胶粘剂及涂料汇编课件.ppt
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- 胶粘剂 涂料 汇编 课件
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1、第四章第四章 胶粘剂及涂料胶粘剂及涂料胶粘剂胶粘剂胶粘剂胶粘剂能把各种材料紧密地结合在一起的物质。能把各种材料紧密地结合在一起的物质。按胶接强度特性分类:按胶接强度特性分类:胶粘剂胶粘剂结构型胶粘剂结构型胶粘剂非结构型胶粘剂非结构型胶粘剂次结构型胶粘剂次结构型胶粘剂具有足够高的胶接强度,具有足够高的胶接强度,胶接接头可经受较胶接接头可经受较苛刻苛刻的条件,可用以胶接的条件,可用以胶接结结构件构件胶接强度低,主要用胶接强度低,主要用以非结构部件胶接以非结构部件胶接胶接强度介于结构胶接强度介于结构型胶粘剂和非结构型胶粘剂和非结构型胶粘剂之间型胶粘剂之间2按主要组成成分分类:按主要组成成分分类:有机
2、胶有机胶粘剂粘剂无机胶无机胶粘剂粘剂天然胶天然胶粘剂粘剂合成胶合成胶粘剂粘剂动物胶动物胶 鱼胶、骨胶、虫胶鱼胶、骨胶、虫胶植物胶植物胶 淀粉、松香、阿拉伯树胶淀粉、松香、阿拉伯树胶热塑性树脂胶粘剂热塑性树脂胶粘剂 聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯 聚酰胺聚酰胺热固性树脂胶粘剂热固性树脂胶粘剂 环氧树脂环氧树脂 酚醛树脂酚醛树脂橡胶型胶粘剂橡胶型胶粘剂 氯丁胶氯丁胶 丁腈胶丁腈胶混合型胶粘剂混合型胶粘剂 环氧环氧-酚醛酚醛 酚醛酚醛-丁腈丁腈 环氧环氧-尼龙尼龙磷酸盐型磷酸盐型硅酸盐型硅酸盐型硼酸盐型硼酸盐型玻璃陶瓷及其其他低熔点物等玻璃陶瓷及其其他低熔点物等胶胶粘粘剂剂2022-12-283按固化类型
3、分类按固化类型分类合合成成胶胶粘粘剂剂化学反应型胶粘剂化学反应型胶粘剂热塑性树脂溶液胶粘剂热塑性树脂溶液胶粘剂热熔胶粘剂热熔胶粘剂含有活性基团的线型聚合物,含有活性基团的线型聚合物,当加入固化剂时,由于化学当加入固化剂时,由于化学反应而生成交联的体型结构,反应而生成交联的体型结构,从而产生胶接作用从而产生胶接作用热塑性聚合物加热塑性聚合物加溶剂配制而成溶剂配制而成以热塑性聚合物为基本以热塑性聚合物为基本组分的无溶剂型固态胶组分的无溶剂型固态胶粘剂,通过加热熔融粘粘剂,通过加热熔融粘合,然后冷却固化。合,然后冷却固化。2022-12-284组成组成(1)增塑剂及增韧剂增塑剂及增韧剂(2)固化剂固
4、化剂(硬化剂硬化剂)(3)填料填料(4)溶剂溶剂(5)其他辅料其他辅料 胶粘剂一般是以聚合物为基本组分的多组分体系。胶粘剂一般是以聚合物为基本组分的多组分体系。除基本组分聚合物(即粘料)外,根据配方及用除基本组分聚合物(即粘料)外,根据配方及用途的不同,尚包含以下辅料中的一种、数种或全途的不同,尚包含以下辅料中的一种、数种或全部。部。提高韧性提高韧性用以使胶粘剂交联、用以使胶粘剂交联、固化固化用以降低固化时的收缩率、用以降低固化时的收缩率、降低成本、提高抗冲强度、降低成本、提高抗冲强度、胶接强度、提高耐热性胶接强度、提高耐热性用以溶解粘料及调节粘度,以用以溶解粘料及调节粘度,以便于施工。便于施
5、工。如稀释剂、稳定剂、偶如稀释剂、稳定剂、偶联剂、色料等联剂、色料等2022-12-2851 被粘物被粘物2 被粘物表面被粘物表面3 被粘物与胶粘剂界面被粘物与胶粘剂界面4 受界面影响的胶粘剂层受界面影响的胶粘剂层5 胶粘剂本体胶粘剂本体12434.4.1.2 胶接及其机理胶接及其机理2022-12-2864.4.1.2 胶接及其机理胶接及其机理要达到良好的胶接,必须满足的条件:要达到良好的胶接,必须满足的条件:胶粘剂胶粘剂要能很好地要能很好地润湿被粘物润湿被粘物表面表面 胶粘剂与胶粘剂与被粘物之间被粘物之间要有较强的要有较强的相互结合力。相互结合力。2022-12-287固体表面具有多孔性、
6、吸附性。固体表面具有多孔性、吸附性。必须很好地清洗固体表面。必须很好地清洗固体表面。固体表面是不平滑的,两固体表面固体表面是不平滑的,两固体表面间的接触只是点接触。间的接触只是点接触。固体表面(被粘物表面)的特性固体表面(被粘物表面)的特性2022-12-288胶接机理胶接机理 产生吸附作用形成次价键或主价键,粘产生吸附作用形成次价键或主价键,粘合剂本身经物理或化学的变化由液体变为合剂本身经物理或化学的变化由液体变为固体,使胶接作用固定下来。固体,使胶接作用固定下来。液态胶粘剂向被粘物表面扩散,使被粘物液态胶粘剂向被粘物表面扩散,使被粘物表面的点接触变为与胶粘剂之间的面接触。表面的点接触变为与
7、胶粘剂之间的面接触。2022-12-289由于吸附以及相互扩散而形成的次价结合;由于吸附以及相互扩散而形成的次价结合;由于化学吸附或表面化学反应而形成的化学键;由于化学吸附或表面化学反应而形成的化学键;配价键;配价键;被粘物表面与胶粘剂由于带有异种电荷而产生被粘物表面与胶粘剂由于带有异种电荷而产生的静电吸引力;的静电吸引力;由于胶粘剂分子渗入被粘物表面微孔中以及凸由于胶粘剂分子渗入被粘物表面微孔中以及凸凹不平处而形成的机械啮合力。凹不平处而形成的机械啮合力。2022-12-2810胶接强度胶接强度在外力作用下胶接接头的破坏有四种基本在外力作用下胶接接头的破坏有四种基本情况。情况。a.a.内聚破
8、坏内聚破坏B B材料破坏材料破坏c.c.粘附破坏粘附破坏d.d.混合破坏混合破坏一般而言,当被粘物强度较大而胶接又较一般而言,当被粘物强度较大而胶接又较好时,好时,a a、d d两种情况是主要的破坏形式。两种情况是主要的破坏形式。可见胶粘剂本身的可见胶粘剂本身的内聚力内聚力及及粘附力粘附力的大小的大小是决定胶接强度的关键因素。是决定胶接强度的关键因素。2022-12-2811粘接条件粘接条件胶粘剂分子结构胶粘剂分子结构胶粘剂分子中含有能与被粘物形成胶粘剂分子中含有能与被粘物形成化学键或强力次价键结合(如氢键)化学键或强力次价键结合(如氢键)的基团时,可大幅度提高胶接强度。的基团时,可大幅度提高
9、胶接强度。胶粘剂分子若能向被粘物中扩散,胶粘剂分子若能向被粘物中扩散,也可提高胶接强度。也可提高胶接强度。(胶接工艺):提高(胶接工艺):提高温度温度、被粘物、被粘物表面有适度的粗糙度有利于提高胶表面有适度的粗糙度有利于提高胶接强度。接强度。粘附层不宜过厚,粘附层不宜过厚,厚度厚度越大产生缺越大产生缺陷和裂纹的可能越大。陷和裂纹的可能越大。被粘物和粘合剂被粘物和粘合剂热胀系数热胀系数不宜相差不宜相差过大,否则由于产生较大的内应力过大,否则由于产生较大的内应力而使胶接强度下降。而使胶接强度下降。合理的胶接工艺可创造最适宜的外合理的胶接工艺可创造最适宜的外部条件而提高胶接强度。部条件而提高胶接强度
10、。2022-12-2812是胶接好坏的关键。常是胶接好坏的关键。常用的表面处理方法有溶用的表面处理方法有溶剂清洗、表面喷砂、打剂清洗、表面喷砂、打毛、化学处理等。毛、化学处理等。初清洗、胶接接头机械加工、表面处理、上胶、初清洗、胶接接头机械加工、表面处理、上胶、固化及修整等。固化及修整等。将被粘物件表面的油将被粘物件表面的油污、锈迹、附着物等污、锈迹、附着物等清洗掉清洗掉根据胶接接头的形式和根据胶接接头的形式和形状对接头处进行机械形状对接头处进行机械加工,如表面机械处理加工,如表面机械处理以形成适当的粗糙度等以形成适当的粗糙度等0.050.15mm固化时应掌握适当的温固化时应掌握适当的温度,施
11、加压力有利于胶度,施加压力有利于胶接强度的提高。接强度的提高。胶接工艺胶接工艺2022-12-28134.4.1.3 各类材料的胶接各类材料的胶接胶接金属的胶粘剂主要有胶接金属的胶粘剂主要有改性环氧胶、丙烯酸酯胶、改性环氧胶、丙烯酸酯胶、改性酚醛胶及聚氨酯胶改性酚醛胶及聚氨酯胶等。胶接金属时,表面处理等。胶接金属时,表面处理至关重要。至关重要。金属材料金属材料是高强度材料,在胶接金属时,是高强度材料,在胶接金属时,应考虑载荷、工作环境等条件应考虑载荷、工作环境等条件来选择适当的胶粘剂。来选择适当的胶粘剂。对铁和铝,大多数混合型胶粘剂都能适用,铜、锌、对铁和铝,大多数混合型胶粘剂都能适用,铜、锌
12、、镁、钛次之,而银、铂、金适用的胶粘剂甚少。镁、钛次之,而银、铂、金适用的胶粘剂甚少。2022-12-2814橡胶橡胶 橡胶与橡胶胶接可用橡胶胶泥、氯丁胶粘剂橡胶与橡胶胶接可用橡胶胶泥、氯丁胶粘剂等。橡胶与其他非金属的胶接,一般可视另一材等。橡胶与其他非金属的胶接,一般可视另一材料的情况来选择胶种。料的情况来选择胶种。2022-12-2815一般均采用环氧树脂胶粘剂,对载荷不大的非结构一般均采用环氧树脂胶粘剂,对载荷不大的非结构件也可用聚氨酯胶。件也可用聚氨酯胶。玻璃玻璃除考虑强度外还要考虑透明性以及与玻璃热胀系除考虑强度外还要考虑透明性以及与玻璃热胀系数的匹配。数的匹配。常用的有常用的有环氧
13、树脂胶、聚醋酸乙烯酯胶、聚乙烯环氧树脂胶、聚醋酸乙烯酯胶、聚乙烯醇缩丁醛胶、氰基丙烯酸酯胶、有机硅胶、天然醇缩丁醛胶、氰基丙烯酸酯胶、有机硅胶、天然的加拿大香脂的加拿大香脂等:等:混凝土混凝土2022-12-28164.4.1.4 环氧树脂胶粘剂环氧树脂胶粘剂凡是以环氧树脂为基料的胶粘剂统称为环氧树脂胶凡是以环氧树脂为基料的胶粘剂统称为环氧树脂胶粘剂,简称为粘剂,简称为环氧胶环氧胶。是由环氧树脂、固化剂、各种添加是由环氧树脂、固化剂、各种添加剂组成的。剂组成的。是当前应用最广泛的胶种之一。是当前应用最广泛的胶种之一。有很强的粘合力,它对大部分材料如金属、木材、有很强的粘合力,它对大部分材料如金
14、属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶、纤维、塑料、皮革等都有良好玻璃、陶瓷、橡胶、纤维、塑料、皮革等都有良好的粘合能力,故有的粘合能力,故有“万能胶万能胶”之称。与金属的胶接之称。与金属的胶接强度可达强度可达2 210107 7PaPa 以上。以上。2022-12-2817(1)环氧树脂及其固化剂环氧树脂及其固化剂 环氧树脂环氧树脂:相对分子质量一般为相对分子质量一般为300 7000,粘度为,粘度为4 15Pas。缩水甘油基型:缩水甘油基型:环氧化烯烃环氧化烯烃:双酚双酚A 型环氧树脂、环型环氧树脂、环氧化酚醛、丁二醇双缩氧化酚醛、丁二醇双缩水甘油醚环氧树脂等水甘油醚环氧树脂等如环氧化聚丁二烯等如环氧
15、化聚丁二烯等2022-12-2818固化剂可分为有机胺类固化剂、改性胺类固化固化剂可分为有机胺类固化剂、改性胺类固化剂、有机酸酐类固化剂剂、有机酸酐类固化剂 有乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多有乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺、己二胺、间苯二胺、苯二甲胺、三乙醇胺、胺、己二胺、间苯二胺、苯二甲胺、三乙醇胺、卞基二甲胺及双氰胺等。卞基二甲胺及双氰胺等。可改进与环氧树脂的混溶可改进与环氧树脂的混溶性,提高韧性、耐候性等。性,提高韧性、耐候性等。马来酸酐、均苯四酐、桐油改马来酸酐、均苯四酐、桐油改性酸酐等。与胺类固化剂相比,性酸酐等。与胺类固化剂相比,酸酐类固化剂的固化速度较慢、酸
16、酐类固化剂的固化速度较慢、固化温度较高。但酸酐固化的固化温度较高。但酸酐固化的环氧胶有较好的耐热性和电性环氧胶有较好的耐热性和电性能。能。2022-12-2819添加剂添加剂其他辅料有固化促进剂、防老剂(稳定剂)、其他辅料有固化促进剂、防老剂(稳定剂)、偶联剂等。偶联剂等。增塑剂和增韧剂增塑剂和增韧剂:稀释剂:稀释剂:增塑剂用来增加胶层的柔韧性,增塑剂用来增加胶层的柔韧性,提高胶层的冲击韧性,改善黏合提高胶层的冲击韧性,改善黏合剂的流动性。它不参与固化反应,剂的流动性。它不参与固化反应,通常不超过通常不超过20%。如邻苯二甲酸。如邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。增韧剂二丁酯、磷酸三苯酯等。增韧
17、剂通过参加固化反应,通常不超过通过参加固化反应,通常不超过20%。如邻苯二甲酸二丁酯、磷。如邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。增韧剂通过参加固酸三苯酯等。增韧剂通过参加固化反应,从面改善胶层的弹性。化反应,从面改善胶层的弹性。为降低粘度。分非活性稀释剂(丙酮、为降低粘度。分非活性稀释剂(丙酮、甲苯、苯乙烯等)和活性稀释剂。甲苯、苯乙烯等)和活性稀释剂。填料:填料:可降低成本、改进某些性能、降低固化可降低成本、改进某些性能、降低固化收缩率和热膨胀系数等。石棉纤维、玻收缩率和热膨胀系数等。石棉纤维、玻璃纤维、云母粉、铝粉、水泥、瓷粉、璃纤维、云母粉、铝粉、水泥、瓷粉、滑石粉等滑石粉等。2022-12
18、-28204.4.1.5 酚醛酚醛树脂胶粘剂树脂胶粘剂特点:粘接力强、耐高温,优良配方胶可在特点:粘接力强、耐高温,优良配方胶可在300 300 以下使用,其缺点是性脆。以下使用,其缺点是性脆。主要用于胶接木材、木质层压板、主要用于胶接木材、木质层压板、胶合板、泡沫塑料,也可用于胶接胶合板、泡沫塑料,也可用于胶接金属、陶瓷。金属、陶瓷。通常还可以加入填料以改善其性能。通常还可以加入填料以改善其性能。可采用某些柔性聚合物,如橡胶、聚乙烯醇缩醛等可采用某些柔性聚合物,如橡胶、聚乙烯醇缩醛等来提高其韧性,从而制得了一系列性能优异的改性来提高其韧性,从而制得了一系列性能优异的改性酚醛树脂胶粘剂。酚醛树
19、脂胶粘剂。2022-12-2821-氰基丙烯酸酯胶粘剂氰基丙烯酸酯胶粘剂 4.4.1.5 丙烯酸丙烯酸树脂类胶粘剂树脂类胶粘剂一类是以聚合物本身作胶粘剂,例如溶液型胶粘剂、一类是以聚合物本身作胶粘剂,例如溶液型胶粘剂、热熔胶、乳液胶粘剂等;热熔胶、乳液胶粘剂等;另一类是以单体或预聚体作胶粘剂,通过聚合而固另一类是以单体或预聚体作胶粘剂,通过聚合而固化,例如化,例如-氰基丙烯酸酯胶粘剂和厌氧胶等。氰基丙烯酸酯胶粘剂和厌氧胶等。有透明性好、固化速度快、使有透明性好、固化速度快、使用方便、气密性好等优点,广用方便、气密性好等优点,广泛应用于胶接金属、玻璃、宝泛应用于胶接金属、玻璃、宝石、有机玻璃、橡
20、皮、硬质塑石、有机玻璃、橡皮、硬质塑料等。其缺点是不耐水、性脆、料等。其缺点是不耐水、性脆、耐温性差,有一定气味等。耐温性差,有一定气味等。2022-12-2822第二代丙烯酸酯胶粘剂第二代丙烯酸酯胶粘剂厌氧性胶粘剂厌氧性胶粘剂一种新型胶种,贮存时与空气接一种新型胶种,贮存时与空气接触,一直保持液态,不固化,但触,一直保持液态,不固化,但一旦与空气隔绝就很快固化而起一旦与空气隔绝就很快固化而起到粘接或密封作用,因此称为厌到粘接或密封作用,因此称为厌氧胶。主要应用于螺栓紧固防松、氧胶。主要应用于螺栓紧固防松、密封防漏、固定轴承以及各种机密封防漏、固定轴承以及各种机件的胶接。件的胶接。反应型双包装
21、胶粘剂,将单体、弹反应型双包装胶粘剂,将单体、弹性体、引发剂装在一起,促进剂另性体、引发剂装在一起,促进剂另装。装。室温快速固化、胶接强度大、胶接室温快速固化、胶接强度大、胶接范围广等优点,可用于胶接钢、铝、范围广等优点,可用于胶接钢、铝、青铜等金属;青铜等金属;ABS、PVC、玻璃钢、玻璃钢等塑料以及橡胶、木材、玻璃、混等塑料以及橡胶、木材、玻璃、混凝土等。特别适于异种材料的胶接。凝土等。特别适于异种材料的胶接。2022-12-2823涂料涂料涂布在物体表面而形成具有保护和装饰作用膜涂布在物体表面而形成具有保护和装饰作用膜层的材料层的材料组成:组成:成膜物质成膜物质、颜料、溶剂、填充剂、增塑
22、剂、催干剂、颜料、溶剂、填充剂、增塑剂、催干剂、增稠剂及稀释剂、其他添加剂增稠剂及稀释剂、其他添加剂 起装饰作用,并对物起装饰作用,并对物体表面起抗腐蚀作用体表面起抗腐蚀作用改进涂料的流动性能、提高改进涂料的流动性能、提高膜层的力学性能和耐久性、膜层的力学性能和耐久性、光泽,并可降低涂料的成本光泽,并可降低涂料的成本杀菌剂、颜料分散剂及杀菌剂、颜料分散剂及阻聚剂、防结皮剂等阻聚剂、防结皮剂等提高漆提高漆膜柔性膜柔性2022-12-28反应型反应型非反应型非反应型作为成膜物质必须与作为成膜物质必须与物体表面和颜料具有物体表面和颜料具有良好的结合力良好的结合力聚合物或能形成聚合物的聚合物或能形成聚
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