粘合剂

(2)按使用特性
①水溶型粘合剂 用水作溶剂的粘合剂，主要有淀粉、糊精、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等； 溶剂型粘合剂 不溶于水而溶于某种溶剂的粘合剂。如虫胶、丁基橡胶等。 ②热熔型粘合剂 通过加热使粘合剂熔化后使用，降温时能固化，它是能反复进行的树 脂胶粘剂。易弯曲，耐冲击。某些热塑性树脂如聚氨酯PU、聚苯乙烯PS、 聚丙烯酸酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物EVA等，经化学固化后能形成热固性 树脂胶粘剂。
2. 粘合剂的组成：
⑤稀释剂。 释释剂的主要作用是降低粘度，以便于涂布施工。 稀释剂分为两大类：一类为非活性稀释剂又称为溶剂。 如：丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯等。它不参与粘结剂的 固化反应。 另一类是活性稀释剂，它既可以降低粘结剂的粘度，又参与粘结 剂的固化反应。 例：环氧丙烷丙基醚、甘油环氧树脂等。
黏合剂的特点是粘接速度快、粘接强度高、而且毒性相对较小。
聚丙烯酸酯乳液
聚丙烯酸酯乳液（NBS共聚体）水泥砂浆，又称：丙乳砂浆，是丙烯酸酯共 聚乳液改性的聚合物水泥砂浆（简称：NBS丙乳水泥砂浆）； NBS丙乳是一种水泥基高分子聚合物的水分散体，加入水泥砂浆后也称为聚 合物水泥砂浆。 该砂浆具有优异的粘结、抗裂、抗冻、防渗、防腐、抗氯离子渗透、耐老化 和耐蚀性能，适用于海洋、水闸、瀑布、港口工程、公路、桥梁、冶金、化 工、工业地坪与民用建筑等钢结构和钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和修 补工程。
EVA的耐化学药品、耐油性方面较之PE，PVC稍差，并随 醋酸乙烯含量的增加，变化更加明显。
3. 丙烯酸酯及其衍生物
R ——CH2—C————
n
COOR´
性质：丙烯酸及其同系物的酯类的总称。
比较重要：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯等。
能自聚或和其他单体共聚，是制造胶粘剂、合成树脂、特种橡胶和塑料的单体。
（5） 机械结合理论
粘合剂与被粘物体表面粗糙，粘结剂渗透到这些凸凹 或孔隙中，固化后粘合剂与被粘物体粘结在一起。 微观机械连接对于多孔性材料的粘结强度有显著的贡 献，但对于非孔性的表面，这种作用就不大。
（6）极性理论 极性理论认为粘合作用与胶粘剂和被粘物材料的极性 有关，极性材料要用极性胶粘剂粘合 , 非极性材料则要用 非极性胶粘剂粘合。
树脂型
合成有机 胶粘剂
橡胶型 复合型
氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、 聚硫橡胶、端羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑 性橡胶 酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-氯丁橡胶、酚醛丁腈橡胶、环氧-酚醛、环氧-聚酰胺、环氧丁腈橡胶、环氧-聚氨酯

胶粘剂分类
• 材料来源分类 • (1)按材料来源分 • ①天然粘合剂 它取自于自然界中的物质。包括淀粉、蛋白质、 糊精、动物胶、虫胶、皮胶、松香等生物粘合剂； 也包括沥青等矿物粘合剂。 ②人工粘合剂 这是用人工制造的物质，包括水玻璃等无机粘 合剂，以及合成树脂、合成橡胶等有机粘合剂。
第二节 合成树脂粘合剂
合成树脂粘结剂是当今产量最大﹑品种最多﹑应用最 广﹑影响最大的粘结剂。
乳液型 溶剂型 热熔型
热塑性粘合剂 合成树脂粘合剂
热固性粘合剂 复合型粘合剂
一 热塑性粘合剂 （一） 乳液型粘合剂
典型的为白乳胶。乳液是聚合物的微粒在水中的分散体。
1. 聚醋酸乙烯酯 其结构为： ——CH—CH2——
2.胶粘剂的组成
粘接基料 稀释剂 填料 组成
固化剂和固化促进剂
增塑剂和增韧剂
偶联剂 和其他助剂

2. 粘合剂的组成
①基料(粘合物质) 基料是粘结剂的主要而必须的成 分。它又称为基体，也称粘结剂的骨架。 ②固化剂。 又称硬化剂或熟化剂。它能使线型分子 形成网型或体型结构，从而使粘结剂固化 。 如聚乙烯醇+甲醛，或聚丙烯酰胺。 ③填料。填料的加入可以增加粘结剂的弹性模量，降 低线膨胀系数，减少固化收缩率，增加粘度、抗冲 击韧性，提高使用温度、耐磨性能、胶接强度。 ④增韧剂（增塑剂）。增韧剂能改善粘结剂的性能， 增加韧性、降低脆性，提高粘结层的抗剥离、抗冲 击能力，而且可以改善粘结剂的流动性、耐寒性与 耐震性等。
（2）扩散理论
粘结剂渗透→（被粘高聚物）溶胀（甚至溶解）→粘结 界面消失。 扩散理论的解释范围，主要用在高聚物之间，特别是热 塑性高聚物之间的粘结现象。
（3）静电理论
静电理论认为：粘合力是由于界面上双电层之间静电引 力的作用。
（4）化学键理论
粘合剂与被粘物体表面发生化学反应→形成化学键结合， 但只限于反应性的特定的粘结剂品种。
精细化学品化学
张颂培 北京工商大学理学院 2013.09.01
教学课件
第3章 粘合剂
• • • • • 1、粘合剂及其特性 2、粘合剂的分类和组成 3、粘合剂的应用及选用原则 4、粘合剂的配方设计与生产工艺 5、特种粘合剂发展概况
第1节 粘合剂（Bonding agent）简介
• 1 粘合剂定义 • 又称胶粘剂—是一种具有粘接性的物质，即靠界 面间作用使各种材料牢固地粘接在一起的物质。 • 本质上是因表面键合和内力（粘附力和内聚力等） 作用，能使一固体表面与另一固体表面结合在一 起的非金属材料的总称。 • 粘合剂是最重要的辅助材料之一，在包装等领域 中应用极为广泛。 • 粘合剂粘合剂的种类很多。
• 胶接过程是一个复杂的过程！
4. 胶粘剂分类
• 硅酸盐类：硅酸盐水泥、硅酸钠（水玻璃）
无 机
• 磷酸盐类：磷酸-氧化铜 • 硫酸盐类：石膏 • 陶瓷：氧化锆、氧化铝 • 淀粉类：淀粉、糊精
胶 粘 剂
有 机
天然有机 胶粘剂
• 蛋白类：大豆蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶、酪素、虫胶 • 热塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲 醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、 饱和聚酯等 • 热固性：脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、 三聚氰按树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异氰酸 酯、呋喃树脂等
⑧消泡剂。消泡剂用来防止在制备粘合剂时产生气 泡，或者防止粘合剂在使用时产生气泡。 ⑨其它。
3. 粘结机理
粘附力：粘结剂和被粘物之间的键合力 内聚力：粘结剂层（胶层）内部的力
粘合力
注意：粘合力由粘附力和内聚力中最小的一个决定。
内聚力又由粘合剂本身来决定，如粘结剂的性质﹑组 成﹑配比和固化工艺等。
在满足粘合条件的情况下，涂层越薄越好。因为 涂层越厚，缺陷越多。涂层薄，缺陷少，利于粘结剂 分子的定向作用，也能充分发挥粘附力的作用，节约 用胶量。
2. 聚醋酸乙烯酯 PVAc
聚乙酸乙烯酯（polyvinyl acetate），又名聚醋酸乙烯酯。 中文名称：聚乙烯乙酸；是乙酸乙烯酯（醋酸乙烯酯）的聚合物。 英文缩写为PVAc。简称PVAc， 醋酸乙烯酯经聚合生成的聚合物。是无定形聚合物，溶于苯、丙酮和三氯甲 烷等溶剂。
无色黏稠液或淡黄色透明玻璃状颗粒，无臭，无味，有韧性和塑性。
③热固性胶黏剂
在热、催化剂的作用下会成成化学键，它固化后不熔 化、也不溶解。 热固性树脂胶粘剂固化后形成不熔物质，且不能通过 加热再次软化 。
④乳液型粘合剂 多在水中呈悬浮状，如醋酸乙烯树脂、 丙烯酸树脂、氯化橡胶等。
⑤无溶剂液体粘合剂 在常温下呈粘稠液体 状，如环氧树脂等。
(3)按包装材料分类
不能与脂肪和水互溶，可与乙醇、醋酸、丙酮、乙酸乙酯互溶。
聚乙酸乙烯酯结构式
聚醋酸乙烯
• 溶剂：水。聚醋酸乙烯粘结剂用来粘合玻璃 纸、纸、织物及某些塑料，抗水性很好。 • 聚醋酸乙烯白乳胶：是由醋酸与乙烯合成醋 酸乙烯，再经乳液聚合而成的乳白色稠厚液 体。 • 特点：干燥快,粘合力强，粘度高，抗冻 性能特强，耐水性好，水基型粘合剂。
⑥交联剂，是指能通过与大分子主链或支链上的基团反应，在大 分子之间形成化学桥键．而成为不溶或不熔的网状或体型结构 的不饱和或多官能团的物质，这种物质可以提高粘结强度。
2. 粘合剂的组成：
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⑦促进剂及着色剂。 在热固性粘结剂中，凡能加速固化反应或降低固化 反应温度一类的物质叫固化促进剂，如环氧树脂 粘结剂中常用的叔胺、酚类、硫脲等。
3 纤维素衍生物
1）硝酸纤维素 溶剂：丙酮﹑醋酸乙酯等（溶剂挥发干燥） 主要粘结：纸﹑织物﹑玻璃等 2）醋酸纤维素粘合剂 溶剂：丙酮﹑醋酸甲酯等 主要粘结：纸材﹑织物﹑玻璃等
4 聚丙烯酸酯及其共聚物
溶剂：水﹑酮类等； 主要粘结：纸材﹑塑料﹑玻璃等
（三）热熔性粘结剂
热熔性粘结剂是一种含溶剂或水的热塑性树脂为基 体的固体的粘结剂。其受热时熔融，与被粘物粘结，粘 结界面在冷却后固化，而具有一定的粘结强度。这类粘 结剂又称为热熔胶。
n
COOCH3 性质：微酸，溶于有机溶液，遇浓酸碱会分解，溶 于稀酸，有一定的防水性。
2. 乙烯—醋酸乙烯共聚物
EVA乳液胶膜能耐寒、耐酸、耐碱、对氧、臭氧和紫外线较稳定，与
其他树脂相容性好，无毒、储存期较长，低温成膜性较好，可用于 粘合纸板盒加工纸、纸箱的封合、缠管、贴标签、贴包装盒开窗薄 膜以及塑料薄膜、无纺布、铝箔等的粘结。
粘合力的产生机理
(1) 吸附原理（表面润湿）
①粘合剂与被粘物体表面之间有最大的接触。 ②在接触面上，粘合剂对被粘物体表面有良好的亲和性。 在液体和固体相接触的地方，液面发生弯曲，液面的切 线与固体表面形成夹角θ →接触角。
讨论：
A ）若θ =0（接触面积最大），即液体完全附着在固体表面 （液体全面展开），表示完全润湿； B）若θ <90°,表示可以润湿，且θ 越小，润湿性越好； C）若θ >90°,表示不易润湿，且θ 越大，润湿性越差； D）若θ =180°，表示完全不润湿。 粘附结合力：（微观上）化学键力或极性键力。
5. 胶黏剂的选择
胶黏剂的选择
胶黏剂的选择
参考读物：保管的注意事项
• 现将几种常用粘合剂简介； 1)环氧树脂粘合剂应在通风、干燥、阴凉、室温环境储存，期限为半年到一年。 2)酚醛树脂粘合剂应装在密闭的容器中，储于阴凉、远离火种的地方，期限为半年 到l年。 3)多异氰酸酯胶液应装入棕色瓶中，避光低温储存，不能用金属容器，不能用橡胶 与软木瓶塞。并严防水分进入，否则会发生聚合变质；预聚体聚氨酯粘合剂切忌低温 储存，以防凝结，甲组分可储存期为2年，己组分要注意防潮，并避免与水分或其它含 活泼氢的物质接触，期限为半年到1年。 4)脲醛树脂粘合剂储存的温度应尽量低．若加入5％的甲醇呵提高储存稳定性。 5)氯丁橡胶粘合剂的盛装容器，密封性要好．室温下储存，不可温度过高(>30℃) 或过低(<5℃)，远离火源．储存期为3～6月。 6)a-氰基丙烯酸酯粘合剂应在密封、低温、干燥、避光、阴凉的地方储放，期限1 年。玻璃瓶盛装要比塑料瓶盛装的储存期长。 7)厌氧胶应储存在阴凉、避光处，储存期为半年，包装容器的材料应是聚乙烯，切 忌使用铁制容器，并不可装满，以免固隔绝空气而聚合变质失效。 8)SGA粘合剂应密封储存，两组分须隔离，放在阴凉、通风、低温、干燥处，期 限为半年到1年。 9)聚脂酸乙烯酯乳液(白乳胶)应用玻璃、陶瓷、塑料的容器包装，储放温度为5～ 30c，注意防冻，储存期为1年。 10)热熔胶应在避光、隔热、室温下储存。 11)无机粘合剂应密封储存，以防吸潮影响使用。