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簡介
Epoxy Resin 指分子結(jié)構(gòu)中含有2個或2個以上環(huán)氧基并在適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)劑存在下能形成三維網(wǎng)絡(luò)狀固化物的化合物總稱，是一類重要的熱固性樹脂。
1.1 環(huán)氧樹脂發(fā)展史
環(huán)氧樹脂是1938年由P.Castam申請瑞士專利，由汽巴公司在1946年研制出最早的環(huán)氧粘接劑，1949年美國的S.O.Creentee研制了環(huán)氧涂料，我國于1958年開始環(huán)氧樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)。
1.2 特點
(雙酚A型)主要優(yōu)點：
(1)單獨的環(huán)氧樹脂應(yīng)用價值很低，它需要與固化劑配合使用才有實用價值。
(2)高粘接強(qiáng)度：在合成膠粘劑中環(huán)氧樹脂膠的膠接強(qiáng)度居前列。
(3)固化收縮率小，在膠粘劑中環(huán)氧樹脂膠的收縮率最小，這也是環(huán)氧樹脂膠固化膠接高的原因之一。
(4)耐化學(xué)性能工好：在固化體系中的醚基、苯環(huán)和脂肪羥基不易受酸堿侵蝕。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用兩年;而在50%H2SO4和10%HNO3常溫浸泡半年;10%NaOH(100℃)浸泡一個月，性能保持不變。
(5)電絕緣性優(yōu)良：環(huán)氧樹脂的擊穿電壓可大于35kv。
(6)環(huán)氧固化物的耐熱性一般為80～100℃。環(huán)氧樹脂的耐熱品種可達(dá)200℃或更高。
主要缺點：
(1)操作粘度大，這在施工方面顯的有些不方便
(2)固化物性脆，伸長率小。
(3)剝離強(qiáng)度低。
(4)耐機(jī)械沖擊和熱沖擊差。
(5)耐候性差，環(huán)氧樹脂中一般含有芳香醚鍵，固化物經(jīng)日光照射后易降解斷鏈。
(6)環(huán)氧樹脂低溫固化性能差，一般需在10℃以上固化，在10℃以下則固化緩慢，對于大型物體如船舶、橋梁、港灣、油槽等寒季施工十分不便。
1.3 環(huán)氧樹脂應(yīng)用
(1)涂料工業(yè)：環(huán)氧樹脂在涂料工業(yè)中需用量最大，目前較廣泛使用的有水性涂料、粉末涂料和高固分涂料。可廣泛用于管道容器、汽車、船舶、航天、電子、玩具、工藝品等行業(yè)。
(2)電子電器工業(yè)：環(huán)氧樹脂膠可用于電氣絕緣材料，例如整流器、變壓器的密封灌注;電子元器件的密封保護(hù);機(jī)電產(chǎn)品的絕緣處理與粘接;蓄電池的密封粘接;電容器、電阻、電感器的表面披覆。
(3)五金飾品，工藝品、體育用品品行業(yè)：可用于標(biāo)牌、飾品、商標(biāo)、五金、球拍、釣具、運動用品、工藝品等產(chǎn)品上。
(4)光電行業(yè)：可用于發(fā)光二極管(LED)、數(shù)碼管、像素管、電子顯示屏、LED燈飾等產(chǎn)品的封裝、灌注和粘接。
(5)建筑工業(yè)：在道路、橋梁、地坪、鋼鐵結(jié)構(gòu)、建筑、墻體涂料、堤壩、工程施工、文物修補等行業(yè)也會廣泛用到。
(6)膠粘劑、密封劑和復(fù)合材料領(lǐng)域：如風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、工藝品、陶瓷、玻璃等各種物質(zhì)之間的粘接，碳纖維板材的復(fù)合、微電子材料的密封等等。
聚氨酯
簡介
聚氨酯：Polyurethane又名聚氨基甲酸酯是對主鏈上含有春福氨基甲酸酯基團(tuán)的大分子化合物的總稱，簡稱 PU，化學(xué)式 (C10H8N2O2·C6H14O3)X。
聚氨酯膠粘劑：Polyurethane Adhesive 指的是分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(tuán)(—NHCOO—)或異氰酸酯基(—NCO)的膠粘劑。
2.1 聚氨酯發(fā)展史
1849年德國化學(xué)家Wurts用烷基硫酸鹽與氰酸鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，首次合成了脂肪族異氰酸酯化合物;1850年德國化學(xué)家Hoffman用二苯基甲酰胺合成了苯基異氰酸酯;1884年Hentschel用胺或胺鹽與光氣反應(yīng)合成異氰酸酯，成為工業(yè)上合成異氰酸酯的方法。1937年德國化學(xué)家Bayer首次利用異氰酸酯與多元醇制得聚氨酯樹脂，并且在第二次世界大戰(zhàn)期間由拜耳公司應(yīng)用于坦克履帶上，使聚氨酯膠粘劑首次工業(yè)化。
其后，美國于1953年引進(jìn)德國技術(shù)，日本于1954年引進(jìn)德國和美國聚氨酯技術(shù)，1960年生產(chǎn)聚氨酯材料，1966年開始生產(chǎn)聚氨酯膠黏劑，開發(fā)成功乙烯類聚氨酯水性膠黏劑，并予1981年投入工業(yè)化生產(chǎn)。目前日本聚氨酯膠黏劑的研究與生產(chǎn)十分活躍，并與美國、西歐一起成為聚氨酯生產(chǎn)、出口大國 。
我國于1956年研制并生產(chǎn)三苯基甲烷三異氰酸酯(列克納 膠)，很快又生產(chǎn)了甲苯二異氰酸酯(TDI)、雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑，1986年以后，我國聚氨酯工業(yè) 進(jìn)入迅速發(fā)展時期：1994年國家正式批準(zhǔn)成立“中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會”，下設(shè)“聚氨酯膠黏劑委員會”，該委員會業(yè)已成為全國聚氨 酯膠黏劑技術(shù)與信息交流的中心。90年代中后期，聚氨酯工業(yè)迎來了告訴發(fā)展。
2.2 聚氨酯的合成
聚氨酯的合成原料主要有-異氰酸酯、多元醇、添加劑，添加劑主要包括催化劑、交聯(lián)劑及擴(kuò)鏈劑——結(jié)構(gòu)膠。
PU合成方法主要有 預(yù)聚體法、半預(yù)聚體法、一步法，其中一步法因工藝簡單投資少而被普遍采用。
2.3 聚氨酯的特點
主要優(yōu)點：
(1)優(yōu)良的耐磨性，低溫柔軟性以及性能可調(diào)節(jié)范圍較廣
(2)機(jī)械強(qiáng)度大、粘接性好、彈性好，并且具有優(yōu)良的復(fù)原性，可適合于動態(tài)接縫
(3)耐候性好，使用壽命可達(dá)15~20年，耐油性能優(yōu)良，耐生物老化性好且價格適中。
(4)工藝性好，固好后的膠層硬度大、透明性好、光亮度高、可室溫加壓快速固化、耐熱性較好，電性能優(yōu)良。
(5)耐油性和耐寒性好。
主要缺點：
收縮率大、膠粘強(qiáng)度不高，耐化學(xué)介質(zhì)性和耐水性較差，用于非結(jié)構(gòu)膠粘劑。不能長期耐熱，淺色配方容易受紫外光老化，單組分膠貯存穩(wěn)定性受包裝及外界影響較大，通常固化較慢，高溫?zé)岘h(huán)境下可能產(chǎn)生氣泡和裂紋。還有就是許多場合都需要使用底涂劑。
2.4 主要應(yīng)用
(1)復(fù)合材料與金屬框架之間的粘接;
(2)汽車的粘接填縫;
(3)玻璃纖維增強(qiáng)塑料與金屬粘接;
(4)密封粘膠劑;
(5)反應(yīng)性熱熔膠;
(6)次貸粘膠劑;
(7)還可以在宇航，電子電氣，金屬材料，包裝材料，造船，紡織，橡膠，塑料，陶瓷，建筑，汽車等行業(yè)中的應(yīng)用;
(8)可用于擠塑聚苯乙烯泡沫與鋼板，鋁板，硅酸鈣及水泥墻壁粘接。
丙烯酸酯
簡介
丙烯酸酯：acrylic ester 或 acrylate丙烯酸及其同系物的酯類的總稱，化學(xué)式為C4H5OOR。
丙烯酸酯膠黏劑：是以各種丙烯酸酯為基料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制作而成，擁有色澤清淺，耐水、耐環(huán)境侵蝕、抗變色性好性能便于調(diào)節(jié)的特點。
3.1 丙烯酸酯膠黏劑發(fā)展史
20世紀(jì)50年代EASTMAN公司發(fā)明了第一代丙烯酸酯膠粘劑，以過氧化苯甲酰/芳香胺為氧化還原體系,在單體與彈性體之間不發(fā)生接枝反應(yīng),其主要缺點是性脆。
1975年由美國杜邦公司發(fā)明第2代丙烯酸酯膠粘劑，也稱為改性丙烯酸酯膠粘劑，新的氧化還原體系以過氧化氫型的過氧化物為引發(fā)劑, DuPont 808醛胺縮合物為促進(jìn)劑。單體與彈性體之間發(fā)生接枝反應(yīng),形成韌性固化物,剝離強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都有明顯提高。
1968年德國拜爾公司首先開發(fā)成功光固化涂料,在此基礎(chǔ)上歐洲開發(fā)了UV固化膠粘劑，即第三代丙烯酸酯膠黏劑，具有固化速度快、環(huán)保等優(yōu)點。此后，丙烯酸膠黏劑在20世紀(jì)70～80年代逐步實現(xiàn)工業(yè)化。
目前,第1代丙烯酸酯膠已經(jīng)很少應(yīng)用,基本被第2代丙烯酸酯膠所代替,而第3代丙烯酸酯膠(UV膠)應(yīng)用領(lǐng)域與第2代丙烯酸酯膠的差別較大,而且形成了相對獨立的體系。
3.2 丙烯酸酯膠黏劑分類
(1)按代分類;
(2)按涂布方式分類：底涂型丙烯酸酯膠粘劑，由主劑和底涂劑組成,主劑含有單體、彈性體、引發(fā)劑等成分,底涂劑為促進(jìn)劑。使用時將主劑和底涂劑分別涂在2個被粘物表面,疊合后固化;雙主劑型丙烯酸酯膠粘劑，一個主劑由單體、彈性體、引發(fā)劑等成分組成,另一個主劑由單體、彈性體、促進(jìn)劑等成分組成。使用時2個主劑按比例混合均勻后涂膠,也可將2個主劑分別涂在2個被粘物表面，通常雙主劑的質(zhì)量比為1∶1;微膠囊型丙烯酸酯膠粘劑:將引發(fā)劑或促進(jìn)劑包覆在微膠囊中,分散在由單體、彈性體、促進(jìn)劑或引發(fā)劑組成的主劑中，使用時在外力作用下使微膠囊破裂而引發(fā)聚合反應(yīng)。
(3)丙烯酸酯膠粘劑還可以根據(jù)其性能、應(yīng)用領(lǐng)域的不同進(jìn)行分類。例如按性能可分為通用型、結(jié)構(gòu)型、耐水型、耐溫型等;按用途可分為建筑用膠、機(jī)電用膠、電子用膠、汽車用膠等。
3.3 丙烯酸酯膠黏劑特點
主要優(yōu)點:
(1)室溫快速固化,一般為幾分鐘至幾十分鐘。
(2)可以低溫固化,甚至可以在0 ℃以下固化。
(3)適用于大多數(shù)金屬和非金屬材料的粘接。
(4)對于被粘接材料的表面處理要求不嚴(yán)格,甚至可以油面粘接。
(5)對雙組分的混合比例要求不嚴(yán)格。
(6)粘接強(qiáng)度高。
主要缺點:
(1)單體的氣味和毒性問題。
(2)丙烯酸或甲基丙烯酸對產(chǎn)品的腐蝕性問題。
(3)固化速度快,不適合大面積粘接。
(4)固化反應(yīng)放熱激烈,不適合大間隙的粘接和灌封。
(5)耐熱、耐候性還不夠理想。
3.4 丙烯酸酯膠黏劑應(yīng)用
(1)交通行業(yè)：汽車、大型卡車、游艇、機(jī)車制造中的結(jié)構(gòu)粘接以及飛機(jī)的結(jié)構(gòu)修補,被粘材料以金屬、塑料為主,近年來玻璃鋼的粘接明顯增多。
(2)機(jī)電行業(yè)：直流電機(jī)磁鋼與金屬的粘接,電梯轎廂不銹鋼與加強(qiáng)筋的粘接等。
(3)電聲行業(yè)：揚聲器的裝配是改性丙烯酸酯膠最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。
(4)建筑行業(yè)：建筑物加固和結(jié)構(gòu)改造的鋼筋錨固,玻璃及金屬幕墻后加埋件的安裝,地鐵、輕軌道釘?shù)腻^固。
3.5 UV膠簡介、特點及應(yīng)用
3.5.1 UV膠簡介
UV膠為第三代丙烯酸酯膠黏劑逐漸發(fā)展而成的一種單獨膠黏劑體系，按化學(xué)成分可將其歸為丙烯酸酯膠黏劑類，按固化方式可將其歸類為輻射固化膠黏劑。
3.5.2 UV膠特點
優(yōu)點:
(1)單組分,使用方便;(2)固化速度快,一般只需幾至幾十秒鐘,生產(chǎn)效率高;(3)強(qiáng)度高,透明度好;(4)無溶劑,低氣味,環(huán)境友好。
缺點:
(1)被粘基材必須有一個面是可透光的;(2)需要對紫外線進(jìn)行防護(hù);(3)受到設(shè)備尺寸和被粘物形狀的限制;(4)需要投入固化設(shè)備的費用。
3.5.3 UV膠應(yīng)用
(1)光電領(lǐng)域: LCD制造業(yè)、照相機(jī)等光學(xué)產(chǎn)品制造業(yè)、光盤制造業(yè)(CD、VCD、DVD、DVD2R) 。
(2)電子領(lǐng)域:印刷電路板( PCB)粘貼表面元件、手表制造業(yè)、手機(jī)按鍵的裝配。
(3)醫(yī)療領(lǐng)域:皮下注射針頭與注射器和靜脈注射管的粘接,導(dǎo)尿管和醫(yī)用過濾器的粘接。
(4)日用品領(lǐng)域:玻璃家具的制造、玻璃工藝品的組裝;玩具、珠寶裝飾品的組裝。
