环氧树脂胶黏剂制备(共10页)

1、PAGE 南京(nn jn)理工大学泰州科技学院毕业设计(b y sh j)(论文(lnwn)开题报告学 生 姓 名：李泽郁学 号：0903580142专 业：化学工程与工艺设计(论文)题目：环氧树脂胶黏剂的制备指 导 教 师:陈冬年 2013 年 3 月 11 日开题报告(bogo)填写要求1开题(ki t)报告（含“文献(wnxin)综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务

2、处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

3、文 献 综 述摘要 简要介绍了环氧胶黏剂的现状，以及它的特点、分类、和粘黏原理，大体的概述了配方制备方法，如单组分调整配方设计法、直观分析法、方差分析法等。描述了其制备工艺方法，以及介绍了一些专利方案配方。关键词 环氧胶黏剂 制备 配方 1 我国胶黏剂的现状我国合成胶黏剂生产以及粘接技术的推广应用始于1958年，至此一些中小企业开始建立投产，不断地研发新胶种。改革开放以来，我国胶黏剂产业发展迅速，产量急剧增长，质量不断提高，应用领域逐渐扩展到建筑业、纸制品及包装、制鞋、汽车、电了、木工、家用电器、住房设备、运输、航天航空和医疗卫生等行业。近五年产量平均增长达到11.6%1，新产品与新技术不断涌

4、现。在我国生产的各类胶黏剂中，仍然是“三醛”胶(脉醛、酚醛和三聚氰胺甲醛树脂胶)和乳液型胶产量最大。从使用行业看，建筑业用胶量最大，约占总胶量的51.8%，其次是纸制品等包装行业，约占总胶量的12.6%，制鞋业占9.0%2。2 环氧树脂胶黏剂的简介凡含有环氧基团的高分子化学物统称为环氧树脂。以环氧树脂为基料的胶黏剂称之为环氧树脂胶黏剂，俗名“万能胶”3。21 环氧树脂胶黏剂的分类环氧胶黏剂品种繁多，国内已有千余种，目前却无统一标准的分类方法，所以只能介绍常用的方法4。（1）按组成与形态分类按环氧胶的组成分为单纯环氧胶黏剂和改性环氧胶黏剂；无溶剂型环氧胶黏剂和溶剂型环氧胶黏剂；水基型环氧胶黏剂和

5、微胶囊环氧胶黏剂。（2）按使用方式分类按环氧胶的使用方式分为双组份环氧胶黏剂和单组份环氧胶黏剂。双组份环氧胶黏剂又分为无溶剂型、溶剂型、耐热型、高强型、阻燃型、环保型、水基型、室温固化型、加热固化型等。单组份环氧胶黏剂又分为分子筛型、加热固化型、光固化型、湿气固化型、潜伏固化型、微胶囊型、自固化型等。22 环氧树脂胶黏剂的基本特点环氧胶黏剂因其粘接强度高、耐久性好而用作航空航天结构胶黏剂，并已成为重要的工程胶黏剂，主要源于环氧胶黏剂的独特优点，当然也有自身的弱点5。如粘接力大，性能优异；收缩率小，稳定性好；电性能优良，耐腐蚀性好；易于改性，应用广泛；原料易得，配制简便；使用温度宽，适应性较强等

6、。23 环氧胶黏剂的粘黏原理环氧胶黏剂作为一种重要的结构胶黏剂，只有实现牢固耐久的粘黏，才是终极目标。为达此愿望，应当知晓环氧胶为什么能粘，如何粘接才会事半功倍。这就需要了解粘接的基本原6，大致有如下三种理论：（1）机械理论这是对粘接解释最早的理论，认为环氧胶黏剂渗入到被粘表面的凹坑和空穴内，固化后产生嵌合、咬合、钩合、楔合、锚固、互锁等作用，使环氧胶黏剂与被粘物连接在一起。简而言之，机械理论只将粘接看成是纯粹的机械嵌定互锁过程。（2）吸附理论这是较为普遍接受的理论，认为粘接是与吸附现象类似的表面过程，是胶黏剂与被粘物分子间吸引力（范德华力和氢键）作用的结果，由于环氧胶黏剂分子吸附到被粘物表面

7、发生相互作用而形成粘接。（3）化学键理论此理论认为粘接作用是环氧胶黏剂分子中的活性基团与被粘物表面发生化学反应，界面形成化学键结合，从而提高粘接强度。由于化学键能比分子间力要高12个数量级，若能形成化学键，则会获得高强度的粘接。3 环氧树脂胶黏剂配方设计和制备技术31 环氧树脂胶黏剂的配方设计（1）去除法单组分调整配方设计法在配方设计时，填料中只需添加单一组分（助剂）就可完成配方的设计，这种配方设计一般常用去除法来确定添加组分及其用量。（a）爬高法（逐步提高法）。其方法是：先找一个起点A（这个起点一般为原来的生产配方，也可以是一个估计的配方），在A点向该原材料增加的方向B点做试验，同时向该原材

8、料减少的方向C点做试验。如果B点好，原材料就增加；如果C点好，原材料就减少7。（b）黄金分割法（0.618法）该方法是根据数学上黄金分割定律演变来的。其具体做法是：先在配方试验范围（A,B）的0.618点做第一次试验，再在其对称点（试验范围的0.328处）做第二次试验，比较两点试验的结果（指制品的物理力学性能），去掉“坏点”以外的部分。在剩下的部分继续取己试点的对称点进行试验，再比较，再取舍，逐步缩小试验范围，达到最终目的。（c）均分法采用均分法的前提条件是：在试验范围内，目标函数是单调的，即应有一定的物理性能指标，以此标准作为对比条件。同时，还应预先知道该组分对胶黏剂的物理性能影响的规律，这

9、样才能知道其试验结果，表明该原材料的添加量是多或少。（2）正交法多组分调整配方设计法正交设计法是应用数理统计原理科学地安排与分析多组分调整的一种设计方法。正交设计法的最大优点在于可大幅度减少试验次数，尤其是实验中变量调整越多，减少程度越明显，它可以在众多试验次数中，优选出具有代表性的配方，通过尽可能少的试验，找出最佳配方或工艺条件8。32 胶黏剂制备工艺当环氧树脂胶黏剂的配方确定后，一般可按配方将各组分按顺序放入容器内搅拌均匀后当胶使用。但具体说来，环氧树脂胶黏剂的配方确定后，既可配制成双组分的，也可配制成单组分的。单组分和双组分环氧树脂胶黏剂的配制工序如下：原材料和器具准备、按配方准确称量混

10、合搅拌均匀，质量检验9。（1）原料及器具准备常用的环氧树脂的乳度都比较大（E-51除外）。E-44和E-42环氧树脂在室温低于15时很黏稠，不宜于从容器中取出与其他组分相混合，可通过加热降低黏度，增加流动性。若在水浴上加热，温度控制在5060即可。应特别注意不要使水蒸气凝结在环氧树脂里10。（2）准确称量各组分的称量必须准确无误，不可马虎大意，尤其是低分子胺类固化剂用量要求非常严格，如不加以控制，加多加少都会带来不良后果。每次使用前都要对天平进行零点校正，以确保称量准确。（3）混合均匀配制环氧树脂胶黏剂时，将各组分混合均匀相当重要，否则就难以确保性能的一致性，也有可能造成粘接的失败。配制双组分

11、胶黏剂或单组分胶黏剂，最好是将各液体组分和固体组分先各自分别混合均匀后，再将其两者放在一起最后混合均匀。4 环氧树脂胶黏剂配方简介（1）UV/Eb固化单组分环氧胶黏剂以液态EP与固态EP为原料，加阳离子引发剂Sp-170，制成UV固化单组分EP胶黏剂。它具有良好的初粘力和湿润性能。有人用脂环族二环氧羧酸酯或乙缩醛类作主料、环氧硅烷偶联剂、由三芳基硫-SbF6引发的阳离子体系。其固化收缩低、热胀系数小11。（2）单组分环氧树脂胶粘剂的组成潜伏性固化剂二苯基双胍12%25%、环氧树脂98%75%。制备方法：按比例称原料，3050将物料充分搅拌均匀，固化温度70130。固化后剪切强度25MPa。电路

12、连接粘合剂的组成有：EP、潜伏性固化剂、无机填料等。足够量的上述无机填料，可提高胶的耐热性和耐湿性、减小热膨胀系数。当连接电极时其导电、绝缘性能令人满意。长期在高温、高湿环境中其性能变化不大12。（3）湿固化单组分环氧胶黏剂用二乙酮（以二乙基甲酮、1,3-二甲基丙酮,3-戊酮）258g与1,3-二（氨甲基）环己烷（1,3-BAC）132g反应制得酮亚胺。用酮亚胺（固化剂）36份（质量份，下同）与E-51环氧树脂100份、重质碳酸钙80份、经表面处理的轻质碳酸钙40份、A-151硅烷偶联剂5份、KH-560环氧硅烷偶联剂2份混合制得湿固化单组分环氧胶粘剂，室温固化，23适用期2个月，用作建筑工程

13、胶黏剂。日本专利（JP05132541）：选用聚醚改性胺类化合物与甲基异丁基酮缩合制得的酮亚胺做潜伏性固化剂。可提高EP胶的韧性，延伸率达150%，且对灰泥面的粘结性能很好13。（4）改性无溶剂环氧胶黏剂A组分：EP5060份、羟基甲纤维素1620份、灰石粉1620份、脂肪族缩水甘油醚58份、脂肪酸酞胺0.30.5份、丙烯酸酷0.30.5份、改性有机硅0.20.5份、氢化脂蓖麻油0.30.8份；B组分:改性脂环胺。A:B=100（质量份）：1825。该胶具有防腐性好、机械强度高、反应速度快、固化时间短、韧性好、附着力强、抗阴极剥离性好、耐磨性好、硬度高、无毒和环保等优点14。5 总结环境保护、

14、可再生能源的利用和高新技术发展的需求是胶乳剂、胶黏技术发展的主要动力。环氧胶黏剂的发展趋势往生态安全、环境友好胶黏剂。材质本身无毒、无气味、无腐蚀性、固化过程不释放小分子的胶黏剂，如：水基型、辐射固化型、湿固化型等。双组分、室温固化的EP胶要寻求解决胺类固化剂的毒性的途径，研发新的快速固化体系15。“UV/Eb固化胶一般无溶剂，固化快，节能96%，发达国家大力采用。”参 考 文 献1 庚莉萍. 我国胶粘剂生产的发展方向J. 橡胶参考资料，2005，35（3）： 67. 2 张跃军. 胶粘剂新产品和新技术M. 南京： 江苏科学技术出版社，2003. 8990. 3 李金林. 胶粘剂技术与应用手册

15、M. 北京： 宇航出版杜，1991. 6873. 4 李子东，李广宇，刘志军，等. 实用胶黏技术M. 北京： 国防工业出版，2007. 4245. 5 高学敏. 粘接和粘接技术手册M. 成都： 四川科学技术出版社，1990. 3435. 6 张玉龙，唐磊. 环氧胶黏剂M. 北京： 化学工业出版社，2001. 4552. 7 丘建辉，张继源. 胶粘剂实用技术M. 北京： 化学工业出版社，2004. 7274. 8 王德中. 环氧树脂生产与应用M. 北京： 化学工业出版社，2001. 3334. 9 高潮，甘孝贤. 环氧树脂凝胶反应研究J. 化学与合成，2004，（3）： 127129. 10 谢

16、瑞广，丘哲明，王斌，等. 中温固化环氧树脂体系的现状与发展J. 化合反应，2003，（9）： 7277. 11 张伟君，常青，王超，等. 70快速固化改性环氧树脂结构胶粘剂J. 化学与粘合，2002，（2）： 5657. 12 陈维君，单志鹏，张恩天. 室温快速固化环氧胶粘剂的研制J. 化学与粘合，2003，（1）： 57. 13 阎华. 我国胶黏剂的现状及发展趋势J. 化学与粘合，2007，（1）： 3943. 14 陈平，王德中. 环氧树脂及其应用M. 北京： 化学上业出，2004. 110. 15 汪锡安. 粘合剂及其应用M. 上海： 上海科技技术文献出版社，1981. 125. 毕 业

17、 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1. 本课题需要研究的问题通过对双酚A环氧树脂加入不同固化剂搅拌，来粘黏铝片，寻求最好的配比，使环氧树脂胶黏剂得各项性能达到最优，以及测算出粘黏中间的各项指标。2. 本课题的研究手段本课题要研究环氧树脂胶黏剂的制备，通过对双酚A环氧树脂中加入不同比例的固化剂和改变固化剂的用量和跟换固化剂种类来测试的对胶黏剂的粘黏强度影响以及固化时间的测定，从而确定最佳的配方比例。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：从文献综述来看，学生是在查阅了比较丰富的相关文献的基础上完成的，此文献综

18、述不仅对环氧树脂胶黏剂的制备做了一个基本的了解，还对国内外学者有关环氧树脂胶黏剂的制备和改性进行了研究，最后做出总结，引出本文要研究的重点是通过对双酚A环氧树脂中加入不同比例的固化剂和改变固化剂的用量和跟换固化剂种类来测试的对胶黏剂的粘黏强度影响以及固化时间的测定，从而确定最佳的配方比例。该文献综述达到了锻炼学生查阅文献，并对文献进行加工、整理能力的目的。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本课题主要研究环氧树脂胶黏剂的制备方法，并分析各个因素对固化时间、固化强度的影响，对我环氧树脂胶黏剂制备的方法提出有建设性意见。运用所学理论，利用搜集的资料，通过大量实验，分析出各个因素对环氧树