第八章 黏合剂 Chapter 8 Adhesives 第四节 特种黏合剂
第四节 特种黏合剂 一、压敏胶 二、热熔胶 三、厌氧胶 第四节 特种黏合剂 一、压敏胶 二、热熔胶 三、厌氧胶
二、热熔胶 Hot Melt Adhesives
主要参考阅读书目 石军,李建颖. 热熔胶黏剂实用手册. 北京:化学工业出版社,2004.5 向明,蓝方,陈宁. 热熔胶黏剂. 北京:化学工业出版社,2002.10 王孟钟,黄应昌. 胶黏剂应用手册. 北京:化学工业出版社,2002 程时远,李盛彪,黄世强编著.胶粘剂/新领域精细化工丛书.北京:化学工业出版社,2001.1
(一)概述 1、热熔胶定义 热熔胶粘剂(Hot Melt Adhesive) :简称热熔胶,通常在室温下呈固态,加热熔融状态下进行涂布,借冷却固化实现粘接. 热熔胶条、胶块、胶粒 医用热熔压敏胶 压敏胶的组成-胶粘带是胶粘剂中特殊类型,即将胶液涂于基材上加工成带状并制成卷盘供应的,包括溶剂活化型胶粘带、加热型胶粘带和压敏胶粘带。例如医学上日常用的橡皮膏和电气绝缘胶即属于压敏胶粘带.
(一)概述 2、热熔胶的特点 优点 (1)胶接迅速; (2)不含溶剂; (3)对人体无害,运输、保管方便; (4)可反复熔化胶接,重复使用; (5)可胶接多种材料; (6)耐化学药品性强,电性能好; (7)光泽和光泽保持性良好,屏蔽性卓越;
(一)概述 2、热熔胶的特点(续) 缺点 热熔胶涂布机 热熔胶枪 (1)耐热性较差,一般都低于100℃(通常为50-100℃); (2)热稳定性不高,有的在200℃以上会降解; (3)要配备相应的熔融设备; (4)粘度较高,润湿性较差,不适宜于大面积的胶合; (5)受气候影响较大,如冬季润湿性较差,夏季固化变慢等。 热熔胶枪
(一)概述 3、热熔胶的类型 EVA热熔胶 PA热熔胶 松香 (1)天然热熔胶,如石蜡、松香、沥青等; (2)合成热熔胶,如PE、PP、共聚烯烃EVA、聚酰胺PA、聚酯PET、聚氨酯PU等。 EVA热熔胶 PA热熔胶 松香
(一)概述 4、热熔胶的应用
4、热熔胶的应用(续)
4、热熔胶的应用(续)
4、热熔胶的应用(续)-书籍装订 热熔胶条
4、热熔胶的应用(续)-铝塑PP-R复合管材
(二)热熔胶的组成 1、基本聚合物 作用:使胶具有必要的胶接强度和内聚强度。 种类:热塑性树脂 (1)聚烯烃及其共聚物,如乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂(EVA),低分子量聚乙烯(PE),乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂(EEA),乙烯、丙烯、1--丁烯的无规共聚物(APAO)等。 (2)热塑性弹性体,如丁基橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)等。 (3)纤维素衍生物,聚酰胺树脂(PA)、聚酯树脂(PET)和聚氨酯树脂(PU)等。 ◆ 应用最多的是EVA共聚树脂及聚酰胺树脂、聚酯树脂等
(二)热熔胶的组成(续) 2、增黏剂 作用: 降低热熔胶的熔融黏度,提高其对被胶接物的润湿性和初黏性,以及调整胶的耐热温度及晾置时间。 用量: 基本聚合物重量的20-150%。 种类: (1)松香及其衍生物,又可分为三类:松香(有脂松香、木松香、浮油松香等)、改性松香(有氢化松香、歧化松香、聚合松香等)、松香脂(有松香甘油酯等)。 (2)萜烯树脂及其改性树脂。 (3)石油树脂,常用C5和C9的石油树脂。 (4)热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯等。
(二)热熔胶的组成(续) 3、蜡类 作用:降低热熔胶的熔点和熔融黏度,改善胶液流动性和润湿性,提高胶接强度、防止热熔胶结块和降低成本。 用量:基本聚合物重量的30%。 种类: (1)烷烃石蜡:熔点50-70℃,分子量280-560; (2)微晶石蜡:熔点65-105℃,分子量450-700,价格较高,提高热熔胶的柔韧性、胶接强度、热稳定性和耐寒性等优于烷烃石蜡,但防结块能力低于烷烃石蜡; (3)合成蜡:熔点100-120 ℃,分子量1000至一万,相容性好,良好的化学稳定性、热稳定性和电性能,效果最好。
(二)热熔胶的组成(续) 4、填料 作用:降低热熔胶的收缩性,防止对多孔性被胶接材料的过度渗透,提高热熔胶的耐热性和热容量,延长可操作时间,降低成本。 种类: 常用的有碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、粘土、滑石粉、碳黑等。
(二)热熔胶的组成(续) 5、增塑剂 作用:加快熔融速度、降低熔融黏度,改善润湿性,提高热熔胶的柔韧性和耐寒性。 用量:少量或不加。 种类: 常用的有邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等。
(二)热熔胶的组成(续) 6、抗氧化剂 7、其他助剂 作用:防止热熔胶氧化和热分解。 种类: 常用的有2,6-二叔丁基对甲苯酚(BHT)等。 7、其他助剂 提高热熔胶的耐寒性、柔性、抗冲击力、抗蠕变性和橡胶弹性等,可加入少量的异丁橡胶及其他合成橡胶等。 加入无规聚丙烯或沥青来降低成本,增加粘性。
(三)EVA热熔胶的生产制备 1、EVA热熔胶的主要成分及作用
(三)EVA热熔胶的生产制备 2、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂的生产 英文:Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer 合成原理:乙烯和醋酸乙烯酯自由基共聚 聚合方法:高压本体聚合法、溶液聚合法和乳液聚合法。一般EVA热熔胶是利用本体聚合法生产,再制成粒状、条状等以供使用。
(三)EVA热熔胶的生产制备 3、EVA热熔胶的制造方法和设备 熔融混合法,包括间歇法和连续法两种; (1)间歇法:釜式生产工艺; 特点:效率低,所生产热熔胶的熔融黏度不宜过高,要求其组分热稳定性好,否则易产生热氧化降解。
(三)EVA热熔胶的生产制备 3、EVA热熔胶的制造方法和设备(续) (2)连续法:挤出法生产工艺; 挤出法生产设备 特点:效率高,各组分混合时间短,胶料受热氧化影响少,不易热氧化降解,产品质量均一、稳定。 挤出法生产设备 螺杆挤出机:单螺杆挤出机最常用
(三)EVA热熔胶的生产制备 4、EVA热熔胶的生产 (1)熔融混合釜间歇生产 配方: EVA树脂:100份; 松香聚酯:25-125份(以60-90份为宜) 石油衍生的微晶蜡或石蜡:40-120份(以70-80份为宜) 生产工艺 称料→按顺序加入混合釜→混合釜熔融混炼→胶料成型→冷却→分切包装。 操作步骤 ⊕称取一定质量的松香聚酯和石蜡,放入备有搅拌器的不锈钢釜中,搅拌下通过油浴将反应物加热到275-285℃; ⊕将反应物熔化并成为均匀的混合物(约需1-1.5h); ⊕加入EVA树脂,搅拌混合,使反应物重新成为均匀的熔融体,不含任何块状物; ⊕冷却,分切即得EVA热熔胶。
(三)EVA热熔胶的生产制备 4、EVA热熔胶的生产(续) (2)挤出成型生产法 原料→混合→造粒→挤条→切割→包装 生产工艺 根据使用和热熔涂胶器的要求,热熔胶可加工成型为:粒、片、短柱、块、棒、带、膜、网、绳、丝、粉、糊状等。 ——生产工艺:原料→混合→造粒→挤条→切割→包装 ——主要设备:混合机、造粒机、切割机、挤条机等; ——主要工艺参数:螺杆挤出机的温度控制、螺杆转速、牵引和切割速度控制,冷却水温等。