工程胶黏剂及其应用
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第1章 概述

1.1 工程胶黏剂的定义和分类

1.1.1 胶黏剂的概念和分类

1.1.1.1 概念

胶黏剂(Adhesive)是一种起连接作用的物质,它将材料粘合在一起。

1.1.1.2 分类

胶黏剂有多种分类方法,一般按化学成分、形态、工艺、用途等进行分类。

(1)按化学成分分类 胶黏剂按化学成分可分为无机胶黏剂和有机胶黏剂两大类。

①无机胶黏剂。硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、低熔点金属等。

②有机胶黏剂。有机胶黏剂种类繁多,可分为天然胶黏剂和合成胶黏剂两类,详细的分类见表1-1。

表1-1 有机胶黏剂分类

(2)按形态分类 胶黏剂按形态可分为液体胶(俗称胶水,如水溶液胶、乳胶、溶剂型液体胶、无溶剂液体胶等)、固体胶(如胶粉、胶块、胶棒、胶带、胶膜等)以及膏状/糊状胶等。

(3)按固化工艺分类 胶黏剂按固化工艺可分为室温固化胶、热固性胶、厌氧胶、湿固化胶、光固化胶、电子束固化胶、热熔胶、压敏胶等。

(4)按用途分类 胶黏剂按用途一般可分为结构胶黏剂、非结构胶黏剂和特种胶黏剂。

①结构胶黏剂。能长期承受大负荷、良好的耐久性。

②非结构胶黏剂。有一定的粘接强度和耐久性。

③特种胶黏剂。特殊用途如密封胶、导电胶、导热胶、应变胶、水下胶、高温胶等。

另外,胶黏剂按用途还可以分为工业用胶黏剂和家用胶黏剂。

①工业用胶黏剂(Industrial Adhesives)。主要用于工业领域的制造、装配、维修等,如工程胶黏剂、建筑胶黏剂、汽车胶黏剂、电子胶黏剂、鞋用胶黏剂、包装胶黏剂、医用胶黏剂等。

②家用胶黏剂。主要用于家庭装修、日常维修及手工制作等,国外称为DIY用胶。

1.1.2 胶黏剂的固化机理

1.1.2.1 形成永久粘接力的两个条件

形成永久粘接力应具备如下两个条件:

①胶黏剂必须以液状或膏状的形式涂于被粘物表面;

②胶黏剂必须固化。

1.1.2.2 胶黏剂的固化

胶黏剂的固化机理一般分为以下几种。

(1)热塑性高分子的冷却 如热熔胶等。

(2)溶剂或载体的散逸 如溶剂型胶、水溶液胶、乳液胶等。

(3)现场聚合反应

①混合后反应固化。如双组分环氧胶、双组分聚氨酯胶、第二代丙烯酸酯胶等。

②吸收潮气固化。如室温固化硅橡胶、单组分湿固化聚氨酯胶、氰基丙烯酸酯胶等。

③厌氧固化。如厌氧胶。

④辐射固化。如紫外线(UV)固化胶、电子束(EB)固化胶等。

⑤加热反应固化。如单组分环氧胶等。

另外,还有非固化型胶黏剂,如压敏胶等。

1.1.3 工程胶黏剂的定义和分类

1.1.3.1 定义

工程胶黏剂(Engineering Adhesive)是指无溶剂的液态反应型胶黏剂,用于粘合耐久的基材。它是按用途来分的一类胶黏剂,广泛用于建筑、汽车、机械、电子电器、船舶、轨道交通、航空航天、光伏发电、风能发电、医疗等工程领域,是合成胶黏剂中增长较快的一类胶黏剂。

1.1.3.2 分类

目前国际上公认的工程胶黏剂有以下6类。

(1)环氧胶黏剂(Epoxy Adhesive) 分为单组分环氧胶、双组分环氧胶等,广泛用于建筑、机械、汽车、电子电器、风能发电等领域。

(2)反应型丙烯酸酯胶黏剂(Acrylate Adhesive) 分为第二代丙烯酸酯胶(SGA)和紫外线固化胶(UV胶)等,广泛用于机械、汽车、电子电器、医疗、DIY等领域。

(3)厌氧胶黏剂(Anaerobic Adhesive) 分为一般厌氧胶黏剂(AN)和预涂微胶囊型厌氧胶(Encapsulating)等,用于汽车、工程机械、通用机械、航空航天等领域。

(4)氰基丙烯酸酯胶黏剂(Cyanoacrylate Adhesive) 俗称瞬干胶,广泛用于机械、电子电器、轻工、医疗、DIY等领域。

严格来说,反应型丙烯酸酯胶黏剂、厌氧胶黏剂、氰基丙烯酸酯胶黏剂都归属于丙烯酸酯胶黏剂大类。

(5)有机硅胶黏剂(Silicone Adhesive) 分单组分胶黏剂RTV-1、双组分胶黏剂RTV-2等,包括室温固化有机硅密封胶,广泛用于建筑、电子电器、光伏发电、汽车、机械、航空航天等领域。

(6)反应型聚氨酯胶黏剂(Polyurethane Adhesive) 分为单组分聚氨酯胶黏剂、双组分聚氨酯胶黏剂等,包括单组分湿固化聚氨酯密封胶,广泛用于建筑、汽车、电子电器、轨道交通等领域。