丙烯酸酯类胶黏剂课件.ppt
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- 丙烯酸酯 类胶黏剂 课件
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1、 2.4 2.4 丙烯酸酯类胶黏剂丙烯酸酯类胶黏剂n 六十年代发展起来的丙烯酸酯类胶黏剂因其原料来源六十年代发展起来的丙烯酸酯类胶黏剂因其原料来源广泛,易合成,耐久性好,低温性能好,透明性好,基广泛,易合成,耐久性好,低温性能好,透明性好,基本上无毒和无环境污染,制造及贮运时无火灾危险,粘本上无毒和无环境污染,制造及贮运时无火灾危险,粘接面广,粘接性能好等特点接面广,粘接性能好等特点 而受到重视。而受到重视。n 丙烯酸酯胶黏剂是以各种类型的丙烯酸酯胶黏剂是以各种类型的丙烯酸酯丙烯酸酯为基料,为基料,经化学反应制成的胶黏剂。经化学反应制成的胶黏剂。n 丙烯酸酯胶黏剂丙烯酸酯胶黏剂类型类型很多,性
2、能各异,主要有很多,性能各异,主要有氰基氰基丙烯酸酯胶黏剂丙烯酸酯胶黏剂,第二代第二代(反应性)丙烯(反应性)丙烯酸酯胶黏剂,丙烯酸酯酸酯胶黏剂,丙烯酸酯厌氧胶厌氧胶,丙烯酸酯类,丙烯酸酯类压敏胶压敏胶,丙烯酸酯丙烯酸酯乳液乳液胶黏剂。胶黏剂。2.4.1 氰基丙烯酸酯胶黏剂氰基丙烯酸酯胶黏剂n 1947年年,B.F.Goodrich公司公司首次首次合成了氰基丙烯合成了氰基丙烯酸酯,但并不知道它具有胶接性。直到酸酯,但并不知道它具有胶接性。直到1950年年,Eastman Kodak在鉴定其单体时,不小心把阿尔贝折在鉴定其单体时,不小心把阿尔贝折光仪的棱镜粘在一起,才发现它是一种光仪的棱镜粘在一
3、起,才发现它是一种瞬间瞬间强力胶黏强力胶黏剂。剂。n 1958年年,Eastman Kodak公司正式推出了世界上公司正式推出了世界上第一种第一种胶胶Eastman 910。由于。由于胶有快速发胶有快速发生胶接作用的特点,特别是它能胶接人体组织而引起生胶接作用的特点,特别是它能胶接人体组织而引起人们的广泛注意。人们的广泛注意。n 目前生产目前生产氰基丙烯酸酯氰基丙烯酸酯胶黏剂中酯基主要有甲胶黏剂中酯基主要有甲基、乙基、丙烯基、丁基、异丁基等。其中以基、乙基、丙烯基、丁基、异丁基等。其中以乙酯乙酯(502胶)为主,占销售量的胶)为主,占销售量的90%以上。以上。美国的美国的Eastman Kod
4、ak公司以最早研制成功并大公司以最早研制成功并大规模生产氰基规模生产氰基丙烯酸酯胶黏剂而驰名。丙烯酸酯胶黏剂而驰名。乐泰乐泰公司公司(Loctite)后来居上。)后来居上。1.氰基丙烯酸酯胶黏剂的特点氰基丙烯酸酯胶黏剂的特点n(1)优点:优点:n单组分,无溶剂,使用方便;单组分,无溶剂,使用方便;n快速固化,便于流水线生产;快速固化,便于流水线生产;n适应面广,适应面广,对多种材料具有良好的胶接强度对多种材料具有良好的胶接强度;n电气绝缘性好,与酚醛塑料相当;电气绝缘性好,与酚醛塑料相当;n无毒,能用于人体组织的胶接;无毒,能用于人体组织的胶接;n耐药品性、耐候性、耐寒性良好。耐药品性、耐候性
5、、耐寒性良好。n固化后胶层无色透明、外观平整。特别适合于工固化后胶层无色透明、外观平整。特别适合于工艺美术品、贵金属、装饰品、精密仪器、光学仪器艺美术品、贵金属、装饰品、精密仪器、光学仪器的胶接。的胶接。n(2)缺点:)缺点:n抗冲击性能差,尤以胶接刚性材料时更为明显。抗冲击性能差,尤以胶接刚性材料时更为明显。n耐热性差,未经改性的产品只能在耐热性差,未经改性的产品只能在7080下使用。下使用。n固化迅速,难用于大面积的胶接。若未加以增粘,难用于充填固化迅速,难用于大面积的胶接。若未加以增粘,难用于充填性胶接。性胶接。n贮存期较短,一般为半年左右(与容器的气密性有关)。贮存期较短,一般为半年左
6、右(与容器的气密性有关)。n虽然对人体无毒,但对粘膜有一定的刺激性。虽然对人体无毒,但对粘膜有一定的刺激性。n耐水、耐潮性能差。耐水、耐潮性能差。n价格贵。价格贵。2.氰基丙烯酸酯胶黏剂的氰基丙烯酸酯胶黏剂的制备制备n 工业上采用的方法是将工业上采用的方法是将氰基乙酸酯氰基乙酸酯与与甲醛甲醛在在碱性介质中进行加成缩合得到的碱性介质中进行加成缩合得到的低聚物低聚物裂解裂解成成为单体,所得为单体,所得单体单体经精制后,加入经精制后,加入各种辅助成各种辅助成分分就得到就得到-氰基丙烯酸酯胶黏剂。氰基丙烯酸酯胶黏剂。CH2CCNCOORCH2CCNCOORA A CH2CCNCOORACH2CCOOR
7、CNACH2CCNCH2COORCCNCOORCH2CCNCOORn高聚物 固化机理:固化机理:3.氰基丙烯酸酯胶黏剂的组成氰基丙烯酸酯胶黏剂的组成n(1)单体单体:氰基丙烯酸酯(甲酯或乙酯)氰基丙烯酸酯(甲酯或乙酯)n(2)增稠剂增稠剂:单体的:单体的黏度黏度很低,使用时易流淌,不很低,使用时易流淌,不适用于适用于多孔性材料多孔性材料及间隙较大的充填性胶接,因此需要及间隙较大的充填性胶接,因此需要加以增稠。常用的有聚甲基丙烯酸酯、加以增稠。常用的有聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯、聚、聚氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、纤维素衍生物纤维素衍生物等。等。n(3)增塑剂增塑剂:改善固化后胶层脆性,
8、提高胶层的冲击:改善固化后胶层脆性,提高胶层的冲击强度。邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三强度。邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯等。甲酚酯等。n(4)稳定剂稳定剂:阻止单体发生聚合:阻止单体发生聚合。二氧化硫、乙酸酮。二氧化硫、乙酸酮、五氧化二磷、对甲基苯磺酸、对苯二酚。五氧化二磷、对甲基苯磺酸、对苯二酚。n4.氰基丙烯酸酯胶黏剂的改性氰基丙烯酸酯胶黏剂的改性n(1)改善改善胶的耐热性和耐水性胶的耐热性和耐水性 n 耐热性的改进耐热性的改进n一般一般胶只能耐热到胶只能耐热到80左右,这主要是由于左右,这主要是由于它们是热塑性高分子,固化后还含有大量残余单体,它们是热塑性
9、高分子,固化后还含有大量残余单体,其其Tg不高所致。不高所致。改进耐热性有三个途径:改进耐热性有三个途径:n一一、采用交联剂(多官能团的单体)采用交联剂(多官能团的单体),使其具有,使其具有一定程度的热固性。如:乙二醇的双氰基丙烯酸一定程度的热固性。如:乙二醇的双氰基丙烯酸酯、氰基丙烯酸烯丙基酯、氰基戊二烯酸的单酯或酯、氰基丙烯酸烯丙基酯、氰基戊二烯酸的单酯或双酯、二乙烯基苯。双酯、二乙烯基苯。二二、采用耐热粘附促进剂采用耐热粘附促进剂,改善胶和胶接材料之,改善胶和胶接材料之间的界面状态。如;单元或多元羧酸、酸酐、酚类间的界面状态。如;单元或多元羧酸、酸酐、酚类化合物等。化合物等。三、三、适当
10、地加入增塑剂适当地加入增塑剂 另外,在另外,在胶中引入马来酰亚胺,也可以提高耐胶中引入马来酰亚胺,也可以提高耐热性。热性。耐水性的改进耐水性的改进n 就就聚合物本身聚合物本身来说,在来说,在胶中引入交联单体或胶中引入交联单体或共聚单体共聚单体,会改善其耐水性,会改善其耐水性;就就界面界面来说,许多粘附促进剂(如:二酐、苯酐、来说,许多粘附促进剂(如:二酐、苯酐、硅烷等)可以改善界面状态,在一定程度上改善粘附硅烷等)可以改善界面状态,在一定程度上改善粘附性,也同时改善了耐水性。性,也同时改善了耐水性。(2)改善耐冲击性改善耐冲击性 n 提高耐冲击性的方法有以下三种:提高耐冲击性的方法有以下三种:
11、n 第一、第一、引入可共聚的内增塑单体,如引入可共聚的内增塑单体,如氰基氰基2,4戊二烯酸酯等戊二烯酸酯等;n 第二、第二、添加各种增塑剂,如苯酰丙酮、添加各种增塑剂,如苯酰丙酮、多羟基苯甲多羟基苯甲酸及其衍生物、脂肪族多元醇、聚醚及其衍生物等酸及其衍生物、脂肪族多元醇、聚醚及其衍生物等;n 第三、第三、用高分子量弹性体来改性,如聚氨酯橡胶、用高分子量弹性体来改性,如聚氨酯橡胶、聚乙烯醇缩醛、丙烯酸酯橡胶以及接枝共聚物等。聚乙烯醇缩醛、丙烯酸酯橡胶以及接枝共聚物等。2.4.2 第二代(反应型)丙烯酸酯胶黏剂第二代(反应型)丙烯酸酯胶黏剂 丙烯酸酯结构胶黏剂丙烯酸酯结构胶黏剂n 相对较新的一类胶
12、黏剂。相对较新的一类胶黏剂。20世纪世纪70年代由年代由杜邦公司杜邦公司开发成功,开发成功,1975年年投放市场,是相对于性能较差,应用投放市场,是相对于性能较差,应用不广的不广的第一代第一代丙烯酸酯胶黏剂丙烯酸酯胶黏剂(FGA)而言。而言。n 第一代丙烯酸酯胶黏剂是美国第一代丙烯酸酯胶黏剂是美国EASTMAN公司在公司在1955年年合成一系列乙烯类化合物时偶然发现其粘性的。合成一系列乙烯类化合物时偶然发现其粘性的。它主要由丙烯酸系单体、催化剂、弹性体它主要由丙烯酸系单体、催化剂、弹性体(丙烯腈橡胶丙烯腈橡胶或丁二烯橡胶等或丁二烯橡胶等)组成。组成。n固化时由引发剂引发而产生聚合,固化时由引发
13、剂引发而产生聚合,单体单体与与弹性体弹性体之间不进行化学反应。因而其耐水性、耐溶剂性、耐之间不进行化学反应。因而其耐水性、耐溶剂性、耐热性以及耐冲击性都较差。热性以及耐冲击性都较差。因此在早期并没有得到广因此在早期并没有得到广泛应用。研究者们加入各种橡胶进行改性,改善了其泛应用。研究者们加入各种橡胶进行改性,改善了其剥离强度,开发出了剥离强度,开发出了第二代第二代丙烯酸酯胶黏剂,简称为丙烯酸酯胶黏剂,简称为SGA。n SGA从组成上讲与从组成上讲与FGA基本相同,但是单体在聚合基本相同,但是单体在聚合过程中会与弹性体发生过程中会与弹性体发生化学反应化学反应。这一点是它区别于。这一点是它区别于第
14、第一代一代丙烯酸酯胶黏剂的地方,也是其性能得以改进的重丙烯酸酯胶黏剂的地方,也是其性能得以改进的重要原因。要原因。n 在在SGA的基础上,现在又有了第三代的基础上,现在又有了第三代丙烯酸酯胶丙烯酸酯胶黏剂黏剂(TGA)。)。它与它与SGA的主要区别是固化方式。的主要区别是固化方式。n SGA靠与固化剂进行靠与固化剂进行化学交联化学交联而固化;而固化;n TGA靠靠紫外光紫外光或电子束照射或电子束照射引发自由基引发自由基聚合而固化。聚合而固化。n在物化性能方面两者并无大的区别。在物化性能方面两者并无大的区别。1.反应性丙烯酸酯胶黏剂的特点反应性丙烯酸酯胶黏剂的特点 n(1)优点:)优点:n室温快
15、固化,一般室温快固化,一般315分钟基本固化(分钟基本固化(25左右),左右),24小时完全固化。小时完全固化。n使用时不需要正确计量及混合。使用时不需要正确计量及混合。n二液可分别涂布,使用寿命不受限制。二液可分别涂布,使用寿命不受限制。n可进行油面粘接。可进行油面粘接。n被粘接材料范围宽广,如金属、非金属(一般是被粘接材料范围宽广,如金属、非金属(一般是硬性材料)可自粘及互粘。硬性材料)可自粘及互粘。n耐冲击性、抗剥离性等优良。耐冲击性、抗剥离性等优良。n可提高劳动生产率,适用于流水线操作。可提高劳动生产率,适用于流水线操作。2.反应性丙烯酸酯胶黏剂的组成反应性丙烯酸酯胶黏剂的组成 n 分
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