胶粘剂实例

耐擦洗性 重压200g，擦洗 20次无变化
涂刷性
肉眼观察
≤300 100 浸水15天③ 无变化
300次无变化④ 无刷痕，光洁平滑
聚乙烯醇缩甲醛外墙涂料的制备
❖ 以107胶为主体，加入填料、颜料、消泡剂和防沉 淀剂等物料，经充分混合和研磨分散，就成为聚乙 烯醇缩甲醛外墙涂料。将其涂装在墙面上，待水分 发挥后，由于聚乙烯醇缩甲醛分子的羟基间的氢键 作用力，以及羟基与填料等物质的极性基间的作用 力，使107胶能与填料、颜料及其它成分牢固地粘 附在墙面上，起保护和装饰作用。本实验所制备的 涂料，对墙面有较强的粘附力，遮盖力强，硬度高， 耐光性和耐水性良好，成本低廉。
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实例4 改性氯丁橡胶胶粘剂制备
❖ 首先使用正交设计优化方法设计配方，用甲基丙烯 酸甲酯（MMA）对氯丁橡胶（CR）进行溶液接枝， 制备CR-MMA接枝胶黏剂。然后利用可视化优化方 法对正交试验结果进行比较。其次，在CR-MMA的 最优配方基础上，添加氯化聚乙烯（CPE）和氧化 镁制备改性氯丁橡胶胶黏剂。
❖ 采用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、偏光 显微镜和差示扫描量热法对各体系进行表征分析。
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❖ 氯丁橡胶胶黏剂一般由氯丁橡胶、金属氧化物、树脂、溶 剂、填充剂、防老剂、促进剂、交联剂等组成 。
❖ CR胶粘剂具有良好的耐臭氧、耐水、耐油、耐化学试剂 和耐老化等性能，能粘接多种材料，如橡胶、皮革、织物、 泡沫塑料(聚苯乙烯除外)、木材、人造革、陶瓷、混凝土、 竹材、玻璃、塑料、金属等。因此，在亚洲特别是我国大 陆、日本、韩国、台湾等国家和地区仍保持较快的发展势 头，广泛用于汽车、航空、制鞋、建筑、家具、电器、机 械等各种行业。但是传统氯丁胶也存在着溶剂污染，耐热 性差，易分层，储存变色等不足。因此，人们在氯丁胶的 接枝改性方面进行了大量研究工作，取得了可喜进展。
控制蒸馏的最终温度为120℃，最后得到淡棕色粘稠树脂。 所得树脂倒入已称重的烧杯中，于（110±2）℃的烘箱 中烘2～4h，称重备用，计算产率。
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(2)配制胶粘剂
❖ 称取2g双酚A型低相对分子量环氧树脂、0.4g邻苯二甲酸 二丁酯、2g 氧化铝粉（300目）、0.2g三乙烯四胺，搅 拌均匀。
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实例3、聚乙烯醇缩甲醛胶的合成，内、外墙涂料的 制备 （复合胶的应用）
❖乙烯醇缩甲醛胶的合成 ； ❖ 聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料的制备； ❖ 聚乙烯醇缩甲醛外墙涂料的制备。
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❖ 涉及两方面的工作：
❖ 研制测井极板导电接头塑料产品：即选择一种有较 高硬度，较高力学强度、耐摩擦、耐碱液腐蚀、耐 150°C以上高温的塑料材料，采用注射成型的方 法包覆在铜接头的表面，起绝缘作用。选择玻璃纤 维增强聚苯硫醚材料。
❖ 制备一种密封胶，能粘接铜和塑料，防止油田水的 浸入：密封胶选择改性环氧树脂密封胶，可以达到 低的收缩率，高的耐温性，耐腐蚀性，粘接性等性 能。
O
CH3
HO
C
O CH2 CH CH2Cl
CH3
OH
HO HO HO
HO
CH3 C CH3
CH3 C CH3 CH3 C CH3
CH3 C CH3
O CH2 CH CH2Cl + NaOH OH
O CH2 CH CH2 + NaCl + H2O O
CH3
O CH2 CH CH2 + HO
C
O
CH3
CH3
(3)粘接工艺
❖ ①材料的表面处理
❖ 为保证粘合剂与被粘接件界面有良好的粘附作用，被粘接 材料须经过表面处理，以除去油污等杂质。对钢试片表面 处理方法：
预清洗
水洗
除油
水洗
机械处理
除锈
水洗
烘箱或热吹风干燥
图1材料的表面处理工艺流程图
❖ 预清洗即用汽油擦洗欲胶接接件，清洗材料表面的灰尘、 污垢；除油即用乙醇或丙酮除油，也可用质量分数为 15%NaOH溶液除油；机械处理即用砂纸打磨除掉金属表 面的旧氧化皮并形成粗糙表面；除锈即用稀盐酸浸泡处理。
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❖ 粘度的测定采用涂-4粘度计，在20℃时，测定100ml 胶水从规定直（Φ4mm）的孔中流出所需的时间（s）， 并以该流出时间表示粘度的大小。
❖ 游离甲醛量的测定是通过亚硫酸钠与甲醛的反应，使之 生成羟甲基磺酸钠和氢氧化钠；然后用玫红酸（变色范 围pH在6.2～8.0）作指示剂，用标准HCl溶液滴定上 述反应所生成的NaOH，溶液由红色变为无色即为终点。 根据滴定所需标准HCl溶液的量，可算出胶水中游离甲 醛的含量（％） 。
❖ ②涂粘合剂
❖ 将表面处理好的待粘合件（钢试片）涂上适当厚度 （0.1mm）的粘合剂，注意不要有气泡、缺胶或胶过厚。 然后将粘合面合在一起，用夹具夹紧，使粘接层紧密贴合。
❖ 固化条件：①涂胶：被粘件涂胶后常温晾置片刻后粘合； ②固化：120℃烘烤2h或室温放置48h。
❖ 3.性能评价 ❖ （1）环氧树脂环氧当量的测定 ❖ 环氧值定义为100g树脂中所含环氧基的摩尔数。
实例1 环氧树脂及胶粘剂的合成制备
❖ 本实验合成双酚A型低相对分子量环氧树脂，学 名双酚A二缩水甘油醚，E型环氧树脂，为黄色或 棕色透明粘性液体（或固体），易溶入二甲苯、 甲乙酮等有机溶剂。
❖ 主要用做胶粘剂，可粘接各种金属和非金属材料， 还可以用于压层材料，浇注电动机中的定子、电 动机外壳和变压器。还大量用于浇注层压模具， 泡沫材料，可用作绝热、吸音、防震和漂浮材料 等。
❖产品说明：铜板内有两个导电接头，导电接头表面 采用注射方法包覆塑料层起绝缘作用；最后在铜板 凹陷处填入密封胶起密封作用。
❖由于油田井下高温、油水、碱液等苛刻环境，测井 极板必须在摩擦条件下工作，故测井极板产品整体 必须耐高温、耐水解、耐石油溶解、耐碱液的腐蚀， 还必须耐摩擦磨损。
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聚乙烯醇缩甲醛涂料性能
项目
名称 固体含量
规格 （％）
粘度
涂-4粘度计， 25℃（S）
细度 刮板法细度计，μm
107涂料
1 30～40
2 35～37
30～40
55～65
40～60
50～60
表干时间
（25±2）℃
1h
1h
遮盖力 黑白格法（g/m2）①
350
附着力
划格法，％②
100
耐水性
25℃，24h
无变化
规格 30～40s（涂4号杯黏度）
107-1 70.0
丙二醇
钛白粉
300目，A型
立德粉
300目
14.0
滑石粉
300目
13.2
轻质碳酸钙
磷酸三丁酯
0.3
六偏磷酸钠10 ％
3.0
羧甲基纤维素
1.0
色素
水
适量
膨润 土
土：水＝1：1.15
96.4
单位：g
107-2
107-3
100.0
100.0
2.5
2.85
止反应物局部浓度太大而形成固体，难以分散。在70～ 75℃回流2h，此时液体呈乳黄色。加入30ml蒸馏水、 60ml苯，搅拌均匀，倒入分液漏斗，静止分层后，分去 下层水液，再重复加入30ml蒸馏水和60ml苯洗涤有机 物一次。最后用60～70℃水再洗一次。将上层有机物液 体倒入分馏烧瓶中，加热蒸馏除去溶剂和未反应完的单体，
聚乙烯醇缩甲醛胶的合成
❖ 聚乙烯醇缩甲醛胶水即是聚乙烯醇（PVAL）在盐酸 催化作用下，其中部分羟基与甲醛进行缩醛化反应 生成的热塑性树脂。 合成分为下面三步：
（1）聚乙烯醇的溶解 （2）聚乙烯醇的缩甲醛化反应 （3）降温出料 ❖ 产品的分析测定 （1）粘度的测定（涂-4粘度计 ） （2）游离甲醛量的测定
❖ （2）107-2号涂料：按配方称量各物料，将六偏磷酸钠 加入适量水中搅拌使其溶解，依次加入钛白粉、立德粉、轻 质碳酸钙、滑石粉、磷酸三丁酯，混匀，加入107胶中， 混匀，视需要加入色浆，混匀，经研磨过滤即制成。
❖ （3）107-3号涂料：将聚乙烯醇缩甲醛水溶液100g加入 到三口瓶中，再将六偏磷酸钠水溶液、去离子水、丙二醇及 磷酸三丁酯加到三口瓶中，开动搅拌使物料均匀，在快速搅 拌下，缓慢加入钛白粉（或立德粉）、滑石粉和轻质碳酸钙， 继续搅拌30min，待分散均匀后，加入少量颜色颜料浆， 再搅拌10min，即得彩色涂料。
O CH2 CH CH2 O
C
OH
CH3
OH NaOH OH
❖ 继续反应下去，即得到长链分子，其通式为：
H2C CH CH2 O O
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CH3
C
O CH2 CH CH2
O
CH3
OH
n
H2C CH CH2 O O
3
C CH3 CH3
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❖ 环氧树脂本身一般不能直接作胶粘剂使用，因为它是热塑性 的线型分子，平时呈液态或固态，必须用固化剂使线型分子 交联成网状的体型分子，成为不溶也不熔的硬化产物。粘接 剂的配制就是利用了这个原理。胺类是最常用的固化剂。例 如可用三乙烯四胺作固化剂，其反应式为：
2．粘接和固化机理
❖ 环氧树脂分子结构中含有脂肪羟基 –CHOH- 醚键 ( O ) 环氧基
❖ 这些极性基团的存在，能与被粘接物表面产生较强的结合 力。羟基能和一些非金属元素形成氢键，环氧基可与一些 金属表面产生化学键，因此，粘接性能好，胶接强度高。 其他一些基团能使环氧树脂具有耐热性、耐化学腐蚀性、 柔软性、强韧性、与其他树脂的相容性、电绝缘性等优良 性能。
❖ 环氧树脂是线性结构的热固性树脂。环氧树脂粘合剂是以 环氧树脂和固化剂为主要成分配制而成。为改善胶的性能 和工艺要求，可加入适量的填充剂、稀释剂及增稠剂等， 以便适合于各种用途。
⑴环氧树脂的合成
❖ 将22.8g双酚A和28g环氧氯丙烷加入三口烧瓶中，加热 并搅拌，待升温到60～70℃时，保温30min，使双酚A 全部溶解。然后用滴液漏斗滴加碱液，开始要慢滴，以防
H2N CH2 CH2 N CH2 CH2 N CH2 CH2 NH2 + 6 H2C CH CH2
H
H
O
OH
CH OH
OH
HC H2C
CH2
CH2 CH
N CH2 CH2 N CH2 CH2 N CH2 CH2 N
HC H2C OH
CH2 CH OH
CH2 CH OH
❖ 此反应主要利用线型环氧树脂上两头的环氧基和胺上的活泼 氢发生反应，从而使线型分子链交联起来。
聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料的制备
❖ 聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料主要用于建筑的内墙 的涂料，对墙面有较强的粘附力，遮盖力强， 硬度高，耐光耐水性良好，价格低廉，无溶剂， 大量用于住宅和公共场所的内墙涂料。
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聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料配方
名称 107胶
相对分子量越高，环氧基团的分子链也越长，环 氧值就越低。一般低相对分子质量树脂的环氧值 在0.50～0.57之间。 ❖ （2）环氧胶粘结的剪切强度的测定 ❖ 测试标准：GB7124-1986
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实例2 测井极板导电接头塑料材料选择及密封粘接剂制备 (热固性胶-环氧胶的应用)
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1
Company Name
❖ 1．双酚A型低相对分子量环氧树脂合成原理
❖ 双酚A和环氧氯丙烷合成环氧树脂的反应，为逐步的聚合反应。一般
认为它们在氢氧化钠存在的条件下会不断地进行环氧基开环和闭环的
反应。
HO
CH3
C
OH + H2C CH CH2Cl NaOH
CH3
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Company Name
❖ 将制得的107胶倾入烧杯中，搅拌下依次加入 10g钛白粉、8g立德粉、10g滑石粉、50g轻 质碳酸钙和适量的无机颜料，搅拌均匀，必要时 加入少量的水以调节稠度，即得到聚乙烯醇缩甲 醛外墙涂料。
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9.0
5.70
9.0
5.源自文库0
6.0
30.0
30.0
0.2
0.3
2.0
5.0
适量 适量
适量 20.0
❖ 涂料配制
❖ （1）107-1号涂料：按配方称量各物料，在100mL烧杯 中用适量水将六偏磷酸钠溶解，加入已溶胀溶解的羧甲基纤 维素和磷酸三丁酯，混匀，加入到107胶中，搅拌下依次 加入膨润土浆、滑石粉、立德粉（锌钡白），混匀，视需要 加入色浆，混匀经研磨过滤即制成。