第三章 典型膠黏劑生產(chǎn)技術(shù)

第三章典型膠黏劑生產(chǎn)技術(shù)第一節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑什么是環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑？環(huán)氧樹(shù)脂是指分子中平均含有一個(gè)以上環(huán)氧基而分子量不高的聚合物。它是一種膠接性能好、耐腐蝕，且電絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度都很高的熱固性樹(shù)脂。它具有許多優(yōu)良的性能，對(duì)金屬和非金屬都有很好的膠接效果，所以環(huán)氧樹(shù)脂有“萬(wàn)能膠”之稱。

1.1.環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑概述環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑的特性

（1）膠接力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高；（2）固化過(guò)程中收縮率??；（3）可室溫固化，也可高溫固化；（4）使用溫度范圍大。-60~150℃。1.2.環(huán)氧樹(shù)脂分類環(huán)氧樹(shù)脂品種繁多，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)和環(huán)氧基的結(jié)合方式分為一下幾類：（1）縮水甘油醚類（2）縮水甘油酯類（3）縮水甘油胺類（4）脂肪族環(huán)氧化合物（5）脂環(huán)族環(huán)氧化合物（6）混合型環(huán)氧樹(shù)脂按室溫下樹(shù)脂的狀態(tài)分為：液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂：可用作澆注料、無(wú)溶劑膠黏劑和涂料。固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂：相對(duì)分子質(zhì)量較大的單純環(huán)氧樹(shù)脂，一種熱塑性的固態(tài)低聚物?？捎米魅軇┬屯苛稀⒎勰┩苛虾凸虘B(tài)成型材料等。環(huán)氧樹(shù)脂按其主要組成物質(zhì)分類代號(hào)環(huán)氧樹(shù)脂類型E二酚基丙烷環(huán)氧樹(shù)脂ET有機(jī)鈦改性二酚基丙烷環(huán)氧樹(shù)脂EG有機(jī)硅改性二酚基丙烷環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)酚醛多環(huán)氧樹(shù)脂B丙三醇環(huán)氧樹(shù)脂IQ脂肪族縮水甘油酯J間苯二酚環(huán)氧樹(shù)脂D聚丁二烯環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂命名命名原則：在基本名稱之前加上型號(hào)?；久Q仍采用我國(guó)已有習(xí)慣名稱：“環(huán)氧樹(shù)脂”

環(huán)氧樹(shù)脂以一個(gè)或兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母與兩個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字作為型號(hào)，表示類別及品種。主要組成物質(zhì)名稱代號(hào)環(huán)氧基平均值基本名稱改性物質(zhì)名稱代號(hào)或“-”××××××××型號(hào)1.3環(huán)氧樹(shù)脂主要性能指標(biāo)1.環(huán)氧值：每100克環(huán)氧樹(shù)脂中所含環(huán)氧基物質(zhì)的量。2.環(huán)氧當(dāng)量：含有一克當(dāng)量環(huán)氧基的環(huán)氧樹(shù)脂的克數(shù)。

3.黏度：液體或半流體流動(dòng)難易的程度4.軟化點(diǎn)：物質(zhì)軟化的溫度稱軟化點(diǎn),主要指無(wú)定形聚合物開(kāi)始變軟的溫度。5.揮發(fā)分：100g樹(shù)脂中低分子雜質(zhì)、易揮發(fā)成分含量。6.熱變形溫度：HDT最常用的環(huán)氧樹(shù)脂是雙酚A同環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制造的雙酚A二縮水甘油醚，即雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂.在環(huán)氧樹(shù)脂中，它原料易得，成本最低，因而產(chǎn)量最大。國(guó)內(nèi)約占環(huán)氧樹(shù)脂總產(chǎn)量的90%，世界約占環(huán)氧樹(shù)脂總產(chǎn)量75%~

80%，被稱為通用型環(huán)氧樹(shù)脂。1.4雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂1.4.1工藝流程程二酚基丙丙烷NaOH（10%)環(huán)氧氯丙丙烷縮合反應(yīng)應(yīng)洗滌分離（減壓蒸蒸餾）脫脫水成品調(diào)節(jié)雙酚A和環(huán)氧氧氯丙烷烷用量比比，可得得到相對(duì)對(duì)分子質(zhì)質(zhì)量不同的環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂脂。液態(tài)雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂脂：平均相相對(duì)分子子質(zhì)量較較低，平平均聚合合度n=0~1.8。。當(dāng)n=0~1時(shí)時(shí)，室溫溫下為液液體，如如E-51,E-44.當(dāng)n=1~1.8時(shí)，，為半固固體，軟軟化點(diǎn)>55℃。。如E-31。。環(huán)氧樹(shù)脂脂本身是是熱塑性性線型結(jié)結(jié)構(gòu)的化化合物，，不能直直接作膠黏劑劑使用，，必須加加入固化化劑并在在一定條條件下進(jìn)進(jìn)行固化化交聯(lián)反應(yīng)應(yīng)，生成成不溶（（熔）體體型網(wǎng)狀狀結(jié)構(gòu)，，才有有實(shí)際應(yīng)應(yīng)用價(jià)值。。因此，，固化劑是環(huán)氧樹(shù)樹(shù)脂膠黏黏劑必不不可少的的組分。1.4.2環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂脂膠粘劑劑用助劑劑（1）環(huán)氧樹(shù)脂脂固化劑劑常用環(huán)氧氧樹(shù)脂固固化劑有有脂肪胺胺、脂環(huán)環(huán)胺、芳芳香胺、、聚酰胺胺、酸酐酐、樹(shù)脂脂類、叔叔胺，另另外在光光引發(fā)劑劑的作用用下紫外外線或光光也能使使環(huán)氧樹(shù)樹(shù)脂固化化。常溫或低低溫固化一般般選用胺胺類固化化劑，加溫固化化則常用用酸酐酐、芳芳香類類固化化劑。。（a））、胺胺類固固化劑劑胺類固固化劑劑包括括脂肪肪族胺胺類、、芳香香族胺胺類和和改性性胺類類，是是環(huán)氧氧樹(shù)脂脂最常常用的的一類類固化化劑。。（b））、酸酸酐類類固化化劑酸酐類類如順順丁烯烯二酸酸酐、、鄰苯苯二甲甲酸酐酐等都都可以以作為為環(huán)氧氧樹(shù)脂脂的固固化劑劑。固固化后后樹(shù)脂脂有較較好的的機(jī)械械性能能和耐耐熱性性，但但由于于固化化后樹(shù)樹(shù)脂中中含有有酯鍵鍵，容容易受受堿侵侵蝕。。酸酐酐固化化時(shí)放放熱量量低，，適用用期長(zhǎng)長(zhǎng)，但但必須須在較較高溫溫度下下烘烤烤才能能完全全固化化。（c））、合合成類類固化化劑有許多多合成成樹(shù)脂脂，如如酚醛醛樹(shù)脂脂、氨氨基樹(shù)樹(shù)脂、、醇酸酸樹(shù)脂脂、聚聚酰胺胺樹(shù)脂脂等都都含有有能與與環(huán)氧氧樹(shù)脂脂反應(yīng)應(yīng)的活活潑基基團(tuán)，，能相相互交交聯(lián)固固化。。這些些合成成樹(shù)脂脂本身身都各各具特特性，，當(dāng)它它們作作為固固化劑劑使用用引入入環(huán)氧氧結(jié)構(gòu)構(gòu)中時(shí)時(shí)，就就給予予最終終產(chǎn)物物某些些優(yōu)良良的性性能。。（2））促進(jìn)劑劑（3）增增韌劑劑非活性性增韌韌劑活性增增韌劑劑（4））稀釋釋劑（5））填料料（6））偶聯(lián)聯(lián)劑練習(xí)：：1、寫寫出二二酚基基丙烷烷在氫氫氧化化鈉作作用下下與環(huán)環(huán)氧氯氯丙烷烷反應(yīng)應(yīng)的方方程式式。2、如如何對(duì)對(duì)環(huán)氧氧樹(shù)脂脂膠黏黏劑進(jìn)進(jìn)行改改性？？第二節(jié)節(jié)聚聚氨酯酯膠粘粘劑聚氨酯酯膠黏黏劑(PolyurethaneAdhesive)是指指在分分子鏈鏈中含含有氨氨基甲甲酸酯酯基團(tuán)團(tuán)(——NHCOO——)和和/或或異氰氰酸酯酯基(—NCO)的的膠黏黏劑。。它具具有優(yōu)優(yōu)異的的性能能，且且應(yīng)用用領(lǐng)域域廣泛泛。德德國(guó)Bayer公司司的聚氨氨酯膠膠黏劑劑專家家GunterFestel指指出：：聚氨氨酯膠膠黏劑劑的多多樣性性幾乎乎為每每一種種粘接接難題題都準(zhǔn)準(zhǔn)備了了解決決的方方法。。1.聚氨酯酯膠黏黏劑的的特點(diǎn)點(diǎn)（1））優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)①聚氨酯酯膠黏黏劑因因含有有極性性很強(qiáng)強(qiáng)、化化學(xué)活活潑性性很高高的異氰酸酸酯基基和氨氨酯基基，它它與含含有活活潑氫氫的材材料，，如泡泡沫塑塑料、木木材、、皮革革、織織物、、紙張張、陶陶瓷等等多孔孔材料料和金金屬、、玻璃、、橡膠膠、塑塑料等等表面面光潔潔的材材料都都有著著優(yōu)良良的化化學(xué)膠膠接力。。②調(diào)節(jié)聚聚氨酯酯樹(shù)脂脂的配配方可可控制制分子子鏈中中軟緞緞與硬硬段比例及及結(jié)構(gòu)構(gòu)，制制成不不同硬硬度和和伸長(zhǎng)長(zhǎng)率的的膠黏黏劑。。③可加熱熱固化化，也也可以以室溫溫固化化。④固化屬屬于加加聚反反應(yīng)，，沒(méi)有有副產(chǎn)產(chǎn)物產(chǎn)產(chǎn)生，，因此此不易易使膠膠合層層產(chǎn)生生缺陷陷。⑤低溫和和超低低溫性性能特特別優(yōu)優(yōu)良，，超過(guò)過(guò)所有有其他他類型型的膠膠黏劑劑。其其膠合合層可可在-196℃，甚至至-253℃下使使用。。⑥具有良良好的的耐磨磨、耐耐水、、耐油油、耐耐溶劑劑、耐耐化學(xué)學(xué)藥品品、耐耐臭氧氧及防防霉菌菌等性性能。。（2））缺點(diǎn)點(diǎn)在高溫溫、高高濕下下易水水解而而降低低膠合合強(qiáng)度度。無(wú)論是是異氰氰酸酯酯膠黏黏劑，，還是是聚氨氨基甲甲酸酯酯膠黏黏劑，，都需要異氰氰酸酯單體體。異氰酸酯是一大類含含有異氰酸酸基（—N=C=O）的的有機(jī)化合合物。異氰氰酸酯基由由于其累積積雙鍵和碳原子兩兩邊的電負(fù)性很大大的氮氧原子子作用，使使之具有很很高的反應(yīng)活活性，能與與絕大多數(shù)數(shù)含活潑氫氫的物質(zhì)發(fā)發(fā)生反應(yīng)。。2.聚氨氨酯膠黏劑劑的原料（1）.異異氰酸酯酯常用的異氰氰酸酯主要要有芳香族族類和脂肪肪類兩種。。芳香族類的主要有：：TDI（（2,4—甲苯二二異氰酸酯酯或2,6—甲苯苯二異氰酸酯酯）、MDI（二苯苯基甲烷-4,4’二異異氰酸酯））、NDI（（1,5—萘二異異氰酸酯））、PAPI（多亞亞甲基多苯苯基多異氰酸酯））等；脂肪族類的主要有：：HDI（（六亞甲基基二異氰酸酸酯）、HMDI（（二環(huán)己基基甲烷-4,4’-二異異氰酸酯））、IPDI（異佛佛爾酮二異異氰酸酯））等。（2）.聚聚酯多元醇醇大部分為二二官能度。。一般要求酸酸值為0.3~0.5mgKOH/g為宜。聚酯多元醇醇易于吸濕濕，貯運(yùn)應(yīng)應(yīng)避免大氣氣中水分進(jìn)進(jìn)入。為了減少可可逆反應(yīng)，，溫度不應(yīng)應(yīng)超過(guò)120℃。（3）.聚聚醚多元元醇是端羥基的齊聚物，，主鏈上的的烴基由醚醚鍵連接。。是以低分子量的多元醇、、多元胺或或含活潑氫氫的化合物物為起始劑，，與氧化烯烴在催化劑作作用下開(kāi)環(huán)環(huán)聚合而成成。（4）.助助劑催化劑主要需用NCO/OH反應(yīng)催化劑劑和NCO/H2O反應(yīng)催化劑劑。（1）有機(jī)錫類催催化劑：此類催化劑劑催化NCO/OH反應(yīng)比催化化NCO/H2O反應(yīng)強(qiáng)，聚聚氨酯膠黏黏劑制備時(shí)時(shí)大多采用用此類催化化劑。（2）叔胺類催化化劑：此類催化劑劑對(duì)促進(jìn)與水的的反應(yīng)特別有效。。一般用于制制備聚氨酯酯泡沫塑料料，發(fā)泡型型聚氨酯膠膠黏劑以及低溫固化化型、潮氣氣固化型聚聚氨酯膠黏黏劑。（4）.助助劑溶劑為了調(diào)整聚聚氨酯膠黏黏劑的黏度度，便于工工藝操作，，在聚氨酯膠黏劑劑的制備或或使用過(guò)程程中，經(jīng)常常要采用溶劑。聚氨酯膠黏黏劑用的有機(jī)溶劑必須是“氨酯級(jí)溶劑劑”，基本上不含水水、醇等活活潑氫的化化合物。聚氨酯膠黏黏劑用的溶劑純度比一般工業(yè)業(yè)品高。聚氨酯膠黏黏劑采用的的溶劑通常常包括酮類類（如甲乙乙酮、丙酮）、芳芳香烴（甲甲苯）、二二甲基甲酰酰胺、四氫氫呋喃等。。溶劑的選擇可根根據(jù)聚氨酯酯分子與溶溶劑的溶解原則：溶度參數(shù)相相近、極性相似以及溶劑本本身的揮發(fā)發(fā)速度等因因素來(lái)確定。。聚氨酯膠黏黏劑常用溶溶劑物理性性質(zhì)溶劑溶度參數(shù)SP沸點(diǎn)，℃相對(duì)密度折射率甲苯8.85110.60.8661.4967二甲苯8.79135-1450.860—丙酮9.4156.50.78991.3591甲乙酮9.1979.60.80611.3790環(huán)己酮10.05155.60.94781.4507四氫呋喃9.1566.00.88921.4070二氧六環(huán)10.24101.11.03291.4175二甲基甲酰胺12.09153.00.94451.4269注：聚氨酯酯溶度參數(shù)SP為10。（一）.異異氰酸酯酯與活潑氫氫化合物的的加成反應(yīng)應(yīng)異氰酸酯基基（—N=C=O）是是一個(gè)高度度的不飽和基，對(duì)許多化化合物有很很高的活性，加成反應(yīng)很容易進(jìn)行行。當(dāng)—N=C=O與親核試劑如醇類、酚類、胺類、酸類、水以及次甲甲基化合物物反應(yīng)時(shí)，這些含活潑氫的親核試劑很容易向正碳離子進(jìn)攻而完成成加成反應(yīng)。3、異氰氰酸酯主要要化學(xué)反應(yīng)應(yīng)（1）異氰酸酯與與羥基化合合物的反應(yīng)應(yīng)異氰酸酯與聚醚多元醇醇、聚酯多多元醇等反反應(yīng)生成氨基甲酸酯酯。是聚氨酯合合成中最常常見(jiàn)的反應(yīng)應(yīng)。（2）異氰酸酯與與含胺基化化合物的反反應(yīng)多異氰酸酯酯和胺類反應(yīng)速度很快，這是胺類化合物物作為聚氨酯膠黏黏劑固化劑的化學(xué)基礎(chǔ)。所以，胺類化合物物常被用來(lái)作作聚氨酯膠黏黏劑的交聯(lián)固化劑劑。（3）異氰酸酯與與水反應(yīng)異氰酸酯與水反應(yīng)先生成成不穩(wěn)定的氨基甲酸，氨基甲酸分解成胺和二氧化碳。在過(guò)量異氰酸酯存存在下，進(jìn)進(jìn)一步反應(yīng)生成取代脲。此反應(yīng)是聚聚氨酯預(yù)聚聚體濕固化化膠黏劑