环氧胶粘剂.docx

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环氧胶粘剂

环氧胶粘剂

环氧胶粘剂

环氧胶粘剂是以聚氨酯预聚物改性环氧树脂（A组分）与自制的固化剂（B组分）按10∶1～1∶1（重量比）的比例配制成耐高温、韧性好、反应活性大的固化体系。

其中聚氨酯预聚物为端羟基聚硅氧烷和二异氰酸酯按一定比例在一定条件下反应制成异氰酸酯基团封端的聚硅氧烷聚氨酯预聚物，再采用此聚氨酯预聚物对环氧树脂进行改性处理。

而自制的固化剂由二元胺、咪唑类化合物、硅烷偶联剂，无机填料以及催化剂组成。

环氧胶粘剂概述

　　此改性环氧树脂胶粘剂可室温固化，具有优异的耐油、耐水、耐酸、碱、耐有机溶剂的性能，可粘接潮湿面，油面及金属、塑料、陶瓷、硬质橡皮、木材等。

环氧胶粘剂分类

按形态分类

　　如无溶剂型胶粘剂、（有机）溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂（又可分为水乳型和水溶型两种）、膏状胶粘剂、薄膜状胶粘剂（环氧胶膜）等。

按固化条件分类

　　冷固化胶（不加热固化胶）。

又分为：

低温固化胶，固化温度＜15℃；室温固化胶，固化温度15—40℃。

　　热固化胶。

又可分为：

中温固化胶，固化温度约80—120℃；高温固化胶，固化温度＞150℃。

　　其他方式固化胶，如光固化胶、潮湿面及水中固化胶、潜伏性固化胶等。

按胶接强度分类

　　结构胶，抗剪及抗拉强度大，而且还应有较高的不均匀扯离强度，使胶接接头在长时间内能承受振动、疲劳及冲击等栽荷。

同时还应具有较高的耐热性和耐候性。

通常钢-钢室温抗剪强度＞25MPa，抗拉强度≥33MPa。

不均匀扯离强度＞40kN／m。

　　次受力结构胶，能承受中等载荷。

通常抗剪强度17—25MPa，不均匀扯离强度20—50kN／m。

　　非结构胶，即通用型胶粘剂。

其室温强度还比较高，但随温度的升高，胶接强度下降较快。

只能用于受力不大的部位。

按用途分类

　　通用型胶粘剂。

　　特种胶粘剂。

如耐高温胶（使用温度≥150℃）、耐低温胶（可耐—50℃或更低的温度）、应变胶（粘贴应变片用）、导电胶（体积电阻率10-3～10-4Ω·cm）、密封胶（真空密封、机械密封用）、光学胶（无色透明、耐光老化、折光率与光学零件相匹配）、耐腐蚀胶、结构胶等。

　　此外也可按固化剂的类型来分类，如胺固化环氧胶、酸酐固化胶等。

还可分为双组分胶和单组分胶，纯环氧胶和改性环氧胶（如环氧-尼龙胶、环氧-聚硫橡胶胶、环氧-丁腈胶、环氧-聚氨酯胶、环氧-酚醛胶、有机硅环氧胶、丙烯酸环氧胶等）。

环氧胶粘剂的特点

环氧胶粘剂的优点

（1）环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧基，因而与金属、玻璃、水泥、木材、塑料等多种极性材料，尤其是表面活性高的材料具有很强的粘接力，同时环氧固化物的内聚强度也很大，所以其胶接强度很高。

（2）环氧树脂固化时基本上无低分子挥发物产生。

胶层的体积收缩率小，约1％一2％，是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一。

加入填料后可降到0．2％以下。

环氧固化物的线胀系数也很小。

因此内应力小，对胶接强度影响小。

加之环氧固化物的蠕变小，所以胶层的尺寸稳定性好。

　　（3）环氧树脂、固化剂及改性剂的品种很多，可通过合理而巧妙的配方设计，使胶粘剂具有所需要的工艺性（如快速固化、室温固化、低温固化、水中固化、低粘度、高粘度等），并具有所要求的使用性能（如耐高温、耐低温、高强度、高柔性、耐老化、导电、导磁、导热等）。

　　（4）与多种有机物（单体、树脂、橡胶）和无机物（如填料等）具有很好的相容性和反应性，易于进行共聚、交联、共混、填充等改性，以提高胶层的性能。

　　（5）耐腐蚀性及介电性能好。

能耐酸、碱、盐、溶剂等多种介质的腐蚀。

体积电阻率1013—1016Ω·cm，介电强度16—35kV／mm。

　　（6）通用型环氧树脂、固化剂及添加剂的产地多、产量大，配制简易，可接触压成型，能大规模应用。

环氧胶粘剂主要缺点

（1）不增韧时，固化物一般偏脆，抗剥离、抗开裂、抗冲击性能差。

（2）对极性小的材料（如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等）粘接力小。

必须先进行表面活化处理。

　　（3）有些原材料如活性稀释剂、固化剂等有不同程度的毒性和刺激性。

设计配方时应尽量避免选用，施工操作时应加强通风和防护。

胶接破坏机理

　　要设计出环氧胶粘剂的最佳配方，达到所要求的胶接性能，就必须了解环氧胶粘剂的粘附机理和胶接的破坏机理。

在这方面已做了大量研究，提出了许多理论，虽然都还存在一些不足之处，但是已阐明和解决了不少实际问题，大大推动了环氧胶粘剂的开发应用。

环氧树脂胶粘剂

环氧树脂胶粘剂（简称环氧胶粘剂或环氧胶）从1950年左右出现至今，仅仅只有50多年。

但是随着20世纪中叶各种胶粘理论的相继提出，以及胶粘剂化学、胶粘剂流变学和胶粘破坏机理等基础研究工作的深入进展，使胶粘剂性能、品种和应用有了突飞猛进的发展。

环氧树脂及其固化体系也以其独特的、优异的性能和新型环氧树脂、新型固化剂和添加剂的不断涌现，成为性能优异、品种众多、适应性广泛的一类重要的胶粘剂。

定义

　　环氧类胶粘剂主要由环氧树脂和固化剂两大部分组成。

为改善某些性能，满足不同用途还可以加入增韧剂、稀释剂、促进剂、偶联剂等辅助材料。

由于环氧胶粘剂的粘接强度高、通用性强，曾有“万能胶”、“大力胶”之称，在航空、航天、汽车、机械、建筑、化工、轻工、电子、电器以及日常生活等领域得到广泛的应用。

　　。

分类

　　环氧树脂胶粘剂的品种很多，其分类的方法和分类的指标尚未统一。

制备

　　环氧胶粘剂的制备方法大致有下列几种类型：

（1）活性氢化物与环氧氯丙烷反应；

（2）以过氧化氢或过酸（例过醋酸）将双键进行液相氧化；

　　（3）双键化合物的空气氧化；

　　（4）其它。

应用

　　改性环氧树脂胶粘剂及制备方法，克服了一般环氧胶粘剂的脆性、耐温性差的缺点，其主要技术特征是以聚氨酯预聚物改性环氧树脂（A组分）与自制的固化剂（B组分）按10∶1～1∶1（重量比）的比例配制成耐高温、韧性好、反应活性大的固化体系。

其中聚氨酯预聚物为端羟基聚硅氧烷和二异氰酸酯按一定比例在一定条件下反应制成异氰酸酯基团封端的聚硅氧烷聚氨酯预聚物，再采用此聚氨酯预聚物对环氧树脂进行改性处理。

而自制的固化剂由二元胺、咪唑类化合物、硅烷偶联剂，无机填料以及催化剂组成。

此改性环氧树脂胶粘剂可室温固化，在200℃下可长期使用，或-5℃固化耐温150℃；粘接强度达15-30MPa；T型剥离强度达35-65N/cm，具有优异的耐油、耐水、耐酸、碱、耐有机溶剂的性能，可粘接潮湿面，油面及金属、塑料、陶瓷、硬质橡皮、木材等。

复合材料领域

　　应用于汽车：

玻璃钢车壳，玻璃钢地板，玻璃钢槽车,控制系统仪器仪表电器零部件，显示器,汽车干式点火线圈,玻璃钢部件、防滑粒方向盘套、环氧树脂局部加强材料、

　　应用于工厂设备：

玻璃钢氧气瓶，玻璃钢贮槽，玻璃钢容器、管道，模具，螺旋浆，织机箭杆，飞机蜂窝结构件，引擎盖，辊筒，轴，装机基础找平，自流平地坪、电磁线圈，先导阀、玻璃零部件、玻璃钢泵阀，电碳制品、建筑工程结构件、机用传动装置部件

　　应用于绝缘材料：

覆铜板，玻璃钢板、管、棒，变压器，继电器，高压开关，绝缘子，互感器，阻抗器，电缆头，电子器件、元件的密封或包封和塑封，报警器、固体电源、FBT回扫变压器、聚焦电位器、摩托车、汽车等机动车辆点火线圈、电子、电器零部件、发光二极管，信号灯，全封闭蓄电池，电机封装,温度变送器、录音机磁头、线路板封闭、集成电路、二、三极管分立器件、无源滤波器、LED的结构封装、封装太阳能电池板、电源组件、IC调节器和固态继电器、煤矿安全巡查系统、本质安全型模块、自动重合器

　　应用于体育用品：

玻璃钢安全帽，球拍，高尔夫球杆，钓鱼杆，保龄球，雪撬，冲浪板，玻璃钢赛艇、帆船、赛车、躺椅、曲棍球杆

　　应用于其它：

飞机机身、直升机螺旋叶片，风力发电机叶片，医学仪器、手术刀柄,心脏起搏器、工艺品珠宝、阀门密封件、水工建筑工程、场致发光屏、混凝土抗磨层、保温材料、动物模型、航天飞行器、船用尾轴、舵轴、化学木材、塔身加固、磁悬浮列车轨道、太阳能电池乐器、环氧装饰品、玻璃钢帐篷杆具、刀柄、窗户、家具、泵、拐杖、显卡、红外滤光器、数字显示器、矩阵辐射器、发光二极管与光电二极管、实验室台面、彷真树、预制磨石道路桥梁路面

粘接剂领域

　　应用于：

室温快速固化韧性环氧树脂粘结剂,导电胶,常温固化静电植绒粘合剂、光学结构胶、沙狐球胶、化学锚固胶、真丝的高功能化、人工花、磁力书写板、汽车维修胶、石材胶等。

操作工艺

　　1.液体-操作时间

　　操作时间（也是工作时间或使用期）是固化时间的一部份，混合之后，树脂/固化剂混合物仍然是液体和可以工作及适合应用。

为了保证可靠的粘接，全部施工和定位工作应该在固化操作时间内做好。

　　2.凝胶-进入固化

　　混合物开始进入固化相（也称作熟化阶段），这时它开始凝胶或“突变”。

这时的环氧没有长时间的工作可能，也将失去粘性。

在这个阶段不能对其进行任何干扰。

它将变成硬橡胶似的软凝胶物，你用大拇指将能压得动它。

　　因为这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，因此该未处理的表面仍然可以进行粘接或反应。

无论如何，接近固化的混合物这些能力在减小

　　3.固体-最终固化

　　环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型。

这时你用大拇指已压不动它，在这时环氧树脂约有90%的最终反应强度，因此可以除去固定夹件，将它放在室温下维持若干天使它继续固化。

　　这时新使用的环氧树脂不能与它进行化学链接，因此该环氧表面必须适当地进行预处理如打磨，才能得到好的粘接机械强度。

注意事项

　　环氧树脂胶粘剂本身无毒，但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物，因此不少环氧树脂“有毒”，近年国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径，保持环氧树脂“无毒”本色。

目前绝大多数环氧树脂涂料为溶剂型涂料,含有大量的可挥发有机化合物（VOC）,有毒、易燃,因而对环境和人体造成危害。