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环氧树脂胶粘剂的简介

环氧类胶粘剂主要由环氧树脂和固化剂两大部分组成。为改善某些性能,满足不同用途还可以加入增韧剂、稀释剂、促进剂、偶联剂等辅助材料。由于环氧胶粘剂的粘接强度高、通用性强,曾有“万能胶”、“大力胶”之称,在航空、航天、汽车、机械、建筑、化工、轻工、电子、电器以及日常生活等领域得到广泛的应用。

环氧树脂胶粘剂

环氧树脂胶粘剂的分类

⑴按胶粘剂形态分类

无溶剂型胶粘剂、(有机)溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂(又可分为水乳型和水溶型两种)、膏状胶粘剂、薄膜状胶粘剂(环氧胶膜)等。

⑵按固化条件分类

1)冷固化胶(不加热固化胶)。又分为:

低温固化胶,固化温度<15℃;

室温固化胶,固化温度15—40℃。

2)热固化胶。又可分为:

中温固化胶,固化温度约80—120℃;

高温固化胶,固化温度>150℃。

3)其他方式固化胶,如光固化胶、潮湿面及水中固化胶、潜伏性固化胶等。

环氧树脂胶粘剂

⑶按胶接强度分类

1)结构胶,抗剪及抗拉强度大,而且还应有较高的不均匀扯离强度,使胶接接头在长时间内能承受振动、疲劳及冲击等载荷。同时还应具有较高的耐热性和耐候性。通常钢-钢室温抗剪强度>25MPa,抗拉强度≥33MPa。不均匀扯离强度>40kN/m。

2)次受力结构胶,能承受中等载荷。通常抗剪强度17—25MPa,不均匀扯离强度20—50kN/m。

3)非结构胶,即通用型胶粘剂。其室温强度还比较高,但随温度的升高,胶接强度下降较快。只能用于受力不大的部位。

⑷按用途分类

1)通用型胶粘剂。

2)特种胶粘剂。如耐高温胶(使用温度≥150℃)、耐低温胶(可耐—50℃或更低的温度)、应变胶(粘贴应变片用)、导电胶(体积电阻率10-3~10-4Ω·cm)、密封胶(真空密封、机械密封用)、光学胶(无色透明、耐光老化、折光率与光学零件相匹配)、耐腐蚀胶、结构胶等。

⑸其他分类

也可按固化剂的类型来分类,如胺固化环氧胶、酸酐固化胶等。还可分为双组分胶和单组分胶,纯环氧胶和改性环氧胶(如环氧-尼龙胶、环氧-聚硫橡胶胶、环氧-丁腈胶、环氧-聚氨酯胶、环氧-酚醛胶、有机硅环氧胶、丙烯酸环氧胶等)。

环氧树脂胶粘剂

环氧树脂胶粘剂的优缺点

环氧胶粘剂与其他类型胶粘剂比较,具有以下优点:

(1)环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧基,因而与金属、玻璃、水泥、木材、塑料等多种极性材料,尤其是表面活性高的材料具有很强的粘接力,同时环氧固化物的内聚强度也很大,所以其胶接强度很高。

(2)环氧树脂固化时基本上无低分子挥发物产生。胶层的体积收缩率小,约1%一2%,是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一。加入填料后可降到0.2%以下。环氧固化物的线胀系数也很小。因此内应力小,对胶接强度影响小。加之环氧固化物的蠕变小,所以胶层的尺寸稳定性好。

(3)环氧树脂、固化剂及改性剂的品种很多,可通过合理而巧妙的配方设计,使胶粘剂具有所需要的工艺性(如快速固化、室温固化、低温固化、水中固化、低粘度、高粘度等),并具有所要求的使用性能(如耐高温、耐低温、高强度、高柔性、耐老化、导电、导磁、导热等)。

(4)与多种有机物(单体、树脂、橡胶)和无机物(如填料等)具有很好的相容性和反应性,易于进行共聚、交联、共混、填充等改性,以提高胶层的性能。

(5)耐腐蚀性及介电性能好。能耐酸、碱、盐、溶剂等多种介质的腐蚀。体积电阻率1013—1016Ω·cm,介电强度16—35kV/mm。

(6)通用型环氧树脂、固化剂及添加剂的产地多、产量大,配制简易,可接触压成型,能大规模应用。

环氧胶粘剂的主要缺点——

(1)不增韧时,固化物一般偏脆,抗剥离、抗开裂、抗冲击性能差。

(2)对极性小的材料(如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等)粘接力小。必须先进行表面活化处理。

(3)有些原材料如活性稀释剂、固化剂等有不同程度的毒性和刺激性。设计配方时应尽量避免选用,施工操作时应加强通风和防护。

环氧树脂胶粘剂的注意事项

环氧树脂胶粘剂本身无毒,但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物,因此不少环氧树脂“有毒”,因此,国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径,保持环氧树脂“无毒”本色。需要改变绝大多数环氧树脂涂料为溶剂型涂料,含有大量的可挥发有机化合物(VOC),有毒、易燃,因而对环境和人体造成危害。

环氧树脂胶粘剂的鉴别方法

作为高性能、高附加值胶种,环氧树脂胶粘剂受到业内高度重视,但同时假冒伪劣也时常光顾。因此我们可以通过以下几种化学方法进行鉴别。

第1种方法:

将试样溶解于硫酸,再加入浓硝酸,倒入大量的氢氧化钠溶液中,如呈黄色,一般为环氧树脂。

第2种方法:

在树脂胶膜上滴5滴浓硝酸,放置几分钟之后将反应物移入试管,加入6ml丙酮然后再加入0.5mol/L的氢氧化钾乙醇溶液使其呈碱性,如果出现由红色变成紫色,则表明含有双酚A型的环氧树脂胶,这种方法同样直观;

第3种方法:

取胶膜或胶液0.5~1g,对苯二胺0.03g和去例子水8ml,煮沸8min,若是环氧树脂则溶液呈桃红色。

第4种方法:

取少量的胶膜于试管中,在甘油浴中加热到240~250度,试管口上用新配的5%亚硝基铁氰化物和5%吗啉水溶液润湿的试纸盖上,如果试纸呈现蓝色,则证明是环氧树脂。中国环氧树脂行业协会的这位专家介绍说,因为在这样的条件下纤维素没有反应。

最后1种方法原理是:

醇酸树脂改性的酚醛树脂胶可溶于含乙醇钾的溶剂中,3hr后凝胶。加水仅当环氧树脂存在时才发生沉淀,此沉淀可以用作分析试样。如果酚醛树脂和氨基树脂同时存在,可在盐酸存在下用蒸汽蒸馏8hr,加水分解后加溶剂(乙氧基乙醇)萃取,对萃取液进行分析。若是用芳香胺固化的环氧树脂,则芳香胺在加热时分解为酚,此时可鉴定酚加以确认。

 

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