涂料与粘合材料第九章

9.5.导电、导热、导磁胶粘剂
9.5.1 分类 根据导电材料的不同，导电胶粘剂可分为银粉导电胶、 铜粉导电胶和炭黑导电胶等。根据导热材料的不同，导热 胶粘剂可分为金属粉导热胶、石墨炭黑导热胶和氧化铍导 热胶等。导磁胶粘剂主要有碳基铁粉导磁胶等。 9.5.2 组成与应用 目前使用的导电、导热、导磁胶主要是添加型的，由胶 粘剂和功能材料组成，胶粘剂主要有环氧树脂、酚醛树脂、 丙烯酸树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂等。 导电材料有金属粉，石墨粉，炭粉等，其中金属粉为好。
9.6.光敏胶粘剂
9.6.2 光敏胶的组成、制备与应用 光敏胶由光聚合低聚物(50％-70％)、交联剂(光聚 合性单体，二（多）（甲基）丙烯酸酯，邻苯二甲酸二 烯丙酯等，占30％一40％)，光敏剂(占1％-5％)，增塑 剂(0-10%)和稳定剂(0-0.1％)等组成，将以上各种树料 混在一起，搅拌均匀，即成光敏胶粘剂。 光敏胶的应用 用光敏胶粘接的材料必须一边透明，可用于有机玻 璃、无机玻璃、聚苯乙烯等透明材料的粘接，印刷品上 光及印刷和集成电路的创造等
9.2.压敏胶粘剂及胶带
四、背面处理剂 单面胶粘带基材背面，应涂上一层化学物质以便胶粘带卷 成圆圈时起层间隔离作用，这种化学物质称为背面处理剂。 常用的背面处理剂有聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、纤维素衍生 物或有机硅化合物等配制而成，不仅起隔离作用，有时还能 提高基材物理机械作用。 基材不同，压敏胶不同，选用的处理剂也不相同，对于像 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯薄膜等基材也可不用背面处理剂。 五、隔离纸 对于双面胶粘带、标签、粘贴胶纸、胶粘片等用的压敏 胶表面上应覆盖一层隔离纸，常用的隔离纸有半硬性聚氯乙 烯薄膜、聚丙烯薄膜、涂有背面处理剂的牛皮纸等。
9.3. 耐高、低温胶粘剂
一般胶粘剂的使用温度很少超过200℃，能在200-500℃温 度下长期使用的胶粘剂为耐高温胶粘剂。 耐高温胶粘剂可按其刚性链节组成分为聚酰亚胺类、聚苯 并咪唑类、聚苯并噻唑类、聚芳砜类、聚苯硫醚类、有机硅类、 改性环氧类和聚芳醚类。 在超低温条件下具有粘接性能的一类胶粘剂，能在液氮 (-269℃)等条件下使用并具有一定的粘接强度。 主要用于导弹飞行器，使用液氮、液氢的医疗及实验设备 上的粘接。 常用的超低温胶粘剂，通常以聚氨酯或用环氧树脂改性的 聚氨酯以及聚氨酯、尼龙改性的环氧树脂等为材料主体配制 而成，有些低温性能好的聚氨酯胶粘剂也可用。
一、压敏胶粘剂 压敏胶粘剂是压敏胶粘带中最重要的组分，它给胶粘带 以压敏粘特性，由橡胶或其它弹性体(很多种都能用)、增粘 树脂、增塑剂、防老剂、填料等组成。 二、基材 基材是支承压敏胶的基本材料，必须有较好的机械强度， 厚薄均匀，不易变形，并与压敏胶浸润较好等特点。 常用的基材有棉布、玻璃布、合成纤维布等织物，聚乙 烯、聚丙烯、聚酯、软质或半软质聚氯乙烯等塑料薄膜以及 牛皮纸等纸张，厚度一般以0.1-0.5mm。
9.4.液态密封胶和制动胶粘剂
9.4.3 液态密封胶的组成、制备及应用 液态密封胶的主体材料是液态或半固态聚合物，常用 的聚合物有聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂、尼龙、丁腈橡 胶和聚硫橡胶等，用量占密封胶的50-95％，另外根据需 要还要选择一些相应的填料和配合剂(固化剂、促进剂)， 为了便于施工，也要加入一定量的溶剂。 9.4.4 制动胶粘剂 制动胶粘剂是一种特殊胶粘剂，它具有较好的弹性和 锁固作用，并能在一定外力作用下发生变形，它的主体材 料是一般是电性能好的弹性体，如乙丙橡胶、丁基橡胶、 天然橡胶、硅橡胶等，辅助材料有硅油等软化剂，白炭黑、 高岭土等触变剂，石蜡等增塑剂。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
9.2.4 分子量及其分布对压敏胶粘接性能的影响 一、分子量对压敏胶粘接性的影响 分子量小，润湿性好，初粘性好，内聚力差； 分子量过大，润湿性变差； 分子量在一个合适的范围内。 二、分子量分布的影响 不仅高聚物分子量显著影响压敏胶粘接性能，而且其 分子量分布也同样影响其粘接性能，理想的压敏胶应该具 有较宽的分子量分布
9.2.压敏胶粘剂及胶带
三、底层处理剂 底层处理剂也称底涂剂、底胶等，涂布于胶粘剂与基材 之间以增加胶粘剂对基材的粘附力，防止脱胶。 底胶有混合型和接枝型两种类型。混合型底胶是将对基 材有亲和力的树脂与对压敏胶有亲和力的树脂混合后形成的 混合物；接枝共聚型底胶是将对压敏胶有亲和性的聚合物为 主链，用对基材有亲和力的化合物进行接枝共聚而成。 有些压敏胶与基材之间的粘附力强，可以不用底胶。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
四、根据共聚单体特性进行分子设计 从单体均聚物的成膜、粘性、硬度、拉伸强度、伸长率等 性能进行分子设计。 9.2.6 热熔压敏胶(HMPSA) 热塑弹性体系HMPSA 多为是SIS体系； 丙烯酸系HMPSA 具有透明及耐久、耐油等待性; 无定形聚烯烃(APO) 无规聚丙烯(APP)、丙烯—乙烯(APE)、 丙烯-丁烯(APB)、丙烯-己烯(APH)、丙烯-丁烯-乙烯三聚体 (APBE)等; 有机硅HMPSA; 辐射固化的HMPSA。
9.6.光敏胶粘剂
光敏胶是由树脂单体或预聚体加上光敏剂及其它组分配成 的一种胶粘剂。在光敏剂的存在下胶液经光引发聚合固化， 因此也称光固化胶粘剂。 9.6.1 分类 光敏胶的主要组分是可光聚合低聚物。光聚合低聚物主 要是一些分子量较低的多羟基树脂的丙烯酸双（多）酯，因 此可按构成光聚合低聚物的树脂类型，将光敏胶分类成环氧 光敏胶、聚酯光敏胶、聚醚光敏胶、聚氨酯光敏胶等。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
三、内聚力(C) 压敏胶内部聚集力为内聚力，即粘贴后胶层的内聚强度， 它与分子间力、分子间键、分子大小及分子间的排布方式有 关。 四、粘基力(D) 粘基力是胶粘剂与基材之间的粘附力或者说胶粘剂与 底胶及底胶与基材间的粘附力。 五、四种粘接力间的相互关系 B必须大于A，否则没有压敏性。 C必须大于B，否则揭胶粘带时，胶层会破坏。 D必须大于C，否则胶层与基材间易脱开。 总的来说A＜B＜C＜D。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
二、 根据压敏型粘合剂的压敏性进行分子设计 为使压敏胶具有压敏性，必须考虑聚合物的玻璃化温度。 只有当胶层处于高弹态并接近粘流态时才会有压敏性，因此 压敏胶的玻璃化温度应该比较低。 一般压敏胶玻璃化温度应在一45℃左右，这可以根据共聚 物的玻璃化温度公式来选择共聚单体并估算出它们的用量。 三、根据施胶工艺特点进行分子设计 乳胶经过涂布机涂布进烘箱干燥后复合，这项工艺可有 2种方法。 其一是直接涂布法，即将乳胶直接涂布在基材纸上，另 一种方法是转移涂布法，即将乳胶涂布于防粘纸上，烘干后 转移在基材纸上。
9.4.液态密封胶和制动胶粘剂
9.4.1 液态密封胶的分类 液态密封胶可按主体材料分为环氧密封胶、尼龙密封 胶、聚硫密封胶、氯丁密封胶、丁腈密封胶、聚氨酯密封 胶和无机密封胺。 9.4.2 性能与特点 液态密封胶粘剂也称液态垫圈，能与密封件完全吻合。 与传统的固体垫圈相比，密封性，耐压性都高。紧固力越 大，胶膜越薄，胶层本身的分子间力也随着增大，在结合 面的流动就会更困难，从而具有更高的密封性能和耐压效 果。 液态密封胶使用方便，随密封而呈自由型，具有较好 耐腐蚀、耐水、耐油性能和抗冲击能力。
涂料与粘合材料
第九章 功能性胶粘剂
9.1.概述
功能性胶粘剂系指具有特殊功能的胶粘剂，如压敏性、 导电、导热、导磁、耐高温、耐低温、制动、密封、光敏、 点焊等。 这些胶粘剂或者主体材料具有功能性或者添加有具有功 能性的填料以达到目的。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
压敏胶是制造压敏型胶粘带用的胶粘剂。 压敏胶粘带是胶粘剂中一种特殊的类型，它是将胶粘剂 涂于基材上，加工成带状并制成卷盘供应用户。 它是一种略施压力即可瞬时粘接的胶粘剂。
9.5.导电、导热、导磁胶粘剂
导电胶固化后，导电材料间能保持紧密接触形成电通路而导 电，广泛用于无线电、电子仪表工业中以胶代焊或不能焊接而 又需要电的元件间的连接，还可作电子线路的临时修补用。 将导电胶中的导电材料换成导热导磁材料就成为导热、导 磁胶。 导热胶的填料一般为金属粉(银、铜、铝等粉)或无机材料 (石墨、碳黑、氧化铍等)。导磁材料常用碳基铁粉，配制导热 胶时多用价廉质轻的铝粉，在考虑绝缘性时应选用氧化铍(毒 性大)，导磁胶主要用于磁性元件(变压器、磁棒)等的粘接。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
9.2.3 压敏胶粘剂的粘附特性 压敏胶粘剂的压敏性是它的粘附特性的表现，其粘附特 性是由 快粘力(A)、粘合力(B)、内聚力(C)和粘基力(D) 四个要素组成。 一、快粘力(A) 也即初粘性，胶粘带与被粘物之间以最小的压力、最快 的速度接触后立即分离时所表现出来的一种界面剥离力。 它体现出压敏胶对被粘物表面进行粘接的难易程度。 二、粘合力(B) 进行适当粘贴后胶粘带与被粘物表面之间所体现出的 剥离力，其大小决定着胶粘带的粘附性能。
9.2பைடு நூலகம்压敏胶粘剂及胶带
9.2.5 压敏胶的分子设计 水乳型压敏胶比溶剂型压敏胶成本低、污染小，丙烯酸 酯乳液50％以上用于压敏胶带的制造上。 设计该类压敏胶主体材料的分子结构时须注意以下几点。 一、根据压敏胶粘附特性来设计 不同的基材要求不同的分子结构，关键就在于如何使C 大于B，这是压敏胶分子设计的关键之一。事实上，对于 高分子合成来说，分子设计是离不开工艺设计的，工艺设 计是为理想的分子设计服务的。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
9.2.2 压敏胶粘带的构成 压敏胶带一般制成带状卷筒，有单面涂胶、双面涂胶和 胶片三种形式。 单面涂胶是在基材(或称背材)正面涂加底涂剂后再涂压敏 胶，反面涂背面处理剂后卷成简； 双面涂胶胶粘带与胶片不需背面处理剂，但需在一个胶面 上贴一层隔离纸。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
压敏胶粘带的基材为BOPP（1989年BOPP基压敏胶带产量 为2.24×108m2，1999年达到24.2×108m2，发展速度惊人， 再加上纸基产品 8.6×108m2），胶液90％以上由丙烯酸酯 乳液制成。
9.2.压敏胶粘剂及胶带
9.2.1 压敏胶的组成 压敏胶由聚合物、增粘剂等组成。用作压敏狡的聚合 物可以是橡胶如天然橡胶、聚异丁橡胶、丁基橡胶，也 可以是各种树脂，如无规聚丙烯、聚乙烯基醚、顺丁烯 二酸酐-乙酸乙烯共聚树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、氟树 脂等。压敏胶用的增粘树脂有萜烯树脂、蒎烯树脂、松 香酯、酚醛树脂、石油树脂等。