膠粘劑的供應(yīng)形態(tài)基本上是液態(tài)膠種,單組分膠粘劑根據(jù)用途和使用方式的不同,也可供應(yīng)固態(tài)(主要是粉末狀)、帶狀或膜狀(主要是預(yù)聚物)。
按使用形式可分為雙組分型膠黏劑和單組分膠黏劑。
雙組分型膠黏劑
①通過雙組分型 通過雙組分膠黏劑多采用DGEBA樹脂,同多種固化劑配合,因此,膠粘劑的名稱取自參與配合的固化劑的名稱。各種膠黏劑的固化條件、特點及用途。環(huán)氧樹脂膠黏劑按固化劑種類可分為常溫、低溫、高溫和超高溫固化型。顯然固化溫度提高,其膠黏劑的耐熱溫度也隨之提高。
分類名稱
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固化條件
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固化劑
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特征
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用途
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優(yōu)點
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缺點
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脂肪族多元胺(常溫固化型)
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常溫
40℃*16h
100℃*2h
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脂肪族多元胺(DETA、TETA、TEPA);胺的加成物;螺環(huán)二胺改性物(B-001,C-002等)
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常溫固化、速固化、萬能粘接性、硬質(zhì)
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吸濕性大、毒性大、適用期短、低溫下性脆
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金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材等同種或異種相互粘接
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脂肪族多元胺(中溫固化型)
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40℃*16h
100℃*2h
150℃*30min
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脂肪族多元胺(DBAPA、DEAPA、K16B);脂環(huán)族多元胺(B-AEP)
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中溫固化(40~100℃)、慢固化性、萬能粘接性、硬質(zhì)
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吸濕性大、毒性大、固化時間長
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金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材等同種或異種相互粘接
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聚酰胺類
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20℃*(3~5)d
60℃*1h
100℃*30min
150℃*30min
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Verstmid115(胺值220)、125(胺值330)、140(胺值375)等
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常溫固化性、潮濕面固化性、吸濕性低、低毒性、適用期長、萬能粘接性、柔軟性可自由調(diào)節(jié)(用量增加、柔軟性提高)、稱量誤差對粘接力影響小
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聚酰胺用量增加,耐水性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性降低,長時間(數(shù)周以上)高溫(85℃)暴露下有發(fā)脆傾向
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一般工業(yè)用,電纜接頭用、家庭用
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酸酐類
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100℃*30h
150℃*30h
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液體(DDSA、MNA、);固體(PA、HHPA、MA、PM、DA、TMA、HET)
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高的耐熱性(特別是PM、DA體系,HDT為253℃)
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高溫下固化
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適于耐熱性粘接
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酚醛樹脂類
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163℃*1h
107℃*2h
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甲酚型酚醛樹脂
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廣泛的溫度范圍(-253~260℃)內(nèi)保持穩(wěn)定的粘接力、價廉
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固化中有揮發(fā)物產(chǎn)生(需加壓),彎曲強(qiáng)度低、剝離強(qiáng)度低
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表面材料與蜂窩芯材料粘接
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芳香胺
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80℃*3h+
180℃*3h
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液體(HY-947);固體(MPDA、DDM、DDS)
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優(yōu)良的耐溫性(200℃)、優(yōu)良的耐水性、耐化學(xué)藥品性、耐溶劑性、電氣特性
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固化溫度高(200℃以上)、收縮率大、彎曲強(qiáng)度差、耐沖擊性不良、粘接力低、對冷熱循環(huán)不敏感
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適于耐熱粘接
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聚硅氧烷類
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177℃*1h
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優(yōu)越的耐熱性、耐老化性
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適用期短、價格昂貴
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耐熱粘接
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多元硫醇類
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(10~30)℃*
(8~24)h
0℃*20h
65℃*20min
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PSチォつール、LP-3、33.8、胺(速)DMP-30、DMP-10、TEPA、TETA、K-61B、MPDA(慢)
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可根據(jù)胺的種類調(diào)節(jié)固化速率,優(yōu)良的柔軟性、耐沖擊性,剝離強(qiáng)度高,優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性
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固化前有惡臭味,聚硫用量增加,耐水、耐熱、耐化學(xué)藥品性下降
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熱膨脹系數(shù)差異大的異質(zhì)材料(玻璃、金屬與塑料)間的粘接,土木建筑結(jié)構(gòu)件用
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尼龍類
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177℃*6min
204℃*20min
24℃*8h
(常溫固化劑)
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醇溶性尼龍66等
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優(yōu)越的低溫物性,玻璃強(qiáng)度高
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耐熱性低(-253~82℃)、價格貴
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某些結(jié)構(gòu)粘接、FRP表面與蜂窩芯才粘接
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使用雙酚膠黏劑時應(yīng)注意以下兩點:a.按規(guī)定的比例將兩組分均勻混合;b.注意配好的膠黏劑的適用期(混合后黏度上升到不能使用的時間)?;旌媳壤煌淠z黏劑的粘接強(qiáng)度也不同,一般固化劑過量時,粘接強(qiáng)度下降的程度比固化劑不足時大。雙組分膠黏劑混合的同時反應(yīng)即開始,隨著時間的延長,膠黏劑的黏度增大,然后達(dá)到不能使用的程度。因此要充分注意使用期,必須再使用期內(nèi)用完。
DGEBA樹脂類膠粘劑的耐熱性與配合的固化劑種類關(guān)系極大。圖9-1列出了不同固化劑的雙組分膠黏劑的耐熱性,并與其他膠黏劑相比較。
耐熱性
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膠黏體系
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耐熱性
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膠黏體系
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538℃
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聚苯并咪唑
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260℃
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環(huán)氧樹脂/酚醛樹脂
環(huán)氧樹脂/線性酚醛
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482℃
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聚酰亞胺、短時間
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204℃
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環(huán)氧樹脂/酸酐
丁腈橡膠/酚醛樹脂
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427℃
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149℃
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環(huán)氧樹脂/芳香二胺
乙烯基/酚醛樹脂
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371℃
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PBI,PI
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82℃
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環(huán)氧樹脂/聚酰胺,酚醛樹脂/氯丁橡膠
環(huán)氧樹脂/尼龍,環(huán)氧樹脂/脂肪胺
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316℃
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聚硅氧烷,改性聚硅氧烷
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②耐熱雙組分型 DGEBA樹脂體系的雙組分膠黏劑根據(jù)所采用的固化劑種類可以在200~300℃的高溫下使用(固化劑用酚醛樹脂、聚硅氧烷等)。如果環(huán)氧樹脂從雙管能度更換成相應(yīng)的多官能度類型也可以得到耐高溫的膠粘劑。例如四縮水甘油基四苯基乙烷(TGTPE)、四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷(TGDDM)及甲酚線型酚醛樹脂的多縮水甘油醚(ECM)等。然而多官能度環(huán)氧樹脂的耐熱性能也與所使用的固化劑的種類有關(guān),這一點與通用型雙組分膠黏劑中用DGEBA樹脂的情況是一樣的。
單組分環(huán)氧樹脂膠黏劑
雙組分環(huán)氧樹脂膠黏劑在使用前,一直將環(huán)氧樹脂和固化劑分別包裝和貯存。從生產(chǎn)和使用角度看,雙組分膠黏劑有不少缺點。其一增加了包裝的麻煩;其二雙組分膠黏劑使用時,混合比例的準(zhǔn)確性和混合的均一性將影響粘結(jié)強(qiáng)度;其三在環(huán)氧樹脂和固化劑混合后便只有很短的使用壽命。膠黏劑中固化劑種類種類不同其使用也不同,如脂肪胺類為數(shù)十分鐘,叔胺或芳香胺類為幾小時,酸酐類為一天至數(shù)天,不能長期存放。因此,配制單組分膠黏劑可以使膠接工藝簡化,并適用于自動化操作工序中。
將固化劑和環(huán)氧樹脂混合起來配制單組分膠黏劑,主要是依靠固化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)或者是采用某種技術(shù)手段把固化劑對環(huán)氧樹脂的開環(huán)活化暫時凍結(jié)起來,然后在熱、光、機(jī)械力或化學(xué)作用(如遇水分解)下固化劑活性被激發(fā),便迅速固化環(huán)氧樹脂。單組分固化的方法有以下幾種。
①低溫貯存法 ②分子篩法 ③微膠囊法 ④濕氣固化法 ⑤潛伏型固化劑法 ⑥自固化環(huán)氧樹脂
目前國內(nèi)外市場出售的單組分環(huán)氧樹脂膠黏劑幾乎都是采用潛伏型固化劑或自固化型環(huán)氧樹脂。