涂料与胶粘剂——北化本科选修

形成粘附力的条件（Why）
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1. 胶接前或涂装前为液体(适应被粘表面) 化学结构，物理特性，粘弹性等因素有关 2. 能够湿润(wetting)与扩展 表面张力、粘度及被粘物（adherend）体表面状态及结构 3. 固化或成膜(温度,湿度,压力,时间,光照,辐射 ) 有机化学，高分子化学 4. 使用性能(导电、导热、透光、弹性、耐热、耐环境性 ) 表面结构及性质，接头设计，应力分布分析，性能表征，
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课程简介:通过学习,掌握涂料和胶粘剂的基
本概念、性能特点和基本应用工艺。了解常 用类型的粘附基本原理、固化机理及基本属 性，涂装胶接过程所发生的物理变化和化学 变化。通过实用例子的讲解，掌握涂料和胶 粘剂的最基本应用原理。 该课程对聚合原理、材料力学、表面物 理与化学等领域知识亦有介绍。
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பைடு நூலகம்
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第六章 功能型涂料和胶粘剂及应用 8 6.1 耐温高强性能及在宇航工业应用 6.2 防护性能及车辆生产中的应用 6.3 伪装隐身涂料在国防中的应用
� 6.4 防腐防污性能在海洋开发中应用 � 6.5 电、磁、光、热性能及应用 � 6.6 建筑、轻工行业中的应用 � 6.7 生物体相容性及应用(医用) � 6.7 在防伪行业中的应用 � 6.8 自然生物体中的粘接现象
底胶与底漆(Primer)
底胶：为了增加粘附力或保护被粘固体表 面，在胶接之前所涂敷的物质。偶联剂一 般用于含有反应性基团的极性表面，底涂 剂一般用于非极性材料。 � 底漆：为了增加粘附力或增加表面外观、 保护被粘固体表面，在正式涂装之前所涂 敷的物质。底漆一般用于金属材料，多孔 性材料等。
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胶接技术(bonding)和涂装技术 胶接亦称为粘接、胶粘、胶合、粘合等，是指将同质 或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的一种技术。被粘 接在一起的部位称为胶接接头（Adherent, joint)。胶接 接头具有应力分布连续、重量轻、工艺温度低、可密封 等特点，特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和 复杂构件的连接，因此胶接技术作为三大连接方法（机 械连接、焊接和胶接）之一，已广泛地应用于国民经济 的各个领域。 涂装技术：是指把固体物质表面用涂料进行涂饰的一 种技术。同贴皮、包封、电镀等相比具有工艺简单，使 用范围广，可重复涂敷等特点。广泛用于保护、装饰、 标志及其它特殊领域。
性能及应用
六章 化学结构及固化 五章
性能及表征 三四章
胶接基本原理 一二章
涂料与胶粘剂内容
课程安排
第一章 绪 论
1.1 涂料及胶粘剂定义 1.2 涂料及胶粘剂发展史 1.3 涂料及胶粘剂在国民经济中的应用 1.4 分类方法
1.1 涂料及胶粘剂定义（What） 胶（膠）：古代“胶”用动物的皮煮制而成,所以从“肉”。 本义:粘性物质,用动物的皮角或树脂制成 粘 nián ，同黏，(本义:具有粘性) 。如: 粘糊,粘稠,粘度,粘附 [adhere], 粘合,粘聚，目前可用黏表示 粘，zhān 〈动〉东西互相附着连结在一起：糖～牙。粘结 Adhesive,glue,gum,cement,binder 胶粘剂(adhesive) 定义（胶黏剂）: 通过界面(表面)层分子（原子）间相互作用，把两个固体材 料表面连接在一起的物质或材料，称为胶粘剂。 曾用名：也称粘合剂，粘接剂； 小名或俗名：称胶，胶水。 胶粘剂根据主体材料来源有天然和合成之分。
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课程编号：PSE27255T � 学时：32 学分：2.0 � 授课方式：讲课、答疑、讨论。 � 自学：预习基础知识 � 讨论：结合自己感兴趋的问题或 遇到的问 题，提问讨论。 考试：70％ 其它：30％ �
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1. 陈道义,张军营.胶接基本原理.北京:科学出版社,1992 2. 洪啸吟.涂料化学.北京:科学出版社,1997 3. Alphonsus V. Pocius ，Adhesion and Adhesives， hanser-gardner Publications， June 2000 4. Adhesives，American Society for Testing & Materials / September 2001 5. Z.W.Wicks,f.N.Jones. Organic Coatings Sciences and Technology (2rd Editions). John Wiley & Sons,inc.1999. 有机涂料科学和技术.北京:化学工业出版社.2002.3 6. 顾继友.胶接理论与胶接基础.科学出版社.2003 7. Lucas F.M.da Silva, Hanndbook of Adhesion Technology,Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011
主要社会 兼职
胶接材料与原位固化技术研究室 简介
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教师情况： 教授3名； 副教授 2名； 青年讲师 2名 研究室研究方向： 1. 特种胶接树脂的设计及合成 (包括耐热、高强、官能化树脂 )； 2.原位固化理论及应用（接触、湿、厌氧、喜氧、瞬干微波，热， 光，压，电子束、瞬干在胶粘剂固化中应用的研究）； 3.表面粘接及脱附（表面制备技术及偶联剂与性能关系）； 4.功能性胶粘剂配伍原理（功能性填料与胶接性能关系，如导电、导 磁、吸波、长余辉发光等功能填料与胶接性能之间 关系）； 5.胶粘剂老化及防止（湿热、盐雾、光氧、霉菌、高能辐射、极端条 件与胶接性能关系）。
科103 1 -12 周 2012.8.27-11.12
教师情况
工作经历： 大连理工大学 获精细化工专 业博士学位 1993.7 晋升为 研究员 1998.9 引进到 北化 2001.2
姓名：张军营
聘为教授 博士导师 北京化工大学材料学院
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黑龙江省石油化学所工作
2006年组建了“胶接材料与原位固化研究室”，任主任 中国胶黏剂工业协会（顾问）； 北京粘接学会(副理事长，学术交流部部长) J adh. Sci. Tech.(美)和化学与粘会杂志（编委）； 国家质量监督检验检疫总局(防伪技术专家) 中国兵工协会非金属专业委员会 理事 中国化工学会特种化工专业委员会 副秘书长 中国聚氨酯工业协会 专家委员
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涂料与胶粘剂（粘合剂）
上课地点：科103 � 上课时间：2012-2013学期第一学期1-12周 第11,12,13节 � 学生情况：160余人 高材1001,高材1002,高材1003,高材1004,高 材1005,高材1006,高材1007,高材1008,高材 1009,高材1010,高材1011,高材1012,高材 1013
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3.5 涂层耐环境性能和环境友好性 3.6 涂层的功能性 第四章 胶粘剂基本性能及测试3 4.1 描述力学性质的基本物理量 4.2 4.3 4.4 固化胶粘剂的基本性能 粘接接头性能测试 粘接基本工艺
第五章 各种类型涂料和胶粘剂配伍原理 10 5.1 溶液型涂料配伍及固化原理 5.2 乳液型涂料及胶粘剂成膜原理 5.3 热熔和塑化型配制原理 5.4 常见反应型胶粘剂的性能特点及固化原理 5.4.1 单组份瞬干胶（502） 5.4.2 AB快固工程胶(蜜月胶) 5.4.4硅酮玻璃胶 5.4.5环氧树脂万能胶 5.5压敏胶（不干胶）
1.2 涂料及胶粘剂发展史
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人类文字的记载和文物的考察 公元前3500年前，人们用泥士和湿石灰等做颜料的粘 料来涂饰墙壁，用面粉糊和芦苇制草纸 . 古埃及人就使用阿拉伯树胶、鸡蛋、动物胶和松香做 胶粘剂 秦、汉时期:粘接箭羽、泥封和建筑上 秦万里长城:糯米浆作胶粘剂，在浩瀚的戈壁滩上用 泥沙掺入糯米浆构筑了雄伟坚固的城墙. 汉墓古尸，两千多年仍有弹性，棺木粘接密封技术 松烟和胶粘剂制成的墨块 桐油做清漆也用了很长时间 天然物质,粘接与涂装技术未能得到显著的发展。胶 粘剂在人类社会生活中并未占有重要地位.
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涂料(coating):通过界面(表面)层分(原)子间相 互作用,粘附于固体表面,并能形成固体膜或层, 达到保护表面和改变表面外观与功能的物质。 涂层、漆膜(layer, film) ： 已经粘附于固体上的并已经成膜的涂料。 搪瓷和镀层虽属于涂料范畴，本文不讨论。 对于有机涂料和无机涂料，只讨论高分子为 基料的涂料。高分子为基料的涂料配伍性强、 品种多、来源广泛。 俗称：油漆，漆；finish； 油墨与化妆品 不包括在涂料之列
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1912年美国发明酚醛树脂,才逐渐出现了许多性 能优异的以合成物为原料的涂料和胶粘剂 1925年美国-天然橡胶加工的压敏胶 1926年试制成功醇酸树脂。 英国1930年-脲醛树脂，加拿大-聚乙烯醇胶， 前苏联-聚丁二烯橡胶； 1933年德国研制出丁苯橡胶， 1935年研制出聚异丁烯； 1937年A.G. Bayer公司成功开发出聚氨酯 1939年美国将聚醋酸乙烯推向市场。 20世纪40年代，美国丁基橡胶， 1941年开发出三聚氰胺胶粘剂； 1942年试制成功并生产不饱和聚酯胶； 1943年使有机硅胶粘剂投入生产；
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20世纪80年代以后，涂料和胶粘剂的研制逐步向功能化、高性能化、 专用品级化和规模化发展，相继出现了众多的品种。如光敏、热敏、 压敏胶粘剂及光学胶、无毒胶、阻隔胶、密封胶、修补胶等，已形成 品种齐全、花色繁多的胶粘剂世界。飞机蒙皮涂料、船舶涂料、耐热 和核辐谢涂料、金属热处理保护涂料、润滑耐磨涂料、导电涂料、防 火涂料、有机消融涂料、示温涂料、光纤保护涂料、伪装、温控、制 版、磁性涂料等。 我国80年代前发展较慢，传统类型的品种。但为军工配套的一些特殊 用途的品种有所发展。改革开发以后，技术的引进，高速发展。目前 全国胶粘剂生产企业超过1000家,仅建筑涂料生产厂家2000家。胶粘 剂的生产能力达250万t／a。产品门类齐全、品种牌号已25000多个， 产量400多万吨，产值600亿以上，已经有多家上市公司， 国外许多 公司在国内建厂和研发中心。 企业规模较小，品种重复性多 本世纪：新型高新技术产业催生了系列高性能胶粘剂： LED，太阳 能，风能，核能，高铁，外层空间飞行，航海，微电子等。
涂料与胶粘剂
（Coatings and Adhesives）
张军营 教授 北京化工大学材料学院 联系方式：科技大厦814 房间(办) 6442 6965（O），内线：6442 5439 13910104441（mobile) tlnhgzjy@ (课程专用), tlnhgzjy@( zhngjy@ (个人专用)
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1946年瑞士的Ciba Geigy公司,双酚A环氧树脂 在20世纪50年代，LOCTITE公司1953年厌氧胶，迄今风 靡全球；1955年Eastman公司研制出α—氰基丙烯酸酯瞬 干胶，1958年-酚醛环氧树脂； 1959年杜邦公司的甲基丙烯酸环氧丙酯问世，1960年又 使EVA聚合物投人生产。 20世纪60年代，胶粘剂的研制达到了高峰，大大地丰富 了品种，拓宽了市场，其中以美国为代表。1961年美国 的Narmco公司-高性能耐高温的聚苯并咪唑，同年杜邦公 司-聚酰亚胺；1962年美国Westing House公司-聚二苯 醚；同年Dow Corning公司-无溶剂硅树脂，1965-脂肪族 环氧胶粘剂；1969年英国的Midland公司-聚酚醚胶粘剂。 20世纪70年代，新品种胶粘剂出现的速度略有下降，但 胶粘剂工业逐步转入系列化和完善化阶段。1970年英国 的ICI-聚苯醚砜，1975年美国-端烯型无溶剂硅树脂胶粘 剂以及同期Dupont公司-液晶聚合物和瑞士Ciba Geigy公 司的加聚型三嗪树脂胶粘剂等。
第一章 绪 论
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1.1 涂料及胶粘剂定义 1.2 涂料及胶粘剂发展史 1.3 涂料及胶粘剂在国民经济中的应用 1.4 属性及分类 第二章 粘附基本原理 3 2.1 2.2 2.3 2.4 粘附基本概念 粘接原理 固体表面润湿现象及粘附功 表面处理方法及作用
第三章 涂料基本性能及测试 3.1 涂料流变性质 3.2 涂料贮存稳定性 3.3 涂层机械力学性质 3.4 涂层外观性质
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胶接材料与原位固化技术
胶接材料： 胶粘剂，宏观物体或器件连接 涂料粘接或成膜物质，粉体和涂装表面 复合材料基体树脂：纤维或粉体 � 原位固化：在被粘附表面由液体变为固体 同在反应器中的聚合有差别
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结论
涂料与胶粘剂是综合性学科：
表面物理化学、高分子物理与化学、 有机化学、材料力学等彼此综合与渗透, 相互促进与发展而形成的一门综合性学 科