Transcript 热塑性树脂黏合剂

第八章 黏合剂
Chapter 8 Adhesives
Chemical Engineering Department
第二节 合成树脂黏合剂
二、热塑性树脂黏合剂
概 述
热固性树脂黏合剂
基料
含活泼官能团低聚物
热塑性树脂黏合剂
线型聚合物
使用方式
加热固化、固化剂固化
溶剂分散剂挥发、熔融体冷却
固化与硬化
固化：交联反应
硬化：物理过程，无交联
胶层结构
不溶熔体型结构
可溶熔线型结构
性能区别
刚性，耐热耐溶剂
韧性，耐热耐溶剂性差
用途区别
粘接强度大，结构胶
粘接强度低，非结构胶
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二、热塑性树脂黏合剂
 主要品种
丙烯酸乳液胶黏剂
丙烯酸酯类胶黏剂
聚醋酸乙烯酯乳液胶黏剂
反应型丙烯酸酯类胶黏剂
α-氰基丙烯酸酯胶黏剂
聚乙烯醇及其缩醛类胶黏剂
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（一）丙烯酸酯类胶黏剂
 概述
 １、丙烯酸酯乳液胶黏剂
 ２、反应型丙烯酸酯类胶黏剂
 ３、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂
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概 述
 丙烯酸酯类胶黏剂
 是由甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、α-氰基丙烯酸
酯或它们与其他烯类单体经聚合反应所得的胶
粘剂。
 分类
 按其组成来分
※丙烯酸酯胶粘剂
※ α-氰基丙烯酸酯胶粘剂
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概 述
 分类
 按胶层形成特点分：
※非反应性丙烯酸酯胶粘剂：主要是以热塑性聚
丙烯酸酯或丙烯酸酯与其它单体的共聚物为主
体。胶接时靠溶剂或分散相的挥发及溶剂在被
粘物中的扩散和渗透而使胶层固化的——硬化。
※反应性丙烯酸酯胶粘剂：以各种丙烯酸酯单体
或分子末端具有丙烯酰基的聚合物作为主体的
胶粘剂。胶接时靠化学反应而使胶层固化——
固化。
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概 述
 特点与应用
 广泛的粘附特性
※胶接所有的金属、非金属；
 反应性丙烯酸酯胶粘剂：具有胶接牢固、使用方
便、固化速度快、安全（基本无毒、无污染、无
着火危险）、能耗低等优点
※发展迅速的高效能胶粘剂→瞬干胶、厌氧胶、光
敏胶和结构胶使用。
 非反应性丙烯酸酯胶粘剂：
※压敏胶、热熔胶和接触型乳液胶等。
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１、丙烯酸酯乳液胶黏剂
（1）主要用途
 无纺布、织物、植
绒、聚氨酯泡沫材
料、地毯背衬
（2）乳液聚合原理
（3）生产工艺过程




配料
聚合
调胶
应用（植绒）
高位槽
丙烯酸酯
混合单体
N-羟甲基丙烯
酰胺水溶液
配料加料系统
回流冷凝系统
引发剂
乳化剂
去离子水
蒸汽
单体滴加法
回流
反
应
釜
冷凝水
出料
贮水罐
下水道
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热固性改性单体
CH2
CH
CH2
CO-O-CH2CH2CH2OH
CO-O-CH2CH2OH
丙烯酸羟丙酯
丙烯酸羟乙酯
CH3
CH2
C
CH3
CH2
CO-O-CH2CH2OH
甲基丙烯酸羟乙酯
CH2
N-羟甲基丙烯酰胺
C
CO-O-CH2CH2CH2OH
甲基丙烯酸羟丙酯
CH
CO-NH-CH2OH
CH
CH2
CH3
CH3
C
C
CH2
CO-O-CH2CH2-O-OC
二甲基丙烯酸乙二醇酯
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改性后的热固性结构（体型）
CH3
CH2
C
CH2
CH n
n
CO-O-CH2CH2CH2OH
CO-O-CH2CH2OH
CH3
CH2
C
n
CO-O-CH2CH2CH2OH
CH2
CH3
CH3
C
C
CH2
CO-O-CH2CH2-O-OC
CH2
CH
n
CO-NH-CH2OH
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静电植绒简介
 静电植绒是利用电荷同性相斥异性相吸的物理特
性 , 使绒毛带上负电荷 , 把需要植绒的物体放在
零电位或接地条件下 , 绒毛受到异电位被植物体
的吸引 , 呈垂直状加速飞升到需要植绒的物体表
面上 , 由于被植物体涂有胶粘剂 , 绒毛就被垂直
粘在被植物体上 , 因此静电植绒是利用电荷的自
然特性产生的一种生产新工艺 .
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2、反应型丙烯酸酯类胶黏剂
 胶黏剂组成：双组分
 单体、高分子弹性体、引发剂、阻聚剂
 固化方式及原理
 接触固化，自由基共聚反应
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含活泼官能团单体
CH3
CH2
C
CO-O-CH2CH2OH
甲基丙烯酸羟乙酯
CH2
CH
CO-O-CH2CH2CH2OH
丙烯酸羟丙酯
CH2
CH3
CH3
C
C
CH2
CO-O-CH2CH2-O-OC
CH2
CH
CO-NH-CH2OH
N-羟甲基丙烯酰胺
二甲基丙烯酸乙二醇酯
CH2
CH
CO-NH-CH2-O-C4H9
N-丁氧甲基丙烯酰胺
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3、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂
（1）概述
 瞬干胶：固化速度极快，主要成分是α-氰基丙
烯酸酯（甲、乙、丙、丁酯）
 固化反应：阴离子聚合
CN
CH2 C COOR
A–
C COOR
CN
CH2
CH2 C COOR
CN
A CH2 C CH2 C COOR
COOR
C COOR
A–
CN
CN
A CH2
CN
CN
nCH2
C COOR
高聚物
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（1）概述
 优点
①能在室温以接触压力实现快速胶结，便于
流水作业生产；
②为无溶剂的一液型胶，使用方便；
③对多种材料具有良好的胶结强度；
④粘度低，单位面积耗胶量少；
⑤电气绝缘性好，与酚醛塑料相当；
⑥无毒，能用于人体组织的胶结；
⑦胶层无色透明，耐油性、气密性好。
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（1）概述
 缺点
①耐热性差。α-氰基丙烯酸甲酯的使用温度低于
100℃，而α-氰基丙烯酸乙酯仅为70 ~80℃；
②耐水、耐湿、耐极性溶剂性较差；
③胶层较脆，不耐冲击，尤以胶结刚性材料时更为
明显；
④贮存期较短，一般为半年左右，贮存条件要求较
严；
⑤若不添加增黏、增稠物质，它对多孔性材料（如
木材等）难以胶结或胶结效果不佳；
⑥固化迅速，不宜用于大面积胶接；
⑦具有刺激性臭味及弱催泪性
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（2）单体合成
n CH2O + n CH2(CN)COOR
碱性催化剂
缩聚
CN
CH2 C n
COOR
+
nH2O
CN
CN
CH2 C n
COOR
加热裂解
n CH2
C
COOR
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（3）胶黏剂的制备
 为了配制成便于贮存和使用的胶黏剂，必
须在-氰基丙烯酸酯单体中加入其它辅助
成分。
 水：<0.5%；
 稳定剂：酸性物质，常用二氧化硫（用量为单
体重量的0.0006%），也可用醋酸铜、五氧化
二磷、对甲苯磺酸、二氧化碳等。
——防止阴离子聚合
 阻聚剂：对苯二酚等（用量为单体重的0.01～
0.05%）。
——防止自由基聚
合
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（3）胶黏剂的制备
 增稠剂： -氰基丙烯酸酯-低黏度的液体，
0.001～0.003Pa·s↑2Pa·s。高分子聚合物
做增稠剂，常用的有聚甲基丙烯酸甲酯、氰
基丙烯酸酯—马来酸二炔丙酯共聚物、丙烯
酸甲酯─丙烯腈共聚物等。如添加5～10%的
聚甲基丙烯酸甲酯（分子量约30万）能使黏
度显著提高，而胶接强度无明显下降。
 增塑剂：提高韧性，磷酸三甲酚酯、邻苯二
甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二
乙酯等。若在合成单体时已加，就可不加。
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（4）胶黏剂的应用
 应用：胶接塑料、橡胶、金属、玻璃、陶瓷、
木材、皮革等，具有“万能瞬间胶黏剂”之称：
——电气工业、机械工业中广泛用于铭牌安装、
部件组合、固定螺丝等胶接工序；
——工艺美术方面用于玉石雕刻件的胶接，还
用于玩具的制作、修理，教学仪器及昆虫标本
的制作、家庭日用品的修复等方面，
——医学上用来代替缝合和止血等，在力学试
验中用于应变片的粘贴。
——国外还有用于人造板二次加工方面，但国
内由于原料成本较高，在木材工业尚未使用。
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（二）聚醋酸乙烯酯乳液胶黏剂
 概述
 PVAc乳液，俗称白乳胶
 我国PVAc乳液近年消费量仅次于脲醛树脂胶，
居第二位。
 应用领域
☆纸品加工
☆木材加工
☆家具组装
☆卷烟接嘴
☆建筑装璜
☆织物粘接
☆铅笔生产
☆印刷装订
☆汽车内装饰
☆工艺品制造
☆皮革加工
☆标签固定
☆瓷砖粘贴
☆乳胶漆制造
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1、生产工艺
 醋均乳液的生产：单体滴加法
醋酸乙烯酯
配料加料系统
聚乙烯醇
10% K2S2O8
水溶液
回流冷凝系统
NaHCO3、DBP
乳化剂OP-10
蒸汽
去离子水
溶
解
釜
高位槽
过滤
回流
反
应
釜
冷凝水
出料
贮水罐
下水道
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2、影响乳液质量的因素
（1）引发剂
 类型：水溶性过氧化物，如过硫酸钾、过硫酸铵、过氧
化氢等，用量为单体重量的0.1-1%。工业上常使用过
硫酸铵（室温下水中溶解度20%以上，过硫酸钾则为
2%）。
 用量：引发剂用量↑→聚合度↓
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2、影响乳液质量的因素
（2）乳化剂
 常用类型：阴离子型和非离子型（PVA）
 用量：乳化剂用量↑→胶束数目↑、粒子小。
（3）聚合温度
 温度↑→聚合度↓
（4）其他条件





单体质量的影响
增塑剂的影响
用水量的影响
搅拌强度的影响
原料滴加条件
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（三）聚乙烯醇及缩醛类胶黏剂
1、聚乙烯醇及制备
 不能由乙烯醇直接聚
合，以聚醋酸乙烯酯
为原料制备
 牌号规格
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（三）聚乙烯醇及缩醛类胶黏剂
2、聚乙烯醇缩醛
 聚乙烯醇缩甲醛—合成胶水，维尼纶（PVFM）
 聚乙烯醇缩丁醛（PVB）—安全夹层玻璃胶粘
剂
◆所谓夹层玻璃，是在两层普通
玻璃之间夹入一层聚乙烯醇缩丁
醛薄膜胶片，当外层玻璃受到冲
击发生破裂时，碎片被胶粘住，
只形成辐射状裂纹，不致因碎片
飞散造成人身伤亡事故。它主要
用于汽车风挡、船舶、飞机、火
车及高层建筑等。
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