一文了解橡胶胶粘剂的概念

一文了解橡胶胶粘剂的概念一、胶粘剂的定义1、胶粘剂的定义：通过界面的粘附和物质的内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，统称为胶粘剂（adhesive）又叫粘合剂，习惯上称为胶。

2、粘结（粘合）：指两个表面靠化学力、物理力或者两者兼有的力使之结合在一起的状态。

胶粘剂首先必须在被粘物表面粘附，这是由于两相之间产生粘合力，该力来源于次价键力或主价键力。

3、内聚：即单一物质内部各粒子靠主价键力（包括离子键、共价键、配位键、金属键等）、次价键力（包括范德华力、氢键）结合在一起的状态。

胶粘剂的内聚力与分子间力、相对分子质量、交联程度、结晶和分子缠绕等因素有关。

二、胶粘剂的要求1：不论出于何种状态，当涂布时都应呈液态；2：对被粘接物表面能够完全铺展，充分润湿；3：必须能够通过某种方式而使液体转变为固体或凝胶状态，形成坚韧而稳定的胶层；4：固化后应有一定的强度。

能够可靠的连接，传递应力，抵抗破坏；5：可耐0℃以上的温度，并经受一定时间的考验。

三、胶粘剂的分类1：按照外观分类1.1：溶剂型1.2：乳液型（水性）1.3：膏状或糊状1.4：固体型1.5：膜状型2：按照固化方式分水基蒸发型、溶剂挥发型、热熔型、化学反应型、压敏型。

四、胶粘剂的基本组成1、胶粘剂的基本组成：胶粘剂的组分包括基料、固化剂、溶剂、增塑剂、填料、偶联剂、交联剂、促进剂、增韧剂、增粘剂、增稠剂、稀释剂、防老剂、阻聚剂、阻燃剂、引发剂、光敏剂、消泡剂、防腐剂、稳定剂、络合剂、乳化剂。

2、基料的种类：基料是胶粘剂的主要成分、主剂或主体聚合物，起粘合作用。

按照化学的成分的不同，基料的来源有无机化合物和有机化合物。

有机化合物是高分子合成类的高分子基料。

2.1常用的有机化合物热固性合成树脂：酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯和丙烯酸树脂。

热塑性合成树脂：橡胶类基料、天然高分子材料、水性胶乳类基料橡胶类基料胶粘剂2.2胶粘剂基料的选择原理根据胶粘剂应用的对象、应用的场合及应用的性能的选择。

同时分子基料的分子结构与粘接性能的关系甚为密切。

1).高分子材料的极性有关2).高分子材料的结晶性能3).高分子材料的分子量3、固化剂（硬化剂）3.1.固化剂（硬化剂）使基态原料通过化学反应，发生聚合、缩聚或交联反应转变为线性高聚物或者网状高聚物，是胶接接头具有力学强度和稳定性的物质。

3.2.固化剂的选择：1）：最好是液体的无毒、无色、无味的物质；2）：固化剂与被固化物反应要平稳，放热量少，以减少胶层的内聚力；3）：耐热性，选用分子中具有反应基团较多的固化剂；4）：韧性，选用分子链较长的固化剂；4、胶粘剂溶剂4.1.胶粘剂溶剂指能够降低某些固体或者液体分子间力，而使被溶物质分散为分子或离子均一体系的液体，常用的溶剂为低黏度的液体物质。

主要有脂肪烃、芳香烃、卤代烃、酯类、醇类、酮类、酸类、醚类、萜烯烃、酰胺类和水类。

但是多数的有机溶剂有一定的毒性、易燃性、易爆性、对环境有污染、对安全又隐患、对人体有危害。

4.2.溶剂的作用：1）聚合反应的介质：是反应缓和、温度易于控制、2）溶解基料：制备溶剂型胶粘剂3）稀释剂：稀释胶粘剂使其达到一定的黏度，有利于湿润、便于涂布4）调节胶粘剂的挥发速度5）防止凝胶，用来增加贮存稳定性6）粘结前的表面清洁处理剂7）直接粘接，某些塑料8）降低成本、提高效益4.3、胶粘剂溶剂的选择1）.溶剂的选择A、极性：选择与基料极性相同或相近的溶剂（相似相容的原理）。

B、溶解度参数（与极性有关）：溶剂的溶解度参数和高分子基体的溶解度参数相近。

C、溶剂的挥发性：选择挥发度适当的溶剂或快慢混合的溶剂。

溶剂挥发太快：胶液表面易成膜、膜下溶剂不易挥发；挥发是一个吸热的过程，太快胶膜表面的温度降低而凝结水汽，影响粘接质量。

溶剂挥发太慢：表干时间慢，影响工效。

D、溶剂的选择要考虑到价格、毒性和来源。

5、软化剂5.1.软化剂的作用：软化剂是SBS费用不可的组分，其作用是调节硬度，流动性，并降低成本，充油SBS可使配炼加工更容易。

最常用的是环烷油，芳烃成色深、有毒、不能使用，石蜡油不能改善物性，还会导致喷出。

国产克拉玛依KN系列环保型环烷油（例如KN4010等）质量上乘。

5.2.软化剂的种类：按烃类组成分为石蜡基、环烷基、芳香基三类。

5.3.软化剂的特点：1）石蜡基橡胶油：抗氧化、光安定性好，但乳化性、相容性、低温性相对较差；2）环烷基橡胶油：兼具石蜡基、芳香基的优点，乳化性、相容性适中，无污染、无毒性，适用范围也比较广。

3）芳香基橡胶油：相容性好，填充量大，价格低廉，所得橡胶产品强度高。

但颜色深、毒性大、对环境污染大。

6、增塑剂6.1.增塑剂的定义是一种降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度，改善胶层脆性、增进熔融流动性的物质。

6.2.增塑剂的作用：1）、屏散高分子化合物的活性基团，减弱分子间作用力，从而降低分子之间的相互作用。

2）、增加高分子化合物的热性、延伸性和耐寒性，降低其内聚强度、弹性模量及耐热性。

6.3、增塑剂的选择：1）、极性：极性大小影响增塑剂与主体材料的相容性，其原理同溶剂作用。

2）、持久性：由于渗出、迁移、挥发二损失影响胶的物理机械性能。

选择高沸点的或高分子量的增塑剂。

3）、分子量及状态：分子量越高，粘接强度越好。

6.4、常用的增塑剂：邻苯二甲酸酯、磷酸酯类、己二酸酯和癸二酸酯等。

7、填料7.1.填料的定义在胶粘剂中不与基体起化学反应，但是可以改变其性能，降低成本的固体材料。

7.2.常用的填料分为有机填料和无机填料：有机填料：改善树脂的脆性、吸湿性高、耐热性能低无机填料：使胶的相对密度增加、脆性增加、但耐热性、介质性能、收缩率等都会有所改善。

7.3.填料的选择：1）：无活性与胶粘剂的其他组分不发生反应；2）：分散性好与基料有良好的润湿性；3）：不含水分、有害物质、油脂，无吸湿性；4）：颗粒均匀，无毒；5）：来源广泛、加工方便、价格低廉；6）：填料的密度与基料的密度不能相差太大；7）：用量适宜。

7.4.常用的填料：二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、铝粉、酚醛树脂等8、偶联剂8.1.偶联剂能同时与极性物质和非极性物质产生一定结合力的和化合物，其特点是分子中同时具有极性和非极性部分的物质。

常用的偶联剂有有机铬偶联剂、有机硅偶联剂和钛酸酯偶联剂。

在胶粘剂中常用的是硅烷偶联剂。

8.2.偶联剂的作用：1).增加主体树脂本身的分子间的作用力，提高胶粘剂的内聚强度2).增加树脂与被粘合物之间的结合，起了一定的架桥作用。

不同的偶联剂具有不同的反应基团，反应基团不同对粘接性能的影响也不同。

9、其他助剂引发剂：在一定的条件下能分解产生自由基的物质，一般含有不饱和键的化合物中加入引发剂，常用的引发剂有过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化异丙苯、偶氮二异丁氰等促进剂（催化剂）：能够降低引发剂的分解温度或加速固化剂与树脂橡胶反应的物质。

防老剂：能延缓高分子化合物的老化的物质，对于高温、暴晒下使用的胶粘剂由于容易老化变质，在配胶时加入防老剂增稠剂：黏度低的胶粘剂，增加使其黏度增加的物质阻聚剂和稳定剂：阻止或延缓含有不饱和键的聚合物、单体在贮存过程中自行交联的物质(对苯二酚)三、改变胶粘剂性能的设计原则粘接强度的改进设计1：选择粘接力和内聚力都大的树脂(环氧树脂、聚氨酯)；2：加入增韧剂、降低脆性、增加胶层韧性，减小内应力；3：热固性树脂和热塑性树脂或橡胶并用，热固性树脂提供强力和耐热元素，而热塑性树脂提供粘性和韧性元素。

综合结果会得到较高的粘接强度；4：引入极性基团或加入相容性能好、极性大的树脂，可提高橡胶型胶粘剂的粘接强度；5：适当的交联剂；6：添加适量适当的填料、降低收缩率，晶须或纳米田纳西奥效果极佳；7：加入适当的偶联剂；8：加入稀释剂，降低黏度，增大湿润性。

耐热性的改进设计1：采用耐高温性能好的树脂或橡胶（酚醛树脂、有机硅、氟橡胶、杂环聚合物）；2：提高环的密度；3：增加交联剂；4：适当地提高结晶度；5：使用耐高温性能好的固化剂；6：加入耐热填料；7：减少高温氧化分解，加入抗氧剂；8：添加硅烷偶联剂。

耐寒性的改进设计1：选用耐寒性的聚合物，如聚氨酯；2：加入增塑剂或增韧剂；3：降低交联度；4：降低结晶性；5：减少填料用量。

耐溶剂性的改进设计1：采用耐溶剂好的树脂或橡胶；2：增加交联度；3：适当增大填料的用量；4：少用或者不用增塑剂。

耐酸碱性的改进设计1：提高交联度；2：选用惰性填料；3：提高填料的用量；4：酯类增塑剂不耐酸。

耐水性改性设计1：选用分子中含有-CN、-NH2、-OH、-COO-等基团少的聚合物吸水性低，不易被水解；2：增加胶粘剂基料的用量；3：使用耐水性固化剂；4：提高交联密度；5：所用填料为吸水性较小的品种；6：加入偶联剂，改善界面性质。

耐老化性的改进设计1：选用耐水性、耐候性和耐老化性能好的基料；2：提高交联度；3：加入活性填料；4：某些胶粘剂中可适当的加入防老剂或抗氧化剂；5：加入适量的有机硅烷偶联剂；6：使用高温固化剂。

阻燃性的改进设计1：选用阻燃性的树脂和橡胶味基料；2：采用阻燃性的增塑剂；3：加入阻燃剂，如三氧化二锑、硼酸锌；4：使用阻燃性固化剂。