或“膠料”,是使兩個被粘物結(jié)合在一起時起主要作用的組分,也是決定膠粘劑性能的基本成分。
可用作膠粘劑粘料的有:
1、天然高分子化合物:
淀粉、桃膠、阿拉伯樹膠、骨膠、明膠、蟲膠、植物蛋白、松香、瀝青、天然橡膠、天然乳膠等。
2、改性天然高分子化合物:
改性淀粉、氯化橡膠、松香酚醛樹脂、醋酸纖維素、羧基纖維素等。
3、合成高分子化合物:
合成高分子化合物是膠粘劑中性能最好、用得最多、用量最大的粘料,其包括:
熱固性樹脂:是低分子質(zhì)量的液體或固體樹脂,固化后交聯(lián)成不溶不熔的體型結(jié)構(gòu),具有很高的強(qiáng)度、耐熱性和持久性等,適合配制結(jié)構(gòu)膠粘劑。
這類的樹脂有:環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅樹脂、不飽和聚酯樹脂等。
熱塑性樹脂:為線性樹脂,加熱時會變軟或熔融,在適當(dāng)?shù)娜軇┲袝芙?,大多?shù)耐熱性不佳,剛性小,耐介質(zhì)性較差,主要用于配制非結(jié)構(gòu)膠粘劑。
這類的樹脂有:聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龍、ABS、EVA、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯硫醚等。
合 成 橡 膠:是一種重要的彈性體材料,分為固體和液體,硫化后具有優(yōu)異的彈性,耐沖擊振動,用于制造橡膠型膠粘劑。
這類的合成橡膠有:氯丁橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠、氟橡膠、丁基橡膠、丁苯橡膠、聚硫橡膠等。
4、有機(jī)化合物:
有些合成膠粘劑的最終產(chǎn)物是高分子化合物,但膠粘劑的主要成分并不是高分子化合物或預(yù)聚體,而是低分子的有機(jī)化合物(或稱為單體)。
瞬間膠和厭氧膠就屬于這種情 況,它們的粘料分別是氰基丙烯酸酯類和雙甲基丙烯酸酯類。
5、無機(jī)化合物:
包括磷酸鹽 、硅酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽、氧化鎂、氧化鋅等無機(jī)材料,用它們制配的無機(jī)膠粘劑,具有獨特的耐高溫特性。
二、固化劑
1、固化劑又叫“硬化劑”、“熟化劑”,在橡膠型膠粘劑中稱為“硫化劑”。
2、固化劑參與化學(xué)反應(yīng),使粘膠劑發(fā)生固化,將線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)或體型結(jié)構(gòu)。
3、固化劑對膠粘劑的性能有及其重要的影響。
4、應(yīng)根據(jù)膠粘劑中粘料的的性質(zhì),膠粘件的使用條件、工藝要求、環(huán)保性、安全性及成本等因素來選擇合適的固化劑。
三、促進(jìn)劑
1、促進(jìn)劑也稱“催化劑”,是一種能加速固化反應(yīng)、縮短固化時間、降低固化溫度的物質(zhì)。
2、是否需要加入促進(jìn)劑,取決于膠粘劑的類型、固化速度和固化溫度等。
例如:以低分子聚酰胺為固化劑的環(huán)氧膠,需加入促進(jìn)劑,以提高固化速度,常用的促進(jìn)劑為DMP-30;
以雙氰胺固化的環(huán)氧膠加入促進(jìn)劑,可使固化溫度由180℃降低至120℃。
四、增韌劑
1、增韌劑是為改善膠粘劑的脆性,提高其柔韌性而加入的物質(zhì),它可以降低固化時的收縮率,提高膠層的剝離強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。
2、增韌劑一般都含有能參與固化反應(yīng)的活性基團(tuán),能成為交聯(lián)結(jié)構(gòu)中的組成部分。
3、可用的增韌劑有:液體聚硫橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、低分子聚酰胺、氯磺化聚乙烯、端羥基液體聚丁二烯橡膠、不飽和樹脂、共聚尼龍、聚乙烯醇縮醛、聚氨酯、聚醚、聚酰亞胺、聚醚多元醇等。
五、增塑劑
1、增塑劑是為提高膠膜伸長率、柔韌性,降低脆性和體系粘度而加入的高沸點液體或低熔點固體有機(jī)化合物,一般不與粘膠劑主體成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
2、常用的增塑劑有苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、環(huán)氧酯類、氯化石蠟、碳酸酯類等。
六、稀釋劑
1、稀釋劑是用來降低膠粘劑粘度的液體物質(zhì)。
2、它可以控制固化過程的熱反應(yīng),延長膠粘劑的適用期,增加填充劑的用量。
3、稀釋劑一般有兩類:非活性稀釋劑與活性稀釋劑
4、非活性稀釋劑不能參與固化反應(yīng),純屬物理混合過程,僅能降低粘度。
非活性稀釋劑有易揮發(fā)性的溶劑,如丙酮、甲乙酮、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、苯乙烯等;
也有難揮發(fā)的酯類,如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲酚酯等。
5、活性稀釋劑能夠參加固化反應(yīng),有的還能起到增韌作用。
常用的活性稀釋劑有各種低分子質(zhì)量的單雙環(huán)氧縮水甘油醚/酯、叔碳酸縮水甘油酯、1,2-環(huán)氧環(huán)已烷等。
活性稀釋劑主要用于環(huán)氧樹脂膠粘劑。
七、填充劑
1、填充劑又稱“填料”,是為改善膠粘劑的工藝性、耐久性、粘接強(qiáng)度及其它性能或降低成本而加入的一種固體物質(zhì)。
2、加入填充劑可增加粘度,降低熱膨脹系數(shù)和收縮率,提高剪切強(qiáng)度、剛度、硬度、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性、阻燃性、導(dǎo)電性等。
3、有些填充劑可使粘接強(qiáng)度提高50~100%。
4、由于填充劑的價格大多低于合成樹脂,因此加入填料可有效地降低成本。
5、填充劑的種類、粒度、酸堿性和用量等,都對膠粘劑的性能有較大的影響,應(yīng)根據(jù)膠粘劑的類型和性能要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
6、膠粘劑所用的填充劑應(yīng)不與其中的各組分起化學(xué)反應(yīng),不含水分和油脂,易與粘料混合,分散均勻。
7、填料粒度的大小要盡量一致,無毒害,不污染環(huán)境,價格低廉,來源容易。
8、最好是采用混合填充劑,使膠粘劑具有綜合性能。
八、偶聯(lián)劑
1、偶聯(lián)劑是一種分子兩端含有既能與無機(jī)物又能與有機(jī)物反應(yīng)的,官能團(tuán)性質(zhì)不同的化合物,
2、偶聯(lián)劑是通過化學(xué)鍵的形式將兩種性質(zhì)不相同的材料牢固的結(jié)合在一起。
3、偶聯(lián)劑實質(zhì)起著架橋的作用,能夠顯著提高膠粘強(qiáng)度、耐水性、耐熱性和耐濕熱老化性能。
4、偶聯(lián)劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為有機(jī)硅烷類和非硅烷類,后者又分為鈦酸酯類、鋁酸酯類、鋁鈦復(fù)合和有機(jī)鉻絡(luò)合物等。
5、在膠粘劑中常用的是有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑,其次是鈦酸酯偶聯(lián)劑。
九、溶劑
1、溶劑是溶劑型膠粘劑中不可缺少的組分。
2、由于多數(shù)有機(jī)溶劑都有一定有毒害性、易燃易爆性,存在著危害健康、安全、環(huán)境的隱患,故溶劑型膠粘劑日愈受到環(huán)保法規(guī)的限制。
3、溶劑的作用是溶解樹脂或橡膠,使之有一定粘度;稀釋體系則能降低粘度,降低表面張力,增加濕潤性,提高流變性。
4、選擇溶劑應(yīng)綜合考慮其溶解性、揮發(fā)性、環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等。
十、增粘劑
1、增粘劑是能增加膠粘劑初粘性的物質(zhì)。
2、常用的增粘劑有:松香、氫化松香、松香改性物、石油樹脂、萜烯樹脂、酚醛樹脂、烷基酚醛樹脂、聚異丁烯等。
十一、穩(wěn)定劑
1、穩(wěn)定劑是指有助于膠粘劑在配制、儲存和使用期間性能穩(wěn)定的物質(zhì),包括:抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、金屬離子鈍化劑等。
2、膠粘劑常用的穩(wěn)定劑有防老劑RD、防老劑4010、抗氧劑264、沒食子酸丙酯、紫外線吸收劑UV-531、氧化鋅等。