第三章 典型膠黏劑生產技術

第三章典型膠黏劑生產技術第一節(jié)環(huán)氧樹脂膠黏劑什么是環(huán)氧樹脂膠黏劑？環(huán)氧樹脂是指分子中平均含有一個以上環(huán)氧基而分子量不高的聚合物。它是一種膠接性能好、耐腐蝕，且電絕緣性能和機械強度都很高的熱固性樹脂。它具有許多優(yōu)良的性能，對金屬和非金屬都有很好的膠接效果，所以環(huán)氧樹脂有“萬能膠”之稱。

1.1.環(huán)氧樹脂膠黏劑概述環(huán)氧樹脂膠黏劑的特性

（1）膠接力強、機械強度高；（2）固化過程中收縮率小；（3）可室溫固化，也可高溫固化；（4）使用溫度范圍大。-60~150℃。1.2.環(huán)氧樹脂分類環(huán)氧樹脂品種繁多，按其化學結構和環(huán)氧基的結合方式分為一下幾類：（1）縮水甘油醚類（2）縮水甘油酯類（3）縮水甘油胺類（4）脂肪族環(huán)氧化合物（5）脂環(huán)族環(huán)氧化合物（6）混合型環(huán)氧樹脂按室溫下樹脂的狀態(tài)分為：液態(tài)環(huán)氧樹脂：可用作澆注料、無溶劑膠黏劑和涂料。固態(tài)環(huán)氧樹脂：相對分子質量較大的單純環(huán)氧樹脂，一種熱塑性的固態(tài)低聚物?？捎米魅軇┬屯苛?、粉末涂料和固態(tài)成型材料等。環(huán)氧樹脂按其主要組成物質分類代號環(huán)氧樹脂類型E二酚基丙烷環(huán)氧樹脂ET有機鈦改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂EG有機硅改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂F(xiàn)酚醛多環(huán)氧樹脂B丙三醇環(huán)氧樹脂IQ脂肪族縮水甘油酯J間苯二酚環(huán)氧樹脂D聚丁二烯環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂命名命名原則：在基本名稱之前加上型號?；久Q仍采用我國已有習慣名稱：“環(huán)氧樹脂”

環(huán)氧樹脂以一個或兩個漢語拼音字母與兩個阿拉伯數(shù)字作為型號，表示類別及品種。主要組成物質名稱代號環(huán)氧基平均值基本名稱改性物質名稱代號或“-”××××××××型號1.3環(huán)氧樹脂主要性能指標1.環(huán)氧值：每100克環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基物質的量。2.環(huán)氧當量：含有一克當量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。

3.黏度：液體或半流體流動難易的程度4.軟化點：物質軟化的溫度稱軟化點,主要指無定形聚合物開始變軟的溫度。5.揮發(fā)分：100g樹脂中低分子雜質、易揮發(fā)成分含量。6.熱變形溫度：HDT最常用的環(huán)氧樹脂是雙酚A同環(huán)氧氯丙烷反應制造的雙酚A二縮水甘油醚，即雙酚A型環(huán)氧樹脂.在環(huán)氧樹脂中，它原料易得，成本最低，因而產量最大。國內約占環(huán)氧樹脂總產量的90%，世界約占環(huán)氧樹脂總產量75%~

80%，被稱為通用型環(huán)氧樹脂。1.4雙酚A型環(huán)氧樹脂1.4.1工藝流程程二酚基丙丙烷NaOH（10%)環(huán)氧氯丙丙烷縮合反應應洗滌分離（減壓蒸蒸餾）脫脫水成品調節(jié)雙酚A和環(huán)氧氧氯丙烷烷用量比比，可得得到相對對分子質質量不同的環(huán)環(huán)氧樹脂脂。液態(tài)雙酚A環(huán)氧樹脂脂：平均相相對分子子質量較較低，平平均聚合合度n=0~1.8。。當n=0~1時時，室溫溫下為液液體，如如E-51,E-44.當n=1~1.8時，，為半固固體，軟軟化點>55℃。。如E-31。。環(huán)氧樹脂脂本身是是熱塑性性線型結結構的化化合物，，不能直直接作膠黏劑劑使用，，必須加加入固化化劑并在在一定條條件下進進行固化化交聯(lián)反應應，生成成不溶（（熔）體體型網狀狀結構，，才有有實際應應用價值。。因此，，固化劑是環(huán)氧樹樹脂膠黏黏劑必不不可少的的組分。1.4.2環(huán)環(huán)氧樹脂脂膠粘劑劑用助劑劑（1）環(huán)氧樹脂脂固化劑劑常用環(huán)氧氧樹脂固固化劑有有脂肪胺胺、脂環(huán)環(huán)胺、芳芳香胺、、聚酰胺胺、酸酐酐、樹脂脂類、叔叔胺，另另外在光光引發(fā)劑劑的作用用下紫外外線或光光也能使使環(huán)氧樹樹脂固化化。常溫或低低溫固化一般般選用胺胺類固化化劑，加溫固化化則常用用酸酐酐、芳芳香類類固化化劑。。（a））、胺胺類固固化劑劑胺類固固化劑劑包括括脂肪肪族胺胺類、、芳香香族胺胺類和和改性性胺類類，是是環(huán)氧氧樹脂脂最常常用的的一類類固化化劑。。（b））、酸酸酐類類固化化劑酸酐類類如順順丁烯烯二酸酸酐、、鄰苯苯二甲甲酸酐酐等都都可以以作為為環(huán)氧氧樹脂脂的固固化劑劑。固固化后后樹脂脂有較較好的的機械械性能能和耐耐熱性性，但但由于于固化化后樹樹脂中中含有有酯鍵鍵，容容易受受堿侵侵蝕。。酸酐酐固化化時放放熱量量低，，適用用期長長，但但必須須在較較高溫溫度下下烘烤烤才能能完全全固化化。（c））、合合成類類固化化劑有許多多合成成樹脂脂，如如酚醛醛樹脂脂、氨氨基樹樹脂、、醇酸酸樹脂脂、聚聚酰胺胺樹脂脂等都都含有有能與與環(huán)氧氧樹脂脂反應應的活活潑基基團，，能相相互交交聯(lián)固固化。。這些些合成成樹脂脂本身身都各各具特特性，，當它它們作作為固固化劑劑使用用引入入環(huán)氧氧結構構中時時，就就給予予最終終產物物某些些優(yōu)良良的性性能。。（2））促進劑劑（3）增增韌劑劑非活性性增韌韌劑活性增增韌劑劑（4））稀釋釋劑（5））填料料（6））偶聯(lián)聯(lián)劑練習：：1、寫寫出二二酚基基丙烷烷在氫氫氧化化鈉作作用下下與環(huán)環(huán)氧氯氯丙烷烷反應應的方方程式式。2、如如何對對環(huán)氧氧樹脂脂膠黏黏劑進進行改改性？？第二節(jié)節(jié)聚聚氨酯酯膠粘粘劑聚氨酯酯膠黏黏劑(PolyurethaneAdhesive)是指指在分分子鏈鏈中含含有氨氨基甲甲酸酯酯基團團(——NHCOO——)和和/或或異氰氰酸酯酯基(—NCO)的的膠黏黏劑。。它具具有優(yōu)優(yōu)異的的性能能，且且應用用領域域廣泛泛。德德國Bayer公司司的聚氨氨酯膠膠黏劑劑專家家GunterFestel指指出：：聚氨氨酯膠膠黏劑劑的多多樣性性幾乎乎為每每一種種粘接接難題題都準準備了了解決決的方方法。。1.聚氨酯酯膠黏黏劑的的特點點（1））優(yōu)點點①聚氨酯酯膠黏黏劑因因含有有極性性很強強、化化學活活潑性性很高高的異氰酸酸酯基基和氨氨酯基基，它它與含含有活活潑氫氫的材材料，，如泡泡沫塑塑料、木木材、、皮革革、織織物、、紙張張、陶陶瓷等等多孔孔材料料和金金屬、、玻璃、、橡膠膠、塑塑料等等表面面光潔潔的材材料都都有著著優(yōu)良良的化化學膠膠接力。。②調節(jié)聚聚氨酯酯樹脂脂的配配方可可控制制分子子鏈中中軟緞緞與硬硬段比例及及結構構，制制成不不同硬硬度和和伸長長率的的膠黏黏劑。。③可加熱熱固化化，也也可以以室溫溫固化化。④固化屬屬于加加聚反反應，，沒有有副產產物產產生，，因此此不易易使膠膠合層層產生生缺陷陷。⑤低溫和和超低低溫性性能特特別優(yōu)優(yōu)良，，超過過所有有其他他類型型的膠膠黏劑劑。其其膠合合層可可在-196℃，甚至至-253℃下使使用。。⑥具有良良好的的耐磨磨、耐耐水、、耐油油、耐耐溶劑劑、耐耐化學學藥品品、耐耐臭氧氧及防防霉菌菌等性性能。。（2））缺點點在高溫溫、高高濕下下易水水解而而降低低膠合合強度度。無論是是異氰氰酸酯酯膠黏黏劑，，還是是聚氨氨基甲甲酸酯酯膠黏黏劑，，都需要異氰氰酸酯單體體。異氰酸酯是一大類含含有異氰酸酸基（—N=C=O）的的有機化合合物。異氰氰酸酯基由由于其累積積雙鍵和碳原子兩兩邊的電負性很大大的氮氧原子子作用，使使之具有很很高的反應活活性，能與與絕大多數(shù)數(shù)含活潑氫氫的物質發(fā)發(fā)生反應。。2.聚氨氨酯膠黏劑劑的原料（1）.異異氰酸酯酯常用的異氰氰酸酯主要要有芳香族族類和脂肪肪類兩種。。芳香族類的主要有：：TDI（（2,4—甲苯二二異氰酸酯酯或2,6—甲苯苯二異氰酸酯酯）、MDI（二苯苯基甲烷-4,4’二異異氰酸酯））、NDI（（1,5—萘二異異氰酸酯））、PAPI（多亞亞甲基多苯苯基多異氰酸酯））等；脂肪族類的主要有：：HDI（（六亞甲基基二異氰酸酸酯）、HMDI（（二環(huán)己基基甲烷-4,4’-二異異氰酸酯））、IPDI（異佛佛爾酮二異異氰酸酯））等。（2）.聚聚酯多元醇醇大部分為二二官能度。。一般要求酸酸值為0.3~0.5mgKOH/g為宜。聚酯多元醇醇易于吸濕濕，貯運應應避免大氣氣中水分進進入。為了減少可可逆反應，，溫度不應應超過120℃。（3）.聚聚醚多元元醇是端羥基的齊聚物，，主鏈上的的烴基由醚醚鍵連接。。是以低分子量的多元醇、、多元胺或或含活潑氫氫的化合物物為起始劑，，與氧化烯烴在催化劑作作用下開環(huán)環(huán)聚合而成成。（4）.助助劑催化劑主要需用NCO/OH反應催化劑劑和NCO/H2O反應催化劑劑。（1）有機錫類催催化劑：此類催化劑劑催化NCO/OH反應比催化化NCO/H2O反應強，聚聚氨酯膠黏黏劑制備時時大多采用用此類催化化劑。（2）叔胺類催化化劑：此類催化劑劑對促進與水的的反應特別有效。。一般用于制制備聚氨酯酯泡沫塑料料，發(fā)泡型型聚氨酯膠膠黏劑以及低溫固化化型、潮氣氣固化型聚聚氨酯膠黏黏劑。（4）.助助劑溶劑為了調整聚聚氨酯膠黏黏劑的黏度度，便于工工藝操作，，在聚氨酯膠黏劑劑的制備或或使用過程程中，經常常要采用溶劑。聚氨酯膠黏黏劑用的有機溶劑必須是“氨酯級溶劑劑”，基本上不含水水、醇等活活潑氫的化化合物。聚氨酯膠黏黏劑用的溶劑純度比一般工業(yè)業(yè)品高。聚氨酯膠黏黏劑采用的的溶劑通常常包括酮類類（如甲乙乙酮、丙酮）、芳芳香烴（甲甲苯）、二二甲基甲酰酰胺、四氫氫呋喃等。。溶劑的選擇可根根據(jù)聚氨酯酯分子與溶溶劑的溶解原則：溶度參數(shù)相相近、極性相似以及溶劑本本身的揮發(fā)發(fā)速度等因因素來確定。。聚氨酯膠黏黏劑常用溶溶劑物理性性質溶劑溶度參數(shù)SP沸點，℃相對密度折射率甲苯8.85110.60.8661.4967二甲苯8.79135-1450.860—丙酮9.4156.50.78991.3591甲乙酮9.1979.60.80611.3790環(huán)己酮10.05155.60.94781.4507四氫呋喃9.1566.00.88921.4070二氧六環(huán)10.24101.11.03291.4175二甲基甲酰胺12.09153.00.94451.4269注：聚氨酯酯溶度參數(shù)SP為10。（一）.異異氰酸酯酯與活潑氫氫化合物的的加成反應應異氰酸酯基基（—N=C=O）是是一個高度度的不飽和基，對許多化化合物有很很高的活性，加成反應很容易進行行。當—N=C=O與親核試劑如醇類、酚類、胺類、酸類、水以及次甲甲基化合物物反應時，這些含活潑氫的親核試劑很容易向正碳離子進攻而完成成加成反應。3、異氰氰酸酯主要要化學反應應（1）異氰酸酯與與羥基化合合物的反應應異氰酸酯與聚醚多元醇醇、聚酯多多元醇等反反應生成氨基甲酸酯酯。是聚氨酯合合成中最常常見的反應應。（2）異氰酸酯與與含胺基化化合物的反反應多異氰酸酯酯和胺類反應速度很快，這是胺類化合物物作為聚氨酯膠黏黏劑固化劑的化學基礎。所以，胺類化合物物常被用來作作聚氨酯膠黏黏劑的交聯(lián)固化劑劑。（3）異氰酸酯與與水反應異氰酸酯與水反應先生成成不穩(wěn)定的氨基甲酸，氨基甲酸分解成胺和二氧化碳。在過量異氰酸酯存存在下，進進一步反應生成取代脲。此反應是聚聚氨酯預聚聚體濕固化化膠黏劑