膠粘劑與涂料

1、膠粘劑與涂料膠粘劑與涂料目目 錄錄膠粘劑概述膠粘劑概述 1) 1) 定義、發(fā)展簡史定義、發(fā)展簡史 2) 2) 粘接原理粘接原理 3) 3) 分類分類天然膠粘劑天然膠粘劑合成高分子膠粘劑合成高分子膠粘劑涂料涂料6.1.1 發(fā)展簡史發(fā)展簡史 最早的膠粘劑，例如最早的膠粘劑，例如長城長城、中國漆、中國漆2020世紀(jì)初，世紀(jì)初，酚醛樹脂酚醛樹脂膠出現(xiàn)膠出現(xiàn)3030年代初，年代初，脲醛脲醛膠問世膠問世3030年代末出現(xiàn)年代末出現(xiàn)聚乙酸乙烯聚乙酸乙烯乳膠乳膠 二次大戰(zhàn)，二次大戰(zhàn)，結(jié)構(gòu)膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑開始用于飛機制造開始用于飛機制造5050年代，出現(xiàn)年代，出現(xiàn)環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂、聚氨酯聚氨酯膠粘劑膠粘劑707

2、0年代，第二代年代，第二代丙烯酸酯丙烯酸酯膠粘劑膠粘劑功能化：導(dǎo)電膠、醫(yī)用膠等功能化：導(dǎo)電膠、醫(yī)用膠等 6.1.2 粘接原理粘接原理 p225機械理論：機械嵌定、表面打磨，親密結(jié)合是要點機械理論：機械嵌定、表面打磨，親密結(jié)合是要點吸附理論：分子間作用力，包括氫鍵力、范德華力、甚至吸附理論：分子間作用力，包括氫鍵力、范德華力、甚至化學(xué)鍵；良好潤濕是關(guān)鍵化學(xué)鍵；良好潤濕是關(guān)鍵擴散理論：熱塑性塑料的溶劑粘接和熱焊接擴散理論：熱塑性塑料的溶劑粘接和熱焊接 靜電理論：界面上形成雙電層靜電理論：界面上形成雙電層 6.1.3 膠粘劑的分類膠粘劑的分類 p224按主要成分分類按主要成分分類按形態(tài)分類：按形態(tài)分

3、類： 固態(tài)（固態(tài)（粉狀、片狀、塊狀粉狀、片狀、塊狀等）等） 液態(tài)：液態(tài)：本體液、水溶液、溶劑溶液、乳液本體液、水溶液、溶劑溶液、乳液按固化方式分類按固化方式分類按用途分類按用途分類 結(jié)構(gòu)膠粘劑、非結(jié)構(gòu)用、特殊用途結(jié)構(gòu)膠粘劑、非結(jié)構(gòu)用、特殊用途按主要成分分類按主要成分分類無機物膠：無機物膠： 硅酸鹽類、磷酸鹽硅酸鹽類、磷酸鹽等等有機物膠有機物膠 天然產(chǎn)物類：天然產(chǎn)物類：多糖類、蛋白質(zhì)類、天然樹脂多糖類、蛋白質(zhì)類、天然樹脂 合成產(chǎn)物類合成產(chǎn)物類 a 樹脂型：樹脂型：熱固性、熱塑性熱固性、熱塑性 b 橡膠型橡膠型 c 混合型混合型按固化方式分類按固化方式分類溶劑揮發(fā)型：如溶劑揮發(fā)型：如橡膠橡膠類類反

4、應(yīng)型：化學(xué)反應(yīng)引起固化，固化劑反應(yīng)型：化學(xué)反應(yīng)引起固化，固化劑 如如環(huán)氧樹脂、聚氨酯環(huán)氧樹脂、聚氨酯等等熱熔型：通過加熱熔融，冷卻固化粘接熱熔型：通過加熱熔融，冷卻固化粘接 如如乙烯乙烯- -乙酸乙烯共聚物乙酸乙烯共聚物evaeva壓敏型壓敏型6.2 天然膠粘劑天然膠粘劑動物膠粘劑動物膠粘劑植物膠粘劑植物膠粘劑 1）淀粉膠粘劑）淀粉膠粘劑 2）糊精膠粘劑）糊精膠粘劑 3）阿拉伯樹膠）阿拉伯樹膠6.2.1 動物膠粘劑動物膠粘劑骨膠、皮膠與明膠骨膠、皮膠與明膠酪朊膠：以酪朊為主要原料酪朊膠：以酪朊為主要原料血朊膠：以豬血及牛血為主要原料血朊膠：以豬血及牛血為主要原料魚膠：用鱘魚類的魚鰾制造魚膠：用

5、鱘魚類的魚鰾制造 淀粉膠粘劑淀粉膠粘劑n淀粉的來源與結(jié)構(gòu)淀粉的來源與結(jié)構(gòu) 分子式為分子式為(c6h 12o5)n，分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，都是由都是由-d葡萄糖組成的葡萄糖組成的 n淀粉膠的制備方法淀粉膠的制備方法 加熱法加熱法 堿熟法堿熟法淀粉膠粘劑淀粉膠粘劑改性淀粉膠粘劑改性淀粉膠粘劑 1）氧化淀粉：用次氯酸鹽處理）氧化淀粉：用次氯酸鹽處理 2）淀粉乙酸膠：快速固化、單組分）淀粉乙酸膠：快速固化、單組分 3）羧基淀粉膠：用環(huán)氧氯丙烷處理，膠接強度高）羧基淀粉膠：用環(huán)氧氯丙烷處理，膠接強度高 4）耐水淀粉膠：）耐水淀粉膠： 與胺類交聯(lián)反應(yīng)與胺類交聯(lián)反應(yīng) 糊精膠粘劑糊精

6、膠粘劑糊精是淀粉的不完全水解物糊精是淀粉的不完全水解物比淀粉膠更高的粘接強度，更好的耐水性比淀粉膠更高的粘接強度，更好的耐水性糊精制備：直接煅燒法（糊精制備：直接煅燒法（190230）、加酸煅燒法）、加酸煅燒法通常要加入一些添加劑以改善性能通常要加入一些添加劑以改善性能用于木材、紙張、皮革、織物等材料粘接用于木材、紙張、皮革、織物等材料粘接6.3 合成高分子膠粘劑合成高分子膠粘劑三醛樹脂膠粘劑三醛樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑 丙烯酸酯膠粘劑丙烯酸酯膠粘劑聚氨酯膠粘劑聚氨酯膠粘劑6.3.1 三醛樹脂膠粘劑三醛樹脂膠粘劑 p256酚醛樹脂：酚醛樹脂：苯酚與甲醛苯酚與甲醛反應(yīng)，熱固化反應(yīng)，

7、熱固化脲醛樹脂：脲醛樹脂：尿素與甲醛尿素與甲醛反應(yīng)，酸性固化劑反應(yīng)，酸性固化劑三聚氰胺甲醛樹脂：酸性條件下固化三聚氰胺甲醛樹脂：酸性條件下固化氨基樹脂的氨基樹脂的游離甲醛問題游離甲醛問題主要用途主要用途 各類人造板的制造各類人造板的制造6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑p227環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂 分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或以上的環(huán)氧基，并在適當(dāng)條件分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或以上的環(huán)氧基，并在適當(dāng)條件下，能形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)下，能形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu) 分類分類 (1) 縮水甘油基型：醚型縮水甘油基型：醚型酯型酯型胺型胺型6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑分類分類 (2) (2) 環(huán)氧化烯烴型環(huán)氧樹脂：環(huán)

8、氧化烯烴型環(huán)氧樹脂： 直鏈脂肪族直鏈脂肪族脂環(huán)族脂環(huán)族混合型混合型 6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo) (1) 環(huán)氧值：每環(huán)氧值：每100g環(huán)氧樹脂所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量環(huán)氧樹脂所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量 環(huán)氧基含量環(huán)氧基含量 環(huán)氧當(dāng)量環(huán)氧當(dāng)量 (2) 粘度粘度 (3) 軟化點軟化點6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑雙酚雙酚a型環(huán)氧樹脂型環(huán)氧樹脂 (1) 反應(yīng)原理反應(yīng)原理 軟化點低于軟化點低于50（低分子量），（低分子量），5095（中分子量），（中分子量），100以上（高分子量）以上（高分子量） (2) 優(yōu)點：優(yōu)點： 原料來源豐富原料來源豐富：丙酮和苯酚：丙酮和苯

9、酚 液體，容易和其他試劑混合液體，容易和其他試劑混合 粘接強度高，適用粘接多種基材粘接強度高，適用粘接多種基材 穩(wěn)定性好：耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕、熱穩(wěn)定穩(wěn)定性好：耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕、熱穩(wěn)定 ；電絕緣性好；電絕緣性好6.3.2 環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑固化劑：固化反應(yīng)原理固化劑：固化反應(yīng)原理 (1) 反應(yīng)型固化劑反應(yīng)型固化劑 多元胺：多元胺：脂肪族胺、芳香族脂肪族胺、芳香族 改性多元胺改性多元胺 酸酐和高分子預(yù)聚物酸酐和高分子預(yù)聚物 (2) 催化型固化劑催化型固化劑 陰離子陰離子(路易斯堿路易斯堿)型：如型：如叔胺、咪唑叔胺、咪唑 陽離子陽離子(路易斯酸路易斯酸)型：如型：如三氟化硼三氟化硼6.3.2

10、環(huán)氧樹脂膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑固化劑固化劑 (3) 潛伏性固化劑潛伏性固化劑 a、高溫或紫外線輻射離子聚合型、高溫或紫外線輻射離子聚合型 b、室溫不溶性或屏蔽型、室溫不溶性或屏蔽型 主要用途主要用途 1） 土木建筑土木建筑 2）電子電器）電子電器 3）汽車機械）汽車機械 4）航天航空）航天航空 改性多元胺改性多元胺環(huán)氧化物加成多胺，生成羥乙基衍生物環(huán)氧化物加成多胺，生成羥乙基衍生物michael加成多胺加成多胺mannich反應(yīng)物反應(yīng)物硫脲加成多胺，快速固化劑硫脲加成多胺，快速固化劑 6.3.3 丙烯酸酯膠粘劑丙烯酸酯膠粘劑 p241 基本反應(yīng)基本反應(yīng)第一代丙烯酸酯膠粘劑第一代丙烯酸酯膠粘劑 由

11、由丙烯酸酯單體、引發(fā)劑和彈性體丙烯酸酯單體、引發(fā)劑和彈性體等組成。等組成。 主要用途：主要用途： 1)壓敏膠壓敏膠粘劑粘劑 2)織物加工用膠粘劑，如織物加工用膠粘劑，如印花膠、植絨膠印花膠、植絨膠6.3.3 丙烯酸酯膠粘劑丙烯酸酯膠粘劑 二代丙烯酸酯膠粘劑二代丙烯酸酯膠粘劑sga 由由丙烯酸酯單體或低聚物、催化劑、彈性體丙烯酸酯單體或低聚物、催化劑、彈性體配合而成配合而成 sga屬于雙組分型，可在室溫快速固化屬于雙組分型，可在室溫快速固化 已在電機、機車、建筑和家具等行業(yè)實用已在電機、機車、建筑和家具等行業(yè)實用 三代丙烯酸酯膠粘劑三代丙烯酸酯膠粘劑tga：光固化光固化，具有如下優(yōu)點：，具有如下

12、優(yōu)點： 1) 無溶劑無溶劑, 毒性小毒性小, 污染低污染低 2) 固化速度快固化速度快, 適用于自動化適用于自動化, 快速裝配生產(chǎn)流水線快速裝配生產(chǎn)流水線 目前已用于光學(xué)儀器等的膠接與制作目前已用于光學(xué)儀器等的膠接與制作6.3.4 聚氨酯膠粘劑聚氨酯膠粘劑p233基本反應(yīng)基本反應(yīng)性能特點：優(yōu)良的膠接性能、高彈性、卓越的耐低溫性性能特點：優(yōu)良的膠接性能、高彈性、卓越的耐低溫性 耐磨性、多功能性耐磨性、多功能性 主要缺點是耐熱性能較差主要缺點是耐熱性能較差 分類：按形態(tài)、組分?jǐn)?shù)、組成類型分類：按形態(tài)、組分?jǐn)?shù)、組成類型主要原料主要原料主要品種主要品種聚氨酯的主要原料聚氨酯的主要原料多異氰酸酯：多異氰

13、酸酯：tdi、mdi多元醇：多元醇：聚酯多元醇、聚醚多元醇聚酯多元醇、聚醚多元醇 擴鏈劑或交聯(lián)劑擴鏈劑或交聯(lián)劑 常采用常采用二元醇類或多乙烯多胺類二元醇類或多乙烯多胺類 其他其他pu膠主要品種膠主要品種多異氰酸酯膠：毒性大，已較少單獨使用多異氰酸酯膠：毒性大，已較少單獨使用氨基甲酸酯預(yù)聚物：氨基甲酸酯預(yù)聚物：單組分濕固化，密封膠單組分濕固化，密封膠異氰酸酯改性聚氨酯膠異氰酸酯改性聚氨酯膠 1）通用溶劑型）通用溶劑型 2）復(fù)合薄膜用）復(fù)合薄膜用 3）鞋用膠：與氯丁橡膠比較）鞋用膠：與氯丁橡膠比較水基聚氨酯膠粘劑水基聚氨酯膠粘劑氯丁橡膠膠粘劑氯丁橡膠膠粘劑p252由由2-氯丁二烯氯丁二烯 1，3聚

14、合而成聚合而成 對極性材料賦予良好的膠接性能對極性材料賦予良好的膠接性能 初粘力高、內(nèi)聚強度大初粘力高、內(nèi)聚強度大富有彈性、柔軟性、耐屈撓性等特性富有彈性、柔軟性、耐屈撓性等特性主要缺點是膠液的貯存穩(wěn)定性差，易分層或凝膠。另外，主要缺點是膠液的貯存穩(wěn)定性差，易分層或凝膠。另外，常以苯、甲苯等作溶劑，毒性較大。常以苯、甲苯等作溶劑，毒性較大。 6.4 涂料涂料 p260概述概述 1）主要作用：保護、裝飾、標(biāo)志、特殊）主要作用：保護、裝飾、標(biāo)志、特殊 2）分類）分類 a、按劑型分、按劑型分 b、按用途分、按用途分 c、按成膜物質(zhì)分五大系列：、按成膜物質(zhì)分五大系列： 醇酸、丙烯酸、乙烯、環(huán)氧、聚氨酯

15、醇酸、丙烯酸、乙烯、環(huán)氧、聚氨酯 voc：定量表征涂料產(chǎn)品中有機溶劑的指標(biāo)：定量表征涂料產(chǎn)品中有機溶劑的指標(biāo)6.4 涂料涂料概述概述 3）涂料命名：）涂料命名： 顏色顏色+成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)+基本名稱基本名稱 涂料編號：涂料編號： 成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)（表（表10-1）、基本名稱、基本名稱（表（表10-3）、序號、序號 4）涂料的組成）涂料的組成（表（表10-5）： 成膜物質(zhì)成膜物質(zhì) + 溶劑、稀釋劑溶劑、稀釋劑 + 顏料、填料顏料、填料 + 其他助劑其他助劑按劑型分類按劑型分類 1）溶劑型）溶劑型 三種溶劑：真溶劑、助溶劑、稀釋劑（苯、甲苯）三種溶劑：真溶劑、助溶劑、稀釋劑（苯、甲苯） 無苯油漆無

16、苯油漆 2）水性涂料）水性涂料 三大類：水溶型、水乳化型、水懸浮型三大類：水溶型、水乳化型、水懸浮型 各種水性涂料：各種水性涂料：苯乙烯苯乙烯-丁二苯膠乳、丁二苯膠乳、pva、 丙烯酸酯丙烯酸酯按用途分類按用途分類涂料與油漆涂料與油漆建筑涂料：內(nèi)墻涂料、外墻涂料（乳膠漆）建筑涂料：內(nèi)墻涂料、外墻涂料（乳膠漆）木器涂料：家具漆、地板漆木器涂料：家具漆、地板漆汽車涂料汽車涂料絕緣漆、防銹漆絕緣漆、防銹漆 6.4.2 油性涂料油性涂料 p267主要類型主要類型 清油、油性厚漆、油性調(diào)和漆清油、油性厚漆、油性調(diào)和漆特點：涂刷性能好（易潤濕）特點：涂刷性能好（易潤濕） 生產(chǎn)簡單、施工方便生產(chǎn)簡單、施工方

17、便 干燥慢、綜合性能比合成樹脂漆差干燥慢、綜合性能比合成樹脂漆差組成：脂肪酸、甘油三酯組成：脂肪酸、甘油三酯分類：分類： 干性油：桐油（主要成分）、梓油、亞麻油干性油：桐油（主要成分）、梓油、亞麻油 不干性油：蓖麻油不干性油：蓖麻油6.4.3 醇酸樹脂涂料醇酸樹脂涂料 p271基本組成：常為基本組成：常為甘油酯甘油酯混合物混合物 多元醇多元醇 + 多元酸（多元酸（鄰苯二甲酸酐鄰苯二甲酸酐）+ 單元酸單元酸特點：耐老化、流平性、保色保光等特點：耐老化、流平性、保色保光等種類：種類： a、按脂肪酸品種不同：干性、不干性、按脂肪酸品種不同：干性、不干性 b、含脂肪酸含量不同、含脂肪酸含量不同 長油度

18、、中油度、短油度、無油長油度、中油度、短油度、無油6.4.3 醇酸樹脂涂料醇酸樹脂涂料 p271主要用途及配方主要用途及配方 外用（外用（橋梁橋梁）、通用（）、通用（機械、建筑機械、建筑） 底漆（底漆（防銹漆防銹漆）、絕緣漆）、絕緣漆缺點：耐潮、耐堿性差缺點：耐潮、耐堿性差改性醇酸樹脂改性醇酸樹脂6.4.4 氨基樹脂涂料氨基樹脂涂料 p275主要原料主要原料 氨基樹脂（脲醛、三聚氰胺甲醛樹脂）氨基樹脂（脲醛、三聚氰胺甲醛樹脂） + 醇酸樹脂醇酸樹脂分類：分類： 高氨基、中氨基、低氨基高氨基、中氨基、低氨基特點與主要用途特點與主要用途6.4.5 環(huán)氧樹脂涂料環(huán)氧樹脂涂料 p278性能與用途性能與用途 附著力強（特別是對金屬表面）附著力強（特別是對金屬表面） 耐化學(xué)腐蝕性好（防腐蝕涂料，耐化學(xué)腐蝕性好（防腐蝕涂料，表表10-8）主要種類主要種類 a、未酯化環(huán)氧樹脂漆、未酯化環(huán)氧樹脂漆 采用不同固化劑（如采用不同固化劑（如胺類、聚酰胺等胺類、聚酰胺等） b