环氧胶粘剂粘接力增强の方法探讨

关键词：胶粘剂（胶水，接着剤、黏结剂、粘接剂），胶接工艺

胶接是通过具有黏附能力的物质，把同种或不同种材料牢固地连接在起的方法。具有黏附能力的物质称为胶粘剂或黏合剂，被胶接的物体称为被粘物，胶粘剂和被黏物构成的组件称为胶接接头。其主要优点是操作简单、生产率高；工艺灵活、快速、简便；接头可靠、牢固、美观产品结构和加工工艺简单；省材、省力、成本低、变形小。容易实现修旧利废接技术可以有效地应用于不同种类的金属或非金属之间的联接等。

胶粘剂的组成与分类

一

胶粘剂的组成

现在使用的胶粘剂均是采用多种组分合成树脂胶粘剂，单一组分的胶粘剂已不能满足使用中的要求。合成胶粘剂由主剂和助剂组成，主剂又称为主料、基料或粘料；助剂有固化剂、稀释剂、增塑剂、填料、偶联剂、引发剂、增稠剂、防老剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等，根据要求与用途还可以包括阻燃剂、发泡剂、消泡剂、着色剂和防霉剂等成分。1.主剂主剂是胶粘剂的主要成分，主导胶粘剂粘接性能，同时也是区别胶粘剂类别的重要标志。主剂一般由一种或两种，甚至三种高聚物构成，要求具有良好的粘附性和润湿性等。通常用的粘料有:·天然高分子化合物如蛋白质、皮胶、鱼胶、松香、桃胶、骨胶等。2)合成高分子化合物①热固性树脂，如环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、脲醛树脂、有机硅树脂等。②热塑性树脂，如聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇及缩醛类树脂、聚苯乙烯等。③弹性材料，如丁腈胶、氯丁橡胶、聚硫橡胶等。④各种合成树脂、合成橡胶的混合体或接枝、镶嵌和共聚体等。2.助剂为了满足特定的物理化学特性，加入的各种辅助组分称为助剂，例如：为了使主体粘料形成网型或体型结构，增加胶层内聚强度而加入固化剂(它们与主体粘料反应并产生交联作用)；为了加速固化、降低反应温度而加入固化促进剂或催化剂；为了提高耐大气老化、热老化、电弧老化、臭氧老化等性能而加入防老剂；为了赋予胶粘剂某些特定性质、降低成本而加入填料；为降低胶层刚性、增加韧性而加入增韧剂；为了改善工艺性降低粘度、延长使用寿命加入稀释剂等。包括：1）固化剂固化剂又称硬化剂，是促使黏结物质通过化学反应加快固化的组分,它是胶粘剂中最主要的配合材料。它的作用是直接或通过催化剂与主体聚合物进行反应，固化后把固化剂分子引进树脂中，使原来是热塑性的线型主体聚合物变成坚韧和坚硬的体形网状结构。固化剂的种类很多，不同的树脂、不同要求采用不同的固化剂。胶接的工艺性和其使用性能是由加人的固化剂的性能和数量来决定的。2）增韧剂

增韧剂的活性基团直接参与胶粘剂的固化反应，并进入到固化产物最终形成的一个大分子的链结构中。没有加入增韧剂的胶粘剂固化后，其性能较脆，易开裂，实用性差。加入增韧剂的胶接剂，均有较好的抗冲击强度和抗剥离性。不同的增韧剂还可不同程度地降低其内应力、固化收缩率，提高低温性能。

常用的增韧剂有聚酰胺树脂、合成橡胶、缩醛树脂、聚砜树脂等。

3）稀释剂稀释剂又称溶剂，主要作用是降低胶粘剂粘度，增加胶粘剂的浸润能力，改善工艺性能。有的能降低胶粘剂的活性，从而延长使用期。但加入量过多，会降低胶粘剂的胶接强度、耐热性、耐介质性能。常用的稀释剂有丙酮、漆料等多种与粘料相容的溶剂。4）填料填料一般在胶黏剂中不发生化学反应，使用填料可以提高胶接接头的强度、抗冲击韧性、耐磨性、耐老化性、硬度、最高使用温度和耐热性，降低线膨胀系数、固化收缩率和成本等。常用的填料有氧化铜、氧化镁、银粉、瓷粉、云母粉、石棉粉、滑石粉等。5）改性剂改性剂是为了改善胶黏剂的某一方面性能，以满足特殊要求而加入的一些组分，如为增加胶接强度，可加入偶联剂，还可以加入防腐剂、防霉剂、阻燃剂和稳定剂等。

环氧胶粘剂粘接强度增强方法

性能：环氧树脂胶粘剂系由环氧树脂加固化剂，填料等配制而成。粘接强度高，硬度大，刚性好，能耐酸，碱，油和有机溶液，固化收缩小，可做为金属，水泥，陶瓷，玻璃，石料，木材，热固性塑料等材料的结构胶粘剂和建筑灌封材料。原理分析：配方中，环氧树脂和聚氯乙烯树脂为主要胶粘成分；邻苯二甲酸二辛脂为增塑剂；石英粉和白炭黑为填充改性剂；三氟化硼甘油，三氟化硼苯胺，二缩三乙二醇胺为固化剂；磷酸为酸化剂，并起固化促进作用及增加对金属的粘合力。双组分室温固化的环氧胶粘剂。被粘合的表面上涂以本品后，施加一定压力。即可让其在室温下固化。固化条件为：16.5摄氏度时14-16秒，25摄氏度时7-9秒，30摄氏度时4-6秒。主要用于各种金属与金属，金属与非金属，以及各种硬塑料制品的粘合，具有很高的粘接强度。

环氧胶粘剂粘接强度增强方法：虽然环氧胶粘剂的粘接强度比较高，但对于一些高强结构粘接仍感不足，还需进一步提高粘接强度，可通过如下一些途径进行增强。

1采用高性能环氧树脂 一些高性能的环氧树脂，如AG一80、AFG一90、酚醛环氧树脂、似盼F环氧树脂、双酚S环氧树脂、液晶环氧树脂、TDE一85(IJ())、731等，单独配合或与双酚A型环氧树脂共混，都具有很高的粘接强度。液晶环氧树脂是一种高度分子有序，深度分子交联的聚合物网络，可形成自增强结构，力学性能相当优异。少量液晶环枫树脂与B144环氧树脂共混，固化物的拉伸强度和冲击强度明显抛岛。2选用增强性固化剂 固化剂对环氧胶粘剂的粘接强度有重要影响，选用能使环氧胶固化后粘接强度高的固化剂，如双氰胺、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、低分子聚酰胺(315、3051)、G一328、端氨基聚醚、105缩胺、甲基六氢苯酐、均苯四酸二酐/苯酐(20/28)、2一乙基一4一甲基咪唑、线性酚醛树脂等。环氧树脂预先与CTBN接枝，以多醚胺(聚醚胺)作为内增韧型固化剂，采用双重增韧体系，使室温固化环氧胶粘剂的室温剪切强度达到35MPa。90~剥离强度超过3.5kN/m。3添加增强性填充剂 填充剂的加入降低了固化物的热膨胀系数和固化收缩率，减小了内应力。当超负荷作用出现裂纹时，有填料的胶层还能阻止裂纹扩展，从而提高了粘接强度。例如用于金属结构粘接的环氧胶粘剂，加入适量的铁粉可提高剪切强度。增强性的填充剂有硅微粉、白炭黑、硅灰石粉、氧化铝、超细硅酸铝、轻质氧化镶、滑石粉、海泡石粉、凹凸棒土粉、超细煅烧高岭土、氧化铁粉、铁粉、铝粉、锌粉、玻璃磷片、不锈钢鳞片、白云石粉等。4无机晶须增强 晶须是在特殊条件下以单晶形式生长而成的直径极小的纤维，具有高度有序的原子排列结构，因而可接近原子间价键的理论强度，用于增强环氧胶粘剂潜力极大。可用的晶须有氧化锌晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、硼酸铝晶须、钛基晶须、羟基磷灰石晶须、氢氧化镁晶须、碱式硫酸镁晶须、碳化硅晶须等。5纤维增强 玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维(Kevlar纤维)、维纶纤维、聚乙烯醇纤维、聚苯硫醚纤维、不锈钢纤维、玄武岩纤维、奠来石纤维等都可对环氧胶粘剂增强。6硅烷偶联剂增强 加入适当适量的硅烷偶联剂，如KH一560、KH一550、KH一580、KH一590、KH一792、南大一42、南大一73、A一186、A一1160等，都能有效提高环氧胶粘剂的粘接强度。例如环氧胶粘接铝，加入KH一550(1%)的剪切强度为11.6.MPa;而无偶联剂的仅为9.7MPa。7使用膜状环氧胶 膜状环氧胶简称环氧胶膜，制造时多选用相对分子质量高的双酚A型固体环氧树脂和多官能环氧树脂。在粘接时胶膜容易保证胶层的厚度均匀一致，因此粘接强度很高。

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