第六章 化学粘合法

缺点是在光、热作用下会泛黄，贮存稳定 性较差，贮存期一般不超过6个月，且价格较 高。
（四）、氯丁乳胶 粘合性很好。有优良的耐气候性、耐溶
剂性、耐氧化性和耐热、耐燃性。
但在较高温下，弹性会下降。贮存期一
般不超过6个月。
（五）、聚氯乙烯 手感较硬，很少单独使用。但它有优良的阻 燃性能，可通过改性取长补短。 如氯乙烯与乙烯共聚且两种单体配比控制适 当，对非织造材料有很好的粘合力和柔软性，并 具有一定的阻燃性。
如金属粉、石墨粉、炭粉、金属氧化物、石 棉粉、玻璃粉、纤维、布料等。
四、粘合剂的性能指标
粘合剂的性能分为工艺性能、物理机械性 能和化学结构性能。其中化学结构性能主要与 组成粘合剂的聚合物成份及分子结构有关，对 于使用者来说，更多的应考虑其基本的理化性 能和工艺性能。
(1)含固量 在规定条件下，测得粘合剂中非挥发性物 质的重量百分数，一般在40%～50%之间。 含固率高利于运输，但太高则乳液不稳定。
常用引发剂有过氧化二苯甲酰、过氧化环 己酮、过氧化异丙苯、偶氮二异丁腈等。
11、促进剂(催化剂) 能促进化学反应，缩短固化时间，降低固化 温度的物质。
12、发泡剂 在泡沫粘合法中，使重要成份发泡的物质。
13、填料 在粘合剂组分中不与主体材料起化学反应， 但可以改变其性能，赋予被粘物质不同功能，能 降低成本的非粘合性固体材料。
功 能
粘
合
剂
主
体
成
份
特殊填料、副料及添加剂 石墨粉、炭粉 金属粉(银、铜、铝金) 金属粉(银、铜、铝金)、氧 化粉(氧化铍) 羰基铁粉、铝粉等
导电
导热 导磁 耐高温 超低温 压敏
环氧树脂、酚醛树脂 丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯 一般以液体丁腈橡胶改性环氧树脂 环氧树脂等
有机硅聚合物、含芳杂环聚合物及无 机物(氧化铜)
2、按来源分类 天然粘合剂： 组成的原料主要来自天然。 如虫胶、动物胶、淀粉、糊精、甲壳质 以及天然橡胶等。 合成粘合剂： 由合成树脂或合成橡胶为生产原料配制 而成。 如环氧树脂、酚醛树脂、氯丁橡胶和丁 腈橡胶等。
3、按粘合剂固化后的胶体特性分类
热塑性粘合剂： 线性结构，一般通过溶剂挥发、熔体冷却和乳 液凝固的方式事先固化。其胶体受热软化，遇 溶剂会溶解，凝聚强度较低，耐热性能较差。
第六章 化学粘合法
知识点
影响粘合强度的主要因素及其作用机理 粘合剂的分类及非织造布常用粘合剂 粘合剂的性能指标及其选用原则 常用化学粘合工艺流程及特点
第一节 粘合原理
基本概念
粘合：由介于两个固体表面间的另一种物体的作 用而牢固地结合起来的现象。
界面：两种或两种以上物质的表面或相与相之 间的交界面。自然界存在有固/固、液/液、 气/固、固/液、气/液五种界面。
粘合剂
树脂型
聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯-醋酸乙烯酯， 热塑型— 聚丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚 乙烯，聚酰胺，聚氨酯等。
合成类 粘合剂 橡胶型 丁晴橡胶，丁苯橡胶，丁基橡胶，氯丁橡胶， 硅橡胶，聚氨酯橡胶等。
再生型—再生橡胶。
酚醛-聚乙稀醇缩醛，酚醛-氯丁橡胶，环氧-酚醛， 复合型 — 醋酸乙烯共聚物，丙烯酸酯共聚物，丁二烯-苯乙烯 共聚物，羧基丁二烯丙烯腈共聚物等.
一、粘合剂种类
粘合剂种类繁多，其分类方法也很多，目 前国内外还没有一个统一的分类标准，根据粘 合剂的特点可作如下分类： 按化学成分分类 按来源分类 按粘合剂固化后的胶体特性分类 按粘合剂基料物质分类 按外观形态分类 按特殊功能分类
1、按化学成分分类
葡萄糖衍生物 — 淀粉，糊精，阿拉伯树胶，海藻酸钠等 天然类 粘合剂 氨基酸衍生物 — 植物蛋白，酪朊，血蛋白，骨胶，鱼胶 天然树脂 — 木质素，单宁，松香，虫胶，生漆 酚醛树脂，间苯二酚甲醛树脂，尿醛树 热固型— 脂，不饱和聚酯，聚异氰酸酯，丙烯酸 双酯，有机硅等
粘合理论包括：
1. 以表面能为基础的吸附理论、弱界层理论 2. 以分子运动为基础的扩散理论与扩散作用、 静电理论、分子理论、流变理论
一般认为，粘合剂使纤维之间产生粘合力是 各个单一理论统一起来的综合作用，即润湿吸附 能力、扩散能力、化学键合以及机械嵌合等等。
一、润湿吸附
吸附理论认为，粘结力的形成首先是高分 子溶液中粘合剂分子的布朗运动，使粘合剂的 大分子链迁移到被粘物质的表面，即表面润湿 过程，然后发生纤维对粘合剂大分子的吸附作 用。
三、粘合剂组成
粘合剂是由多种成份构成的混合物，除主 体材料(基材)外，还应根据不同特性和产品需要， 添加若干种辅助材料，包括： 固化剂、溶剂、增塑剂、乳化剂、增稠剂、 偶联剂、分散剂、络合剂、引发剂、发泡剂、 填料等。
2、固化剂 一种可使单体或低聚物变为线型高聚物 或网状体型高聚物的物质，也可称为交联剂 或硫化剂。 常用固化剂有过氧化物、多异氰酸酯化 合物、环氧化合物、多元羧酸等。
如聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇等。
热固性粘合剂： 网状体形结构，受热不软化，遇溶剂不溶解， 具有较高的凝聚强度，而且耐热、耐介质腐蚀、 抗蠕变，但冲击强度和剥离强度较低。 如酚醛树脂、环氧树脂等。
4、按粘合剂基料物质分类
树脂型粘合剂： 由合成树脂为主要原料配制而成。 如酚醛树脂、环氧树脂等。 橡胶型粘合剂： 由合成橡胶为主体配制而成。 如丁腈橡胶、丁苯橡胶等。 无机粘合剂： 由无机物为原料配制而成。 如磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硼酸盐、金属 氧化物等。
(一)聚丙烯酸酯类
聚丙烯酸酯类粘合剂具有良好的柔软性、弹 性、高透明性和抗皱性，而且耐水、耐溶剂。在 非织造材料生产中应用最为广泛、用量最大。
可用于衬布、喷胶棉、卫生材料及屋顶防水 膜。
（二）、聚醋酸乙烯酯类 醋酸乙烯酯均聚物又称白胶或白乳胶，对纤维 素材料和多孔性材料有较好的粘合性能。 醋酸乙烯酯的成本较低，在非织造材料生产中 用量较大，仅次于丙烯酸酯类。主要用于粘合衬底 布、用即弃产品、揩布和过滤材料等。
（六）、聚氨酯 聚氨酯是一种新材料，作为纤维(氨纶)和人 造革涂层材料(PU人造革)，有着广泛而成熟的 应用。而作为非织造材料粘合剂的历史还不长， 应用不是很多。
由于聚氨酯粘合剂具有弹性好、耐热水、 耐溶剂、耐热、耐寒、耐油、耐氧化和耐臭氧 等优良性能，近年来发展很快，是一种很有发 展前途的粘合剂。
环氧树脂改性聚氨酯、聚氨酯、尼龙 改性环氧树脂等
橡胶型：聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、 丁苯橡胶 树脂型：丙烯酸酯、硅、氟树脂
树脂单体或预聚体为主料，加入光敏 剂、经光催化聚合固化
基材(布、纸、塑料膜等)、 隔离剂
光敏
二、非织造常用粘合剂
非织造材料常用粘合剂绝大多数为分散型 粘合剂，即乳液或乳胶，大多采用浸渍法，也 可用于喷洒法或泡沫法。 粉末型粘合剂(热熔胶)则主要用于热熔粘 合衬。
二、扩散作用
扩散理论也称为分子渗透理论，其基础为高 聚物的分子运动以及与分子运动有关的高聚物结 构特征。 当粘合剂与纤维发生作用时，具有柔顺链状 分子的热运动，链段相互扩散，使粘合剂与高聚 物之间的界面消失，形成相互“交织”的牢固结 合，粘合强度随时间增加而提高。
三、化学键合
如果粘合剂和被粘物质之间存在化学键， 即使没有很好的扩散，也能产生很强的粘合力， 这就是化学键合理论。界面生成的化学键越多， 粘合强度越高。
粘合剂类别
含固量 (%)
PH值
粘度 (0.01 Pa· s)
玻璃化温度 ℃
成膜 手感
＜90
＜30 45±0.5
-29
25 17 -14 38
0±1.0 醋酸乙烯酯类 丙烯酸酯类 丁二烯－苯乙烯 丙烯酸酯类 醋酸乙烯－丙烯酸酯 丙烯酸酯类 40±1.0 45±0.5 50±1.0 约50 45 45 50 8~9 2~3 2~4
6、增稠剂
能增加粘合剂表观粘度，减少流动性的物质。 常用增稠剂有酪素、甲基纤维素、丙烯酸树 脂、气相二氧化硅等。
7、偶联剂
能同时与极性和非极性物质产生一定结合力 的物质。其结构特点是分子同时具有极性和非极 性部分。其作用是增加了主体材料本身分子间的 作用力，提高了粘合剂的内聚强度；在粘合剂与 被粘物之间起到了一定的“架桥”作用。 常用偶联剂有：有机硅烷及其衍生物类、有 机铬、有机钛化合物、多异氰酸酯类等。
(2)粘度
粘度是物体抵抗流动变形能力的一种量 度，它是评价粘合剂质量的一项重要指标。 国家标准中粘度的测量仪器采用旋转粘 度剂。
(3) PH值 PH值反映了粘合剂的酸碱程度，一般在 2～10之间。
丙烯酸酯类乳液略偏酸性，而丁腈乳胶 应用时呈碱性。
(4)离子属性
粘合剂根据其乳化剂亲水基团的性质可分 为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。 一般采用适用性广的阴离子型乳化剂，同 一离子属性的粘合剂可以配合使用。
3、溶剂 有些粘合剂需用溶剂，这些溶剂是能与粘 合剂主要成份相溶的低粘度液体物质，包括水、 有机或无机溶剂。
4、增塑剂 一种能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融 温度，改善胶层脆性、增进熔体流动性的物质。
常用增塑剂有邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、 癸二酸酯类、液体橡胶类等。
5、乳化剂 能使两种或两种以上互不相溶(或部分相 溶)的液体形成稳定的分散体系(乳化液)的物质。 它属于表面活性剂的范畴，是水分散型粘 合剂不可缺少的助剂。
8、分散剂
能使粘合剂组分均匀地分散在介质中的物 质，属表面活性剂范畴，是水分散型粘合剂所 必需的。 9、络合剂 能与被粘材料形成电荷转移配价键，增加 粘合剂粘结强度的物质。常用的有8－羟基喹 啉、邻氨基酚等。
10、引发剂 在一定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如不饱和聚酯胶、 厌氧胶、光敏胶等都加入引发剂。
(三)丁二烯共聚物胶乳
1、丁苯胶乳
丁苯乳胶的特点是价格低廉，贮存稳定，耐 热性和耐老化性优于天然胶乳，缺点是由于其大 分子链极性较小，所以粘合性能较差，很少单独 使用。