【华东理工大学】《胶黏剂的应用与发展》课件——第四讲(1)

1、2021-10-1512021-10-152（1）粘料，也称为基料或主剂。 能起到胶粘的作用，良好的粘附性和润湿性。 作为粘料的物质： 树脂热固性树脂、热塑性树脂； 橡胶氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶等； 天然高分子物质淀粉、蛋白质。天然橡胶等； 无机化合物硅酸盐、磷酸盐等。（2）固化剂和固化促进剂 固化剂是使低分子化合物或线型高分子化合物交联成体型网状结构，成为不溶不熔的坚固胶层的化学药品。 橡胶中用的固化剂叫做硫化剂。 热固性树脂常需用固化剂固化。2021-10-153（3）增塑剂与增韧剂 增加胶层的柔韧性，提高胶层的冲击韧性，改善胶粘剂的流动性。 增塑剂是一种高沸点液体或低熔点固

2、体化合物，与粘料有一定混容性，但不参与固化反应，如邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。 增韧剂大都是粘稠液体，如低分子聚酰胺，聚硫橡胶等。它们也可作为环氧树脂的固化剂，用量可增大。2021-10-154（4）稀释剂 采用稀释剂来溶解粘料并调节所需要的粘度便于涂胶。 稀释剂有二类：（a）活性稀释剂，它含有反应性基团，既可降低胶液粘度，又能参与固化反应。应与粘料有相容性，使胶液混合均匀。（b）非活性稀释剂，大都是惰性溶剂，不参与固化反应，仅起稀释作用，涂胶后挥发掉。 溶剂的挥发速度。若挥发速度太快，胶层表面易结成膜，妨碍胶层内部溶剂的逸出，导致胶层中产生气泡；若挥发速度太慢，则在胶层内留有溶剂从而会影

3、响胶接强度。通常采用几种不同沸点的溶剂相混来调节挥发速度。2021-10-155（5）填料 加入适量的填料以改善胶粘剂的机械性能和降低产品的成本。 如添加石棉绒、玻璃纤维等来提高冲击强度； 石英粉、瓷粉、铁粉等提高强度和抗压性； 石磨粉、滑石粉等提高耐磨性； 氧化铝、钛白粉等增加粘接力； 金属粉以提高导热性； 加入特殊的导电炭黑、银粉制取导电胶粘剂； 磁粉作填料制取导磁胶粘剂。 所用的填料必须干燥，粉末要细，用量要合适。2021-10-156（6）其他助剂 防老剂以提高耐大气老化性； 防霉剂以防止细菌霉变； 增粘剂以增加胶液粘附性和粘度； 阻聚剂以提高胶液的贮存性； 阻燃剂以使胶层不易燃烧；

4、着色剂以使胶层色泽与被粘件相匹配。2021-10-157（1）按化学成分分类按化学成分分类 硅酸盐: 硅酸钠（水玻璃），硅酸盐水泥 磷酸盐: 磷酸氧化铜 硫酸盐: 石膏 硼酸盐: 熔接玻璃 陶瓷: 氧化锆，氧化铝 低熔点金属: 锡铅无机有 机2021-10-158淀粉系淀粉，糊精蛋白系大豆蛋白，酪素，骨胶，鱼胶，虫胶天然树脂系松香，木质素，树胶、单宁天然橡胶系胶乳，橡胶溶液沥青系天然系热塑性聚醋酸乙烯，聚醋酸醇，聚乙烯醇缩醛类， 聚丙烯酸，聚酰胺，聚乙烯类，纤维素类， 饱和聚酯，聚氨酯，聚氯乙烯类。热固性脲醛树脂，蜜胺树脂，酚醛树脂， 间苯二酚甲醛树脂，环氧树脂，不饱和聚酯， 聚异氰酸酯，聚酰

5、亚胺，聚苯并咪唑。橡胶型氯丁橡胶，丁腈橡胶，丁苯橡胶，丁基橡胶， 聚硫橡胶，羧基橡胶，有机硅橡胶，热塑性橡胶。复合型酚醛聚乙烯醇缩醛，酚醛氯丁橡胶， 酚醛丁腈橡胶，环氧聚酰胺，环氧酚醛， 环氧聚氨酯。树脂型合成系固态型2021-10-159按形态分类按形态分类 水溶性聚乙烯醇，纤维素，脲醛树脂，酚醛树脂， 硅酸钠 溶液硝酸纤维素，醋酸纤维素，聚醋酸乙烯， 氯丁橡胶，丁腈橡胶 乳液（胶乳）聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，天然胶乳， 氯丁胶乳，丁腈橡胶 无溶剂型环氧树脂，丙烯酸聚酯，聚氰基丙烯酸酯 粉状淀粉，酪素，聚乙烯醇，氧化铜 片、块状鱼胶，松香，热溶胶，虫胶 细绳状环氧胶棒，热溶胶 胶膜酚醛聚乙烯醇

6、缩醛，酚醛丁腈， 环氧丁腈，环氧聚酰胺 带状 粘附型，热封型 膏状与腻子 液态型2021-10-1510（3 3）按应用方法分类）按应用方法分类 溶剂挥发型硝酸纤维素，胶水，聚醋室温固化型 潮气固化型聚氰基丙烯酸酯，室温硫化硅橡胶 厌 氧 型 聚丙烯酸双酯，丙烯酸聚醚 加固化剂型脲醛树脂，酚醛树脂，环氧树脂热固型酚醛树脂，环氧树脂，聚氨酯，聚酰亚胺热熔型乙烯-醋酸乙烯共聚树脂，聚酰胺，聚酯，丁苯嵌段 共聚物 接触压胶泥氯丁橡胶 压敏型 自粘（冷粘）型橡胶胶乳类 暖粘（热粘）型加热起粘接的胶粘带 永粘型聚氯乙烯胶粘带，聚酯膜胶粘带， 玻璃纸胶粘带再湿型 水基型涂布糊精、胶类的纸、带 溶剂型涂布酚

7、醛、合成橡胶类的铭牌2021-10-1511（4）按用途分类结构用能长期承受较大负荷，有良好的耐热、油、水等： 酚醛缩醛，酚醛丁腈，环氧丁腈，环氧 尼龙，环氧酚醛。非结构用有一定的胶连强度，随着温度上升粘接力迅速下降： 聚醋酸乙烯，聚丙烯酸酯，橡胶类， 热熔胶，虫胶，沥青。特种用供某些性能和应用特殊场合用： 导电胶，导热胶，光敏胶，应变胶，医用胶， 耐超低温度胶，耐高温胶，水下粘接胶。2021-10-1512 用于我国古代长城、古建筑糯米明矾胶 古埃及木乃伊的密封防腐天然树脂 日常用品、家俱、乐器、工艺美术品、文教用品和武器的制作骨胶、鱼胶、生漆、浆糊等， 天然胶粘剂特点： 使用方便，粘接迅速

8、，贮存时间长，价格便宜，一般为水溶性，大多无毒或低毒。但原料来源受多种自然条件影响和限制，质量容易波动，粘接力较低，品种单纯，不能大量发展。4.3 天然胶粘剂天然胶粘剂 2021-10-1513 在石油资源发生困难的情况下，开发和利用再生资源（取在石油资源发生困难的情况下，开发和利用再生资源（取材于不断生长的动植物资料）制作胶粘剂，并先进技术与材于不断生长的动植物资料）制作胶粘剂，并先进技术与工艺加以改进，开创新的发展阶段工艺加以改进，开创新的发展阶段。 天然胶粘剂主要包括动物胶动物胶、植物胶植物胶和矿物胶矿物胶。 按其化学组成分，有、和其他天然树脂胶天然树脂胶等三大类。2021-10-151

9、4 植物植物蛋白和动物动物蛋白胶粘剂 按其来源主要有：骨胶、鱼胶、血朊胶、酪朊胶和植物蛋白胶。它们的基本组成单位是氨基酸，化学式为：H2N CHCO(NHCH2CO)nNHCHCOOHRRR一一、蛋白质胶粘剂、蛋白质胶粘剂2021-10-1515骨胶是骨胶朊衍生蛋白质总称，属硬蛋白。 化学组成为：C102H149O31N31（1）来源和性质 一般系将动物骨、皮、腱先在石灰水中浸泡，然后水洗、中和，再用温水浸泡或在水中加热蒸煮，获得浸出物，直接脱水，干燥。成品为粒状或块状。比重1.27。含水分1018，颜色因原料和制作方法而异，一般呈浅棕色，溶于热水、甘油和醋酸，不溶于乙醇和乙醚。 骨胶水溶液即

10、为胶液，在40以上时稳定，呈粘流态；40以下易凝聚，呈塑性流动。胶液粘度随温度、盐含量和体系pH值变化而变化。2021-10-1516（2）胶粘剂制备 将干骨胶放入适量冷水中浸泡24小时左右，充分膨胀，然后在60下（过热易使胶变质）间接加热溶解，溶解后加足水量，并加入适当配合剂，浓度为2050。 胶粉可直接加温水溶解，并充分搅拌，防止结块。配制时，以采用镀锌铁皮或不锈钢容器等为宜，钢质和铜质容器经长期加热会变色。 常用固化剂:脲醛树脂、三甲基苯酚、硫酸铝、醋酸钠 和重铬酸钾等； 增塑剂:甘油、乙二醇、山梨醇、甘油酸和糊精； 填充剂:粘土和碳酸钙； 增稠剂:硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铬； 稀释剂:硫

11、脲、尿素、缩二脲和苯酚等； 防腐剂:水杨酸和苯酚。 2021-10-1517组分木材用涂漆纸用增韧性牛皮胶7010030尿素14苯酚2甲醛7蓖麻油酸60山梨糖醇-甘油(3：7)1液体石蜡1水5574200282021-10-1518（3）应用与性能 骨胶胶粘剂可粘接木材、金属、皮革、织物和纸张。 常用于胶合板、木材、家具、乐器和体育用品的粘接； 用于砂轮和砂布的粘接； 用于雨衣防雨浆和丝绸等织物的上光； 用于书籍装订与铜版纸的制造。 骨胶胶液一般分别涂于被粘物表面，涂胶后立即贴合，停留时间过长，胶液温度过低易出现凝胶，使粘接力下降或失败。贴合后加压1-5公斤/厘米2，固化时间为数分钟（高频加热

12、）至16-24小时（室温下）。2021-10-1519鱼胶也是一种骨胶朊型蛋白质，与骨胶相似，在多肽分子的末端有羧基、胺基或羟基。（1）来源与性质鱼胶一般以黄鱼鱼肚为原料，经加水蒸煮、浓缩制得；或用鳕鱼鱼皮为原料，经清洗、水煮、除渣和蒸发浓缩制得。成品为冻胶状或液态（鱼皮胶），后者浓度一般为45%左右，粘度为400-700厘泊（20），冷至4以下时，凝固成凝胶，升至室温时变为液体，分子量约为3-6万。鱼胶极易溶解于水，并易受热和酶的作用而分解，易受细菌和生物酶作用变质，贮存时应注意保管。2021-10-1520（2）胶粘剂制备 冻胶状鱼胶加水并在温度40-50煮后，即成胶粘剂。液体鱼胶本身就是

13、胶液，一般不需要配制。 鱼胶胶粘剂中，加入甘油、乙二醇可以增塑；加入硫酸铝、硫酸镁、铬矾、酸性铬酸盐、甲醛、戊二醛及乙二醛等可以提高耐水性；加入香精和杀菌剂可以防止变质。 鱼胶胶粘剂工艺性能较好，适于粘接多孔材料、容易干燥。粘接非多孔性材料时，须作再湿性处理，即在两被粘物表面分别涂胶，并干燥，然后在一面用水再湿润，将两面贴压粘合。粘接多孔性材料，如硬木时，涂胶后需晾置1-1.5小时，胶接后停放一天以上才能使用。2021-10-1521（3）性能与应用 鱼胶胶粘剂具有较高的粘接力，对多种材料有良好粘接性能，可粘接木材、软木、皮革、玻璃、陶瓷和金属等。可耐0-260。 木材与木材 家具、乐器、文体

14、用品等，剪切强度达200公斤/厘米2以上。 颜料与瓷器 将鱼胶与着色剂及玻璃料球磨成水溶性浆料，涂于未烧制的瓷器上。烧结时，鱼胶被烧掉，图案熔在此瓷器上。2021-10-1522 血液是由血清和血球多种蛋白质组成的混合物，用它制成的粘胶剂即称血朊胶粘剂。 （1）来源与性质 血朊胶主要采用牛、猪和其他家畜的血液为原料制成。一般系将脱纤血或血清（脱除纤维蛋白），进行低温浓缩和低温干燥（50-60）,然后制得高溶解性血粉，其中脂肪1%、灰分5%、水分9）溶剂混合液。 木质素不单独用作胶粘剂，一般利用木质素酚基与甲醛作用获得酚醛树脂类似聚合物。可与如环氧异氰酸酯，苯酚、间苯二酚等其他化合物作用，以改进

15、耐水性能。 本质素-环氧树脂胶粘剂，与环氧胶粘剂相比，抗弯强度增高约8%。 木质素-酚醛树脂胶粘剂，性能几乎与一般酚醛树脂相同。 主要用于制造胶合板和刨花板等，木质素胶粘剂粘度高，色泽太深，改进后，可扩大应用。2021-10-15665. 5. 单宁单宁 单宁是一种含有多元酚基和羧基的类似有机化合物的混合物，广泛存在于植物干、皮、根、叶和果实中。主要来源于木材加工中树皮下脚料和单宁含量较高的植物，如金合欢树。 单宁溶于水、乙醇和丙酮，略带酸性，有涩味。单宁中含有较多酚羟基，通过加热与甲醛反应，生成酚醛型树脂。配入固化剂和填料，搅拌均匀，即得胶粘剂。 单宁胶粘剂具有良好耐湿热老化性能，粘接木材性

16、能与酚醛胶相似。主要用于木材等粘合。2021-10-15672021-10-1568表4-9 单宁胶粘剂配方举例（重量份） 组分TF-1（日本）TF-2（日本）合金欢单宁甲醛水树脂合成条件： 温度， 时间，分胶粘剂组分：TF树脂30%苛性钠多聚甲醛调料1009.2510040601002.02.53.010013.910025601002.02.53.02021-10-15696. 6. 松香松香 松香是由松树分泌的粘性物经干燥制得，呈脆性、浅黄色至深棕色透明状，有特殊气味。主要成分为松香酸和松脂酸酐等不饱和化合物；前者含量约80-90%。 松香为溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、松节油、油

17、类和碱液，不溶于水。碱化后有水溶性。（1）溶剂型胶粘剂 将松香溶于有机溶剂，加热、搅拌，即成胶液。用低沸点乙醚、丙酮和苯作溶剂，胶液持粘性短；用高沸点蓖麻油等作溶剂，胶液持粘性长。 如配方：松香树脂，100份 蓖麻油，55份2021-10-1570（2）水基型胶粘剂 将松香加水、碱化、加热搅拌，即成水基胶液。碱化时，将适量碱液加热至130-140，慢慢加入松香粉；或加热树脂至120-135，慢慢加入适量碱液。 采用过量碱法时，应保温搅拌5-6小时，再连续加热1-2小时，至游离碱消失，呈乳状，冷却后得透明物。 表4-10 碱化松香树脂配方举例（重量份）组分松香树脂水苏打灰苛性钠1008015-1

18、008013.7110080-11.25 用硅酸钠100份（波镁36）与松香树脂5份配合，在低温下搅拌成液态，胶接强度比单用硅酸钠为高。2021-10-1571（3）火漆胶 将松香、白垩、石膏等填料及无机颜料，如朱砂、铁红等共熔、混合，即得热熔性火漆胶。 主要用途有： a. 粘合金属包装用金属箔、粘蝇纸； b. 火漆密封文件和仪表； c. 增粘改性作压敏胶、橡胶增粘剂，其他水溶性树脂增粘剂或干燥剂；改性松香与间苯二酚型树脂缩合，可以制得耐水性聚合物。 2021-10-15727.7.虫胶虫胶 虫胶又称紫胶，是虫胶树上紫胶虫吸食和消化树汁后的分泌液在树枝上凝结干燥的产物，主要成分为光酮酸酯，结构

19、式为： 虫胶呈片状，原为紫红色，精制后呈黄色或浅棕色。溶于乙醇和碱溶液，微溶于酯和烃类。将虫胶与乙醇、杂酚等溶剂混合，并加入其它组分，加热即成。 适用于金属的粘接，火柴头粘接，亦可作火漆等原材料。 H2C（CH2)5CHCH（CH2)7COOROHOHOH2021-10-1573表4-11 虫胶胶粘剂配方与性能虫胶胶粘剂配方与性能（重量份）组分棕色虫胶片50橙色虫胶片50505050杂酚油55555氨水0.50.5松节油2萜品醇22胶接强度，公斤/厘米22382663223012382021-10-15748. 8. 生漆生漆 生漆是从漆树割取的乳白色液体，除去水、橡胶质和含氮化合物后为高粘度粘稠体，主要成分（含量4070%）为漆酚，结构式如下： 漆酚呈棕黄色，在空气中氧化易变黑固化，溶于乙醇、二甲苯等，稍溶于水。漆酚耐腐蚀，对皮肤有刺激作用。 将生漆与淀粉（如小麦粉、米粉）或无机填料混合，即成胶粘剂。 OHC15H17OH2021-10-1575表4-12 生漆胶粘剂配方生漆胶粘剂配方 （重量份）组分木材、陶器用木材与布用木材与纸用生漆710785淀粉糊101010小麦粉34混合淀粉漆胶固化速度较慢，约15天以上；小麦粉直接混合漆胶固化速度较快、约一昼夜。固化时要求较高