胶黏剂应用基础

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1、胶黏剂应用基础32学时绪论教学目的通过本门课程的学习掌握胶粘剂与涂料的基本知识、基本理论和基本原理，了解胶粘剂改性的基本内容和研究发展概况，结合各种胶粘剂的特性，对胶接工艺及胶粘剂提出相应的改进或改性方法；利用胶接基础理论知识分析和解决胶接过程及胶接制品出现的胶接技术问题。叶楚平，李陵岚等张军营邱建辉，张继源，生楚君主编胶黏剂（adhesive）：又称粘合剂、粘接剂，简称胶。它是一种能够把两种同类或不同类材料紧密地结合在一起的物质。采用胶黏剂将各种材料或部件连接起来的技术称为胶接技术。胶黏剂是一类古老而又年轻的材料。早在数千年

2、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。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

3、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。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。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

4、。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。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%。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6

5、0%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。预计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。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。1.胶黏剂组成胶黏剂通常是由基料、固化剂、促进剂、填料、增韧剂、稀释剂、偶联剂、稳定剂，防老剂、增粘剂、增稠剂等配合而成。基料又称粘料，是胶黏剂的主要成分。有天然聚合物、合成聚合物

6、及无机物三大类。固化剂：是使液态基料通过化学反应，发生聚合、缩聚或交联反应，转变成高分子量固体，使胶接接头具有力学强度和稳定性的物质。不同的基料应选用固化快、质量好、用量少的固化剂。填料：是不参与反应的惰性物质，可提高胶接强度、耐热性、尺寸稳定性并可降低成本。其品种很多，如石棉粉、铝粉、云母、石英粉、碳酸钙、钛白粉、滑石粉等。各有不同效果，根据要求选用。增韧剂：能提高胶黏剂的柔韧性，降低脆性，改善抗冲击性等。稀释剂：降低胶黏剂的粘度，便于施工操作，有能参与固化反应的活性稀释剂和惰性稀释剂两种。偶联剂：具有能分别和被粘物及粘合剂

7、反应成键的两种基团，提高胶接强度。多为硅氧烷或聚对苯二甲酸酯化合物。稳定剂：为防止胶黏剂长期受热分解或贮存时性能变化的成分。2胶黏剂的特点2.1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。2.2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

8、面整体承受负荷而提高负载能力，延长了使用寿命。2.3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胶黏剂（adhesiv