環氧樹脂膠粘劑特點及應用機理(一)
一、環氧樹脂膠粘劑概述
人類使用膠粘劑已有幾千年的歷史,然而環氧樹脂膠粘劑(簡稱環氧膠粘劑或環氧膠)從1950年左右出現至今,僅僅只有50多年。但是隨著20世紀中葉各種膠粘理論的相繼提出,以及膠粘界面化學、膠粘劑流變學和膠粘破壞機理等基礎研究工作的深入進展,使膠粘劑階性能、品種和應用有了突飛猛進的發展。環氧樹脂及其固化體系也以其獨特的、優異性能,和新型環氧樹脂、新型固化劑和添加劑的不斷涌現,而成為性能優異、品種眾多、適應性廣泛的一類重要的膠粘劑。由于環氧膠粘劑的粘接強度高、通用性強,曾有“萬能膠”、“大力膠”之稱。已在航空、航天、汽車、機械、建筑、化工、輕工、電子、電器以及日常生活等領域得到廣泛的應用。
環氧膠粘劑是由環氧樹脂、固化劑、促進劑、改性劑、稀釋劑、填料等組成的液態或固態膠粘劑。據環氧樹脂行業協會專家介紹,環氧膠粘劑的膠粘過程是一個復雜的物理和化學過程,包括浸潤、粘附、固化等步驟,后生成三維交聯結構的固化物,把被粘物結合成一個整體。膠接性能(強度、耐熱性、耐腐蝕性、抗滲性等)不僅取決于膠粘劑的結構和性能以及被粘物表面的結構和膠粘特性,而且和接頭設計、膠粘劑的制備工藝和貯存以及膠接工藝等密切相關,同時還受周圍環境(應力、溫度、濕度、介質等)的制約。因此環氧膠粘劑的應用是一個系統工程。
環氧膠粘劑的性能必須與上述影響膠接性能的諸因素相適應,才能獲得佳結果。用相同配方的環氧膠粘劑膠接不同性質的物體,或采用不同的膠接條件、或在不同的使用環境中,其性能會有極大的差別。應用時應充分給予重視。由于篇幅的限制,本章主要介紹環氧膠粘劑主要品種的配方設計、膠接工藝條件、性能及應用舉例。人類使用膠粘劑已有幾千年的歷史,然而環氧樹脂膠粘劑(簡稱環氧膠粘劑或環氧膠)從1950年左右出現至今,僅僅只有50多年。
隨著20世紀中葉各種膠粘理論的相繼提出,以及膠粘界面化學、膠粘劑流變學和膠粘破壞機理等基礎研究工作的深入進展,使膠粘劑階性能、品種和應用有了突飛猛進的發展。環氧樹脂行業協會專家表示,環氧樹脂及其固化體系也以其獨特的、優異性能和新型環氧樹脂、新型固化劑和添加劑的不斷涌現,而成為性能優異、品種眾多、適應性廣泛的一類重要的膠粘劑。由于環氧膠粘劑的粘接強度高、通用性強,曾有“萬能膠”、“大力膠”之稱。已在航空、航天、汽車、機械、建筑、化工、輕工、電子、電器以及日常生活等領域得到廣泛的應用。
二、環氧樹脂膠粘劑類型
環氧樹脂膠粘劑的品種很多,其分類的方法和分類的指標尚未統一。通常按下列方法分類。
按膠粘劑的形態分類-如無溶劑型膠粘劑、(有機)溶劑型膠粘劑、水性膠粘劑(又可分為水乳型和水溶型兩種)、膏狀膠粘劑、薄膜狀膠粘劑(環氧膠膜)等。
1、按固化條件分類
(1)冷固化膠(不加熱固化膠)。又分為:
低溫固化膠,固化溫度<15℃;
室溫固化膠,固化溫度15-40℃。
(2)熱固化膠。又可分為:
中溫固化膠,固化溫度約80-120℃;
高溫固化膠,固化溫度>150℃。
(3)其他方式固化膠,如光固化膠、潮濕面及水中固化膠、潛伏性固化膠等。
2、按膠接強度分類
(1)結構膠,抗剪及抗拉強度大,而且還應有較高的不均勻扯離強度,使膠接接頭在長時間內能承受振動、疲勞及沖擊等栽荷。同時還應具有較高的耐熱性和耐候性。通常鋼-鋼室溫抗剪強度>25MPa,抗拉強度≥33MPa。不均勻扯離強度>40kN/m。
(2)次受力結構膠,能承受中等載荷。通常抗剪強度17-25MPa,不均勻扯離強度20-50kN/m。
(3)非結構膠,即通用型膠粘劑。其室溫強度還比較高,但隨溫度的升高,膠接強度下降較快。只能用于受力不大的部位。
3、按用途分類
(1)通用型膠粘劑。
(2)特種膠粘劑。如耐高溫膠(使用溫度≥150℃)、耐低溫膠(可耐-50℃或更低的溫度)、應變膠(粘貼應變片用)、導電膠(體積電阻率10-3~10-4Ω?cm)、密封膠(真空密封、機械密封用)、光學膠(無色透明、耐光老化、折光率與光學零件相匹配)、耐腐蝕膠、結構膠等。
此外也可按固化劑的類型來分類。據環氧樹脂行業協會專家介紹,有:如胺固化環氧膠、酸酐固化膠等。還可分為雙組分膠和單組分膠,純環氧膠和改性環氧膠(如環氧-尼龍膠、環氧-聚硫橡膠膠、環氧-丁腈膠、環氧-聚氨酯膠、環氧-酚醛膠、有機硅環氧膠、丙烯酸環氧膠等)。










































