環(huán)氧樹脂膠粘劑

關(guān)于環(huán)氧樹脂膠粘劑第1頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五環(huán)氧樹脂膠粘劑特性與應(yīng)用分析環(huán)氧樹脂具有許多獨(dú)特的優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：良好的加工工藝性,高度的粘結(jié)力,收縮性小,穩(wěn)定性好,具有優(yōu)良的電絕緣性能,由于結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基、醚鍵等，同時(shí)結(jié)構(gòu)很緊密，所有有良好的機(jī)械性能,因含有穩(wěn)定的苯環(huán)及醚鍵，因而熱穩(wěn)定性也很好,吸水率低，室溫下的吸水率在0．5％以下。第2頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五由于環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的粘結(jié)性、絕緣性以及耐化學(xué)腐蝕性等優(yōu)異的特點(diǎn)，所以在許多工業(yè)部門，包括造船、化工、電器直至國防、航天飛船等方面都得到極為廣泛的應(yīng)用，它可以作膠粘劑、作層壓材料、作澆筑等磨具，并可以用作涂料等，特別是近年來，許多性能優(yōu)異的新品種相繼問世，使環(huán)氧樹脂的用途越來越廣。環(huán)氧樹脂對金屬與金屬，金屬與非金屬等材料都有很強(qiáng)的粘結(jié)力，故而用途廣泛的膠粘劑，熟稱“萬能膠”。第3頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五由于環(huán)氧樹脂可以在室溫固化，固化后又可經(jīng)受高低溫作用，這就對一些不能經(jīng)受高溫的精密部件的緊固極為適用，光學(xué)儀器，蜂巢結(jié)構(gòu)材料等的的膠粘劑已廣泛使用環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂粘接力的機(jī)械性能，物理性能和電性能，可以通過不同類型的樹脂和用不同類型的輔助劑來加以改。還通過特殊配方和應(yīng)用工藝，縮短固化時(shí)間，提高耐熱性，并且可以在短時(shí)間內(nèi)耐熱溫度達(dá)300℃以上。第4頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五作為膠粘劑它有如下特點(diǎn)：能膠合薄厚不同的各種材料，能膠合二種不同金屬材料或各種金屬和非金屬材料，連接后又完全平整的表面；膠縫不漏氣，耐化學(xué)腐蝕，有絕緣和密封性等性能；不用鉆孔，因而不會減小強(qiáng)度；應(yīng)力均勻；膠合工藝簡單，能夠大幅降低生產(chǎn)成本第5頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五為什么環(huán)氧樹脂膠接力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中含有脂肪族羥基，醚基和極活潑的環(huán)氧基。羥基和醚基都有高度的極性，使環(huán)氧樹脂能與相鄰界面產(chǎn)生電磁引力。而環(huán)氧基團(tuán)能與介質(zhì)表面的游離鍵起反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，所以環(huán)氧樹脂的膠結(jié)力特強(qiáng)。第6頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五環(huán)氧樹脂合成原料生產(chǎn)環(huán)氧樹脂主要原料是環(huán)氧氯丙烷和二酚基丙烷（雙酚A）環(huán)氧氯丙烷化學(xué)式：C3H5OcL名稱：3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷第7頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五二酚基丙烷（雙酚A）C15H16O2性質(zhì)白色片狀、粒狀或粉末狀結(jié)晶體，微有苯酚味。第8頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五環(huán)氧樹脂合成原理第9頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五第10頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五環(huán)氧值工業(yè)上是以環(huán)氧值作為鑒定環(huán)氧樹脂質(zhì)量的主要指標(biāo)。是指每100克樹脂中所含環(huán)氧基的當(dāng)量數(shù)。例如分子量為200，每分子含兩個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂，它的環(huán)氧值為：2/200X100=1.00環(huán)氧當(dāng)量=100/環(huán)氧值環(huán)氧當(dāng)量的含義是含有一克當(dāng)量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。第11頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五環(huán)氧樹脂的固化未加入固化劑的環(huán)氧樹脂在常溫或加熱條件下，環(huán)氧基團(tuán)一般本身不反應(yīng)，使大分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)，因此把使用前的環(huán)氧樹脂叫熱塑性環(huán)氧樹脂，但熱塑性環(huán)氧樹脂，不高的分子量的環(huán)氧樹脂沒有強(qiáng)度，必須固化交聯(lián)才有強(qiáng)度。第12頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五環(huán)氧樹脂固化劑的分類1.按固化反應(yīng)類型分類：反應(yīng)型固化劑催化型固化劑2.按固溫度分類：高溫（100度以上），中溫（60~100度），室溫（20度）低溫（5度以下）3.按固化劑結(jié)構(gòu)分類：胺類，酸酐類，樹脂類等。胺類固化劑最常用。4.合成類固化劑：是含有許多合成樹脂，與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的活潑基團(tuán)，能相互交聯(lián)固化。該固化劑就給最終產(chǎn)物某些優(yōu)良的性能（縮短固化時(shí)間等）。

第13頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五環(huán)氧樹脂添加劑環(huán)氧樹脂膠黏劑中除環(huán)氧樹脂和固化劑外，為了改善其某些性能（如膠液粘度不會過高，流動性好，試用期長，強(qiáng)度大，降低成本，減少樹脂用量），滿足不同的用途，還需加入增韌劑，稀釋劑，填料等助劑。增韌劑：鄰苯二甲酸二丁酯（DBP),鄰苯二甲酸二辛酯（DOP)稀釋劑:苯，甲苯，二甲苯等填料：鐵粉，石英粉，云母粉等第14頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五什么是膠膜及功能？膠膜是指土壤孔隙壁、土壤結(jié)構(gòu)體或礦質(zhì)顆粒表面，由于土壤某種成分的凝聚或“細(xì)土活質(zhì)”就地改變排列所形成的膜狀物。有囊孔膠膜、孔道膠膜、骨骼顆粒膠膜等。膠膜是在成土過程中某些活性的有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)（如粘粒、腐殖質(zhì)、三氧化物等）形成。第15頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五

膠膜

美國的一項(xiàng)研究報(bào)告介紹，F(xiàn)一22戰(zhàn)機(jī)采用可以177℃使用的改性環(huán)氧膠膜AF-191用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的膠接，實(shí)驗(yàn)研究中被膠接的材料為固化的雙馬基復(fù)合材料FM-73則用于C一141運(yùn)輸機(jī)的鋁-鋁以及鋁-硼／環(huán)氧復(fù)合材料的膠接。在A380飛機(jī)的設(shè)計(jì)中FM-94膠黏劑用于GLARE制造(用于機(jī)身蒙皮)AF163-2，F(xiàn)M300，PL-795，PL-780，EA9695，AF191用于復(fù)合材料膠接。C一17運(yùn)輸機(jī)的ARALL層板則用BR一127處理的鋁板和AF-163制造。第16頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五雙馬來酰亞胺基復(fù)合材料雙馬來酰亞胺樹脂基復(fù)合材料比環(huán)氧基復(fù)合材料最突出的特點(diǎn)就是耐溫性上提高了。由QY8911系列5405,5428等雙馬來酰亞胺樹脂制成的典型結(jié)構(gòu)幾乎含蓋了飛機(jī)和航天件的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形式

。這些航天航空結(jié)構(gòu)中需要膠接的部件大約50%~60%。

用改性環(huán)氧膠膜來膠接雙馬來酰亞胺樹脂基復(fù)合材料,其耐熱性無法與雙馬來酰亞胺基復(fù)合材料匹配。國內(nèi)外對于雙馬來酰亞胺樹脂增韌的目的研究主要集中在作為復(fù)合材料的基體樹脂上

。

第17頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五在所有的使用溫度范圍內(nèi)提供了改善的性能，同時(shí)提供了較高的剝離性能。通過潛伏固化化學(xué)原理的應(yīng)用，這種膠膜為使用者提供了延長的外置時(shí)間，且提供了較低溫固化的能力(即121℃固化)。該膠膜還具有優(yōu)異的環(huán)境耐久性能。它還提供了良好的自粘性和可操作性能。這種膠黏劑能夠膠接不相同的材料，能夠很好地潤濕金屬。第18頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五剝離性能主要體現(xiàn)在剝離強(qiáng)度方面剝離強(qiáng)度（peelstrength）：粘貼在一起的材料，從接觸面進(jìn)行單位寬度剝離時(shí)所需要的最大力。潛伏性固化劑：是指加入到環(huán)氧樹脂中與其組成的單組分體系在室溫下具有一定的貯存穩(wěn)定性，而在加熱、光照、濕氣、加壓等。迅速進(jìn)行固化反應(yīng)的固化劑劑的種類很多，但是雖然環(huán)氧樹脂潛伏性固化條件下能每種類型的固化劑都有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，到目前為止，仍然沒有發(fā)現(xiàn)一種性能特別優(yōu)良，十分理想的潛伏性固化劑。第19頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五YangZhongandPaulO．Biney的研究中，采用環(huán)氧樹脂體系的FM300、FM400膠膜與雙馬樹脂體系的Metlbond2550膠膜，研究了IM7／BMI5250-4雙馬復(fù)合材料體系的膠接性能。FM300膠膜的膠接試樣在沒有經(jīng)過環(huán)境暴露老化時(shí)的單搭接剪切強(qiáng)度最高，但其膠接體系對于熱和濕熱暴露更敏感，特別是對水更脆弱Metlbond2550膠接體系表現(xiàn)出最好的耐環(huán)境性能，老化前后膠接強(qiáng)度變化很小。第20頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五采用北京航空材料研究院的SY一14A膠黏劑膠接T700／5428復(fù)合材料的室溫剪切強(qiáng)度達(dá)到了40．1MPa，接近磷酸陽極化鋁合金的膠接強(qiáng)度；1500度的剪切強(qiáng)度為14.4MPa，約為鋁合金膠接強(qiáng)度的一半。說明作為各向異性復(fù)合材料與鋁合金等金屬有很大差異。SY-14A膠黏劑還用于ARALL層板的制造，并獲得應(yīng)用，同時(shí)也進(jìn)行了制造GLARE層板的制造研究

剪切強(qiáng)度：剪切強(qiáng)度是指材料承受剪切力的能力，代號σc，指外力與材料軸線垂直，并對材料呈剪切作用時(shí)的強(qiáng)度極限。第21頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五Glare層板是由鋁合金和玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料組成的一種混雜結(jié)構(gòu)材料,是一種新型的航空結(jié)構(gòu)材料ARALL層壓板結(jié)構(gòu)主要就是通過一種膠粘劑把鋁板和芳綸纖維連接起來而制成的一種夾層壓板結(jié)構(gòu),主要包括高強(qiáng)度薄鋁合金板、高強(qiáng)度單向芳綸纖維和環(huán)氧基膠粘劑3部分芳綸全稱為“聚對苯二甲酰對苯二胺”,英文為Aramidfiber是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,其強(qiáng)度是鋼絲的5～6倍。

第22頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五CalvinCedarleaf[8]報(bào)導(dǎo)了Hysol新開發(fā)的表面膜LF8606，這種產(chǎn)品可以用于消除復(fù)合材料零件表面的蜂窩芯印痕和孑L隙，這種表面不規(guī)則性的降低有助于節(jié)省包括填充、找平和打磨在內(nèi)的眾多加工步驟。這種新型的復(fù)合材料表面修飾一方面可以使制造商制造外觀良好的零件，另一方面可提高效率并降低成本。包括FM73和FM300在內(nèi)的多種FM系列膠膜也可用作表面裝飾膜。我國此類研究與應(yīng)用基本上處于空白。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五什么是底膠及功能為了改善膠接性能，涂膠前在被粘物表面涂布的一種膠粘劑。3MK-500底膠是一種淡褐色透明液體，它和空氣中的水分子作用，可以產(chǎn)生高粘結(jié)力，并具有抗高溫能力，尤其和3M丙烯酸泡綿膠帶一起使用，可以起到極好粘結(jié)效果。第24頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五什么是發(fā)泡膠及功能發(fā)泡膠也是一種膠，但是他必須是要經(jīng)過在模具里面加熱才能成型，加熱成型后有點(diǎn)象海綿，一般用在減壓防震或者隔熱用，比如在防盜門或者冰箱門里面就有。

當(dāng)物料從氣霧罐中噴出時(shí)，沫狀物料會迅速膨脹并與空氣或接觸到的基體中的水分發(fā)生固化反應(yīng)形成泡沫。固化適用于密封堵漏、填空補(bǔ)縫、固后的泡沫具有填縫、粘結(jié)、密封、隔熱、吸音等多種效果，是一種環(huán)保節(jié)能、使用方便的建筑材料，可定粘結(jié)，保溫隔音，尤其適用于塑鋼或鋁合金門窗和墻體間的密封堵漏及防水。第25頁，共27頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)18分，星期五國外發(fā)泡膠也有具備雙固化工藝特性的牌號，俄羅斯的BKB一3發(fā)泡膠可以120℃或175℃固化，兩種固化工藝都有較高的高溫強(qiáng)度[13]；FM490A發(fā)泡膠為中溫固化(120。C)體系，但可以在室溫