玻璃與陶瓷膠粘劑(214)自學

1、 玻璃與陶瓷用膠粘劑玻璃與陶瓷用膠粘劑 郭秀蘭郭秀蘭 第二章第二章 膠粘劑膠粘劑第一節(jié)第一節(jié) 構造與性質構造與性質一、玻璃的構造與性質一、玻璃的構造與性質1.1.組成及構造組成及構造 定義：定義：無定形固體，為非化學計量化合物。無定形固體，為非化學計量化合物。一般為硅酸鹽，有時是由硼酸鹽或磷酸鹽一般為硅酸鹽，有時是由硼酸鹽或磷酸鹽等混合物組成。等混合物組成。結構：結構：含多種負離子團含多種負離子團(SiO4-4， Si2O7-6, Si6O18-12, Si2O4-2n ,Si2O4-6n形成網狀結形成網狀結構。構。2.2.性質：性質：（1 1）透明及各同向性；）透明及各同向性；（2 2）脆性

2、及硬度大；）脆性及硬度大；（3 3）耐熱熔融態(tài)和固態(tài)是可逆的；）耐熱熔融態(tài)和固態(tài)是可逆的；（4 4）受熱時固態(tài)變粘滯態(tài)時各性質是連）受熱時固態(tài)變粘滯態(tài)時各性質是連續(xù)變化的；續(xù)變化的；（5 5）線膨脹系數(shù)小；）線膨脹系數(shù)??；（6 6）不滲透性；）不滲透性；（7 7）絕緣性好；）絕緣性好；（8 8）耐化學性；）耐化學性；（9 9）良好的光學性能。）良好的光學性能。二、二、陶瓷的構造及性質陶瓷的構造及性質1.構造：構造： 以粘土為主要成分的燒結體，為天然材料，主要以粘土為主要成分的燒結體，為天然材料，主要是長石、石英、粘土三大材料再加上一些化學原是長石、石英、粘土三大材料再加上一些化學原料，經高溫燒

3、結，形成以料，經高溫燒結，形成以O-2離子為中心的負離子離子為中心的負離子集團網絡，一些體積集團網絡，一些體積 較小的陽離子介于網絡之中。較小的陽離子介于網絡之中?；瘜W組成：化學組成：硅酸鹽硅酸鹽結構：結構：結晶物質、玻璃態(tài)物質及氣孔組成的復雜系結晶物質、玻璃態(tài)物質及氣孔組成的復雜系統(tǒng)。統(tǒng)。 2.性質：性質： （1）脆性、硬度大；）脆性、硬度大；（2）軟化溫度高，光滑；）軟化溫度高，光滑；（3）無定型或結晶，表面能高易粘）無定型或結晶，表面能高易粘接。接。第二節(jié)第二節(jié) 玻璃與陶瓷粘接的基本情況玻璃與陶瓷粘接的基本情況一、玻璃的粘接情況一、玻璃的粘接情況 在建筑、車輛、儀器、安全、消聲、在建筑、

4、車輛、儀器、安全、消聲、裝飾等應用時的制造裝配與維修方面。裝飾等應用時的制造裝配與維修方面。 玻璃的表面組成與其本體組成差異大，玻璃的表面組成與其本體組成差異大，粘接時要根據(jù)具體情況分析，采取不同的粘接時要根據(jù)具體情況分析，采取不同的表面處理方法；表面能較高，吸附水膜后表面處理方法；表面能較高，吸附水膜后對粘接影響較大，須經表面處理，選擇膠對粘接影響較大，須經表面處理，選擇膠粘劑時必須要考慮到玻璃的特性。粘劑時必須要考慮到玻璃的特性。如在照相機、測距儀、顯微鏡等光學儀如在照相機、測距儀、顯微鏡等光學儀器中主要用有機膠粘劑，而在電子管、器中主要用有機膠粘劑，而在電子管、高真空器件、理化儀器的粘接

5、時則廣泛高真空器件、理化儀器的粘接時則廣泛使用無機膠粘劑。使用無機膠粘劑。 粘接玻璃的其它方法：自身熔接，粘接玻璃的其它方法：自身熔接，玻璃與金屬的封接可用合金軟焊料。玻璃與金屬的封接可用合金軟焊料。二、陶瓷的粘接情況二、陶瓷的粘接情況 陶瓷具有高表面能，易吸附水層，且結構牢陶瓷具有高表面能，易吸附水層，且結構牢固，給粘接帶來一定的困難；陶瓷表面光滑，但固，給粘接帶來一定的困難；陶瓷表面光滑，但斷裂面較粗糙，較易粘接修復。陶瓷自身粘接、斷裂面較粗糙，較易粘接修復。陶瓷自身粘接、陶瓷與金屬、塑料的粘接主要使用有機膠粘劑，陶瓷與金屬、塑料的粘接主要使用有機膠粘劑，但在陶瓷自身（大型）、陶瓷與金屬一

6、些時候的但在陶瓷自身（大型）、陶瓷與金屬一些時候的粘接卻主要使用無機膠粘劑。粘接卻主要使用無機膠粘劑。其它粘接方法：固相熔接和熔融粘接法。其它粘接方法：固相熔接和熔融粘接法。第三節(jié)第三節(jié) 影響玻璃與陶瓷粘接的各種因素影響玻璃與陶瓷粘接的各種因素一、玻璃粘接的影響因素一、玻璃粘接的影響因素1.玻璃表面能高的影響：吸附水膜，玻璃表面能高的影響：吸附水膜，且在高溫下難以除去；且在高溫下難以除去；2.玻璃表面硬度大，不能用普通的打玻璃表面硬度大，不能用普通的打磨方法，一般用有機溶劑處理。磨方法，一般用有機溶劑處理。二、陶瓷粘接的影響因素二、陶瓷粘接的影響因素1.陶瓷表面能高的影響：吸附水膜，且在高溫下

7、陶瓷表面能高的影響：吸附水膜，且在高溫下難以除去；難以除去； 2.陶瓷表面的浸潤性：陶瓷的表面張力較高，有陶瓷表面的浸潤性：陶瓷的表面張力較高，有利于液體在陶瓷表面上的浸潤和粘合，但兩相利于液體在陶瓷表面上的浸潤和粘合，但兩相的相容性也會影響粘接的效果。的相容性也會影響粘接的效果。3.陶瓷表面的幾何結構：存在著無數(shù)的臺階、凹陶瓷表面的幾何結構：存在著無數(shù)的臺階、凹谷、氣孔和裂縫，造成表面能分布不均勻，從谷、氣孔和裂縫，造成表面能分布不均勻，從而影響表面的浸潤性。而影響表面的浸潤性。第四節(jié)第四節(jié) 玻璃與陶瓷用膠粘劑的配方與生產玻璃與陶瓷用膠粘劑的配方與生產一、有機膠粘劑一、有機膠粘劑543膠膠使

8、用范圍使用范圍 （1）使用溫度范圍）使用溫度范圍 -60+120（2）主要用途適用于各種陶瓷、）主要用途適用于各種陶瓷、 玻璃、玻璃、木材、金屬、電木及其他木材、金屬、電木及其他 塑料的粘接。塑料的粘接。 配方配方 由多種環(huán)氧樹脂（由多種環(huán)氧樹脂（A）和聚酰胺、）和聚酰胺、三乙醇胺及填料（三乙醇胺及填料（B）等組成。）等組成。二、無機膠粘劑：二、無機膠粘劑：硅酸鹽、磷酸硅酸鹽、磷酸-氧化銅無機膠粘劑、氧化銅無機膠粘劑、玻璃質無機膠粘劑等。玻璃質無機膠粘劑等。三、玻璃、陶瓷與其他材料的粘接三、玻璃、陶瓷與其他材料的粘接陶瓷與金屬陶瓷與金屬: : 聚丙烯酸酯膠粘劑、不飽聚丙烯酸酯膠粘劑、不飽和聚酯

9、膠粘劑、環(huán)氧酚醛膠粘劑和環(huán)氧和聚酯膠粘劑、環(huán)氧酚醛膠粘劑和環(huán)氧聚酰胺膠粘劑等。聚酰胺膠粘劑等。玻璃、陶瓷與塑料玻璃、陶瓷與塑料: : 玻璃、陶瓷與氯化聚醚、玻璃、陶瓷與氯化聚醚、ABSABS、聚苯醚、聚苯醚、聚醚泡沫的粘接，可選用聚氨酯膠粘劑。聚醚泡沫的粘接，可選用聚氨酯膠粘劑。 玻璃、陶瓷與聚苯乙烯泡沫、聚氯乙稀泡玻璃、陶瓷與聚苯乙烯泡沫、聚氯乙稀泡沫、聚丙烯、聚縮醛、硬質聚氯乙稀的粘沫、聚丙烯、聚縮醛、硬質聚氯乙稀的粘接，可選用環(huán)氧膠粘劑和改性環(huán)氧膠粘劑接，可選用環(huán)氧膠粘劑和改性環(huán)氧膠粘劑等膠粘劑。等膠粘劑。玻璃、陶瓷與聚四氟乙烯、聚苯乙烯玻璃、陶瓷與聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚碳

10、酸酯的粘接，可、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯的粘接，可選用聚丙烯酸酯膠粘劑和有機硅膠粘選用聚丙烯酸酯膠粘劑和有機硅膠粘劑等膠粘劑。劑等膠粘劑。玻璃、陶瓷與軟質聚氯乙稀的粘接，玻璃、陶瓷與軟質聚氯乙稀的粘接，可選用酚醛丁氰膠粘劑等膠粘劑。可選用酚醛丁氰膠粘劑等膠粘劑。玻璃、陶瓷與其它品種的塑料粘接，玻璃、陶瓷與其它品種的塑料粘接，一般可選用聚氨酯膠粘劑、環(huán)氧膠粘一般可選用聚氨酯膠粘劑、環(huán)氧膠粘劑和改性環(huán)氧膠粘劑等膠粘劑。劑和改性環(huán)氧膠粘劑等膠粘劑。玻璃、陶瓷與橡膠玻璃、陶瓷與橡膠: :玻璃、陶瓷與硅橡膠的粘接，可選用有機玻璃、陶瓷與硅橡膠的粘接，可選用有機硅膠粘劑等。硅膠粘劑等。玻璃、陶瓷與丁氰橡膠的粘

11、接，可選用酚玻璃、陶瓷與丁氰橡膠的粘接，可選用酚醛丁氰膠粘劑和環(huán)氧丁氰膠粘劑等。醛丁氰膠粘劑和環(huán)氧丁氰膠粘劑等。玻璃、陶瓷與氯丁橡膠的粘接，可選用酚玻璃、陶瓷與氯丁橡膠的粘接，可選用酚醛氯丁膠粘劑和環(huán)氧氯丁膠粘劑等。醛氯丁膠粘劑和環(huán)氧氯丁膠粘劑等。玻璃、陶瓷與天然橡膠的粘接，可選用聚玻璃、陶瓷與天然橡膠的粘接，可選用聚氨酯膠粘劑、改性橡膠膠粘劑和天然橡膠膠氨酯膠粘劑、改性橡膠膠粘劑和天然橡膠膠粘劑等。粘劑等。玻璃、陶瓷與木材玻璃、陶瓷與木材: 木材與玻璃、陶瓷的粘接，可選用木材與玻璃、陶瓷的粘接，可選用聚乙烯醇縮丁醛膠、聚氨酯膠粘劑、聚乙烯醇縮丁醛膠、聚氨酯膠粘劑、環(huán)氧膠粘劑、環(huán)氧聚酰胺膠粘劑

12、、環(huán)氧膠粘劑、環(huán)氧聚酰胺膠粘劑、環(huán)氧硅橡膠膠粘劑、甲醇膠粘劑等環(huán)氧硅橡膠膠粘劑、甲醇膠粘劑等膠粘劑。膠粘劑。 玻璃、陶瓷與紙張玻璃、陶瓷與紙張: 可選用聚乙烯醇縮丁醛膠、氯丁橡可選用聚乙烯醇縮丁醛膠、氯丁橡膠膠粘劑、丁氰橡膠膠粘劑、丁基橡膠膠粘劑、丁氰橡膠膠粘劑、丁基橡膠膠粘劑、聚氨酯膠粘劑等。膠膠粘劑、聚氨酯膠粘劑等。玻璃、陶瓷與皮革玻璃、陶瓷與皮革: :可選用聚氨酯膠粘劑、環(huán)氧氯丁橡可選用聚氨酯膠粘劑、環(huán)氧氯丁橡膠膠粘劑和氯丁等膠膠粘劑和氯丁等玻璃、陶瓷與織物玻璃、陶瓷與織物: :可選用不飽和聚酯膠粘劑、聚氨酯膠可選用不飽和聚酯膠粘劑、聚氨酯膠粘劑和環(huán)氧氯丁膠粘劑等。粘劑和環(huán)氧氯丁膠粘劑等

13、。四、常用膠粘劑四、常用膠粘劑4.1 4.1 聚氨酯膠粘劑：聚氨酯膠粘劑：1 1、聚氨酯膠粘劑概述、聚氨酯膠粘劑概述 聚氨酯是分子中含有氨基甲酸酯基聚氨酯是分子中含有氨基甲酸酯基（NHCOONHCOO）和（或）異氰酸酯基（）和（或）異氰酸酯基（NCONCO）的物質。聚氨酯膠粘劑是合成）的物質。聚氨酯膠粘劑是合成膠粘劑的主要品種，具有反應活性高、膠粘劑的主要品種，具有反應活性高、常溫能固化、耐沖擊等很多優(yōu)異的性能常溫能固化、耐沖擊等很多優(yōu)異的性能。 2、聚氨酯的合成與改性、聚氨酯的合成與改性 聚氨酯的合成方法一般以二異氰酸酯和多聚氨酯的合成方法一般以二異氰酸酯和多元醇為主要原料。元醇為主要原料。

14、 聚氨酯可以用有機硅等進行改性，以提高聚氨酯可以用有機硅等進行改性，以提高其耐水等性能。其耐水等性能。 3、聚氨酯膠粘劑組成、聚氨酯膠粘劑組成 聚氨酯膠粘劑所用原料主要包括異氰酸酯、聚氨酯膠粘劑所用原料主要包括異氰酸酯、多元醇、催化劑和溶劑等。多元醇、催化劑和溶劑等。 4.2 丙烯酸酯膠粘劑：丙烯酸酯膠粘劑： 1、丙烯酸酯類單體簡介：、丙烯酸酯類單體簡介： 丙烯酸酯類單體主要是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯類單體主要是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等。酯等。 2、丙烯酸酯類聚合物可以通過乳液聚合、丙烯酸酯類聚合物可以通過乳液聚合等方法進行合

15、成等方法進行合成 丙烯酸酯類聚合物具有耐水性、耐丙烯酸酯類聚合物具有耐水性、耐候性、耐堿性、耐氧性、耐臭氧性、耐光候性、耐堿性、耐氧性、耐臭氧性、耐光性和臭味少、與顏料的粘合力高等特點。性和臭味少、與顏料的粘合力高等特點。丙烯酸酯類聚合物可以用苯乙烯和有機硅丙烯酸酯類聚合物可以用苯乙烯和有機硅等化合物進行改性。等化合物進行改性。3 3、丙烯酸酯膠粘劑的組成、丙烯酸酯膠粘劑的組成 丙烯酸酯類膠粘劑種類較多，應用丙烯酸酯類膠粘劑種類較多，應用范圍較廣。其組成對于不同的應用來說范圍較廣。其組成對于不同的應用來說也不同。丙烯酸酯系聚合物乳液可直接也不同。丙烯酸酯系聚合物乳液可直接用作膠粘劑，而氰基丙烯

16、酸酯膠粘劑、用作膠粘劑，而氰基丙烯酸酯膠粘劑、反應型丙烯酸酯類膠粘劑的組成較為復反應型丙烯酸酯類膠粘劑的組成較為復雜，但一般都包括單體、穩(wěn)定劑、引發(fā)雜，但一般都包括單體、穩(wěn)定劑、引發(fā)劑和促進劑等。劑和促進劑等。4.3 4.3 醋酸乙烯酯膠粘劑：醋酸乙烯酯膠粘劑：1 1、醋酸乙烯酯的性質、醋酸乙烯酯的性質醋酸乙烯酯常與各種單體共聚。共聚單體多醋酸乙烯酯常與各種單體共聚。共聚單體多數(shù)是和醋酸乙烯酯一起加入反應器內進行共聚數(shù)是和醋酸乙烯酯一起加入反應器內進行共聚，但也有先將其他單體聚合，然后再添加醋酸，但也有先將其他單體聚合，然后再添加醋酸乙烯酯進行共聚?？膳c醋酸乙烯酯共聚的單體乙烯酯進行共聚?？膳c醋酸乙烯酯共聚的單體很多，主要有以下幾類：很多，主要有以下幾類：乙烯酯乙烯酯; ;不飽和羧酸酯不飽和羧酸酯; ; 不飽和酰胺化合物不飽和酰胺化合物; ; 不飽和氰等。不飽和氰等。 2、聚醋酸乙烯酯的合成與改性、聚醋酸乙烯酯的合成與改性 聚醋酸乙烯酯的合成主要通過溶液聚合和聚醋酸乙烯酯的合成主要通過溶液