完整1粘合剂与助剂解析
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两千年前的秦朝用糯米浆 与石灰作砂浆粘合长城的 基石,使万里长城成为中 华民族伟大文明的象征之 一。
秦俑博物馆中出土的大型彩绘铜车马的制造中,用了 磷酸盐无机胶黏剂。
? 公元前200年东汉时期用糯米浆糊制成棺木密封胶, 配以防腐剂,使马王堆古尸出土时肌肉及关节仍有弹 性,足见中国胶接技术之高超。
? 到上世纪初,合成酚醛树脂的发明,开创了胶黏剂的 现代发展史。目前,与三大合成高分子材料的产量比 较,胶黏剂只占第五位,但年增长速度则居第一位。
胶粘剂发展历程: 1909年----酚醛树脂出现 1912年----酚醛粘结剂出现 1930年代------氯丁胶出现,合成橡胶胶粘剂出现 1941年------结构胶粘剂出现(混合主料) 1943年------聚氨酯胶粘剂出现 50年代------环氧树脂胶粘剂出现 60年代 ------- 热熔型胶粘剂出现 70年代-----第二代丙烯酸酯胶粘剂出现 80年代以后 -----原品种的改性
? 我国目前已有1200多家企业,品种牌号3000多个, 胶黏剂生产能力300万t。其中产量最大的仍然是三 醛胶(酚醛、脲醛和三聚氰胺甲醛)和乳液型胶,二者 分别占总产量的45.2%和29.2%。
?
从市场应用看,建筑业用量最大,约占总胶量
51.8%,其次是纸包装业,约占总胶量的12.6%,第
三是制鞋业,约占9.0%。
? (2)发展纳米胶黏剂
? 纳米胶黏剂是材料领域的重要组成部分,发展纳米 胶黏剂,有可能在席卷全球的“纳米经济”急战中,抢
夺 一个技术制高点。纳米胶黏剂将成为一颗耀眼的新的科 技明星。
(3)特种胶黏剂日受青睬
? 特种胶黏剂具有独特作用,日受青睬。 ? 如阿波罗飞船上的指挥舱登月舱用的钛铝合金蜂窝夹 层结构,采用耐高温的环氧-酚醛胶黏剂。卫星与飞船飞 越或重返大气层时,外表的耐高温烧蚀材料与容器的固 定,火箭液体燃料,-235℃时保温材料与容器固定,其 中的耐高温胶黏剂与超低温胶黏剂是必不可少的重要材 料,价格多贵也得用。
1.2粘合剂的种类
1.2.1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。 1.2.2按使用特性分 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。
? 目前,胶黏剂的应用已渗入到国民经济中的各个部门,成 为工业生产中不可缺少的技术,在高技术领域中的应用也 十分广泛。如据报导:国外在生产一辆汽车中要使用5~
10kg 胶黏剂;一架波音飞机的粘接面积达到2400m2 ;一 架宇航飞机需要粘接30000块陶瓷片。
内饰装配粘接: 顶棚,车门内护板, 地毯,挡风玻璃等。
②热熔型粘合剂 通过加热使粘合剂熔化后使用,是一种固体粘合剂。一
般热塑性树脂均可使用,如聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸 酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物等。
③溶剂型粘合剂 不溶于水Hale Waihona Puke Baidu溶于某种溶剂的粘合剂。如虫胶、丁基橡胶
等。 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
? (3) 轻质性
? 胶黏剂的密度较小,大多在0.9~2之间,约是金属或 无机材料密度的20%~25%,因而可以大大减轻被粘 物体连接材的重量。这在航天、航空、导弹上,甚至 汽车、航海上,都有减轻自重,节省能源的重要价值。
3) 粘合剂的历史
? 胶黏剂是一类 古老而又年轻的材料。
? 早在数千年前,人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。 许多出土文物表明,5000年前我们祖先就会用粘土、淀 粉和香松等天然产物做胶黏剂;4000千多年前就会用生 漆做胶黏剂和涂料制造器具;3000年前的周朝已用动物 胶作木船的填缝密封胶。
? 随着我国汽车、电子电器等行业的飞快发展,纳米材 料等新材料、新技术在胶黏剂工业中得到应用,今后 胶黏剂的性能将更加优异,应用范围将不断扩大。
4) 胶黏剂的发展趋势
? (1)发展无溶剂胶黏剂
? 现行的许多胶黏剂都含有大量挥发性很强的溶剂, 这些溶剂不仅危害人的身心健康,而且会破坏大气层中 的臭氧层。近年来,引起了公众和政府的高度重视,这 样自然给胶黏剂工业带来了一种新的发展趋势,即向无 溶剂的胶黏剂发展。
粘合剂与助剂 主讲人:胡先海
第一章 概述
1.1 粘合剂和粘接技术的发展 1) 粘合剂的定义
凡能把同种的或不同的固体材料表面连接在一起的媒 介物之统称粘合剂或胶黏剂。
所谓粘接是指两个表面靠化学力、物理力或两者兼有 的力使之结合在一起的状态。
2) 胶黏剂的特点
(1) 耐温性
耐温性是无机胶黏剂的优良特性之一。无机高温胶黏剂通 常使用范围在1500~1750℃,而磷酸氧化铜胶黏剂的耐 温范围更广,可在 180~1400℃范围内使用。
? (2) 粘接无破坏性
? 材料的连接主要有螺栓连接、铆接、焊接和粘接等, 使用螺栓连接等技术虽然可实现快速连接,但却因对 材料部件打空或局部加热而对材料有所 破坏,并在使 用中不能避免应力集中。
? 相比之下, 粘接技术 是一种非破坏性 连接技术,并因 粘接界面整体承受负荷而提高负载能力,延长了使用 寿命。
在常温下呈粘稠液体状,如环氧树脂等。 粘合剂是标签材料和粘结基材之间的媒介,起连结作用。 按其特性可以分为永久性和可移除性两种。它有多种配方, 适合不同的面材和不同的场合。粘合剂是不干胶材料技术 中的最重要的成分,是标签应用技术的关键。
? 木材胶黏剂用量日益扩大增多,全世界木材胶黏剂产 量占胶黏剂总产量的3/4,如美国约60%的合成胶黏剂 用于木材加工业,俄罗斯为79%,日本为75%,在我 国60%~70%的胶黏剂也用于木材加工业。
? 2010年我国合成胶黏剂的需求量将达到 480万500 万吨 。2004 年 中国大陆胶黏剂产量总计 379万吨 。
汽车结构件粘接:
发动机中罩与前后 加强梁,通常用改 性环氧树脂胶黏剂
粘接使用的部件由 原来机内装饰、非 结构件、发展到结 构件、受力件,甚 至整个机体。
? 随着科学技术的发展,目前不同行业对胶黏剂及粘接 技术的要求越来越高。1997年世界胶黏剂总需求量为 1700万t,预测2010年将达2500万t。