粘合劑主要成分的超詳細(xì)介紹

膠黏劑的組成因其原料的來源和用途不同而存在很大差異。天然膠黏劑的組成比較簡(jiǎn)單，多為單組分；而合成膠黏劑則較為復(fù)雜，除了起基本粘接作用的物質(zhì)之外，為了滿足特定的使用功能還需要加入各種配合劑。例如，為了加速固化、縮短粘接時(shí)間、降低反應(yīng)溫度，可以加入催化劑、促進(jìn)劑等；加入防老劑則能夠提高耐大氣老化、熱老化、臭氧老化等；加入填料不僅可以增加強(qiáng)度，還可以降低成本；而增塑劑或增韌劑的加入則能夠降低膠層剛性，增加韌性；稀釋劑的加入則可以降低黏度、改善施工性能。

一般來講，膠黏劑包括主料、輔料和助劑等部分。其中主料主要有黏料（膠料）和固化劑，有了這兩種原料，膠黏劑就能起到一般的粘接作用。當(dāng)然，對(duì)于有些膠黏劑來說，在一定的外部條件下，無固化劑也能固化，如升高溫度。輔料與助劑主要包括：促進(jìn)劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑、稀釋劑、防老劑、阻聚劑、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、光敏劑、消泡劑、防腐劑、填充劑、溶劑等。除膠料是必不可少的外，其余的組分要視具體要求而定。

主料

（1）膠料　

膠料也稱為基料或黏料，是使兩個(gè)被粘物結(jié)合在一起時(shí)起主要作用的組分，它決定著膠黏劑的基本性能?？捎米髂z黏劑的膠料的有天然高分子化合物、改性天然高分子化合物、合成高分子化合物、有機(jī)化合物、無機(jī)化合物等多種。

①天然高分子化合物

可用于配制膠黏劑的天然高分子化合物有淀粉、糊精、桃膠、阿拉伯樹膠、骨膠、皮膠、明膠、魚膠、蟲膠、植物蛋白、酪素、血粉、松香、瀝青、天然橡膠等。

②改性天然高分子化合物

一些天然高分子化合物經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)改性，可以用作膠黏劑的膠料，如硝酸纖維素、醋酸纖維素、羧甲基纖維素、松香酚醛樹脂、改性淀粉、氯化橡膠等。

③合成高分子化合物

合成高分子化合物是膠黏劑當(dāng)中性能最好、用量最多的膠料，包括合成樹脂、合成橡膠、熱塑性彈性體等。

④有機(jī)化合物

有些合成膠黏劑的主要成分并不是高分子化合物或預(yù)聚體，而是低分子的有機(jī)化合物（或稱為單體），但最終產(chǎn)物是高分子化合物，瞬間膠黏劑和厭氧膠黏劑便屬于此類。

⑤無機(jī)化合物

硅酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、氧化鎂、氧化鋅等無機(jī)化合物能夠配制無機(jī)膠黏劑，無機(jī)膠黏劑具有獨(dú)特的耐高溫性能。

（2）固化劑　

對(duì)于某些類型的膠黏劑，固化劑對(duì)膠黏劑的性能有著重要的影響，應(yīng)根據(jù)膠黏劑中黏料的類型、粘接件的性能要求、具體的工藝方法、環(huán)保問題、健康危害和價(jià)格等選擇較為理想的固化劑。

固化劑又叫硬化劑、熟化劑，是膠黏劑中最主要的配合材料。它直接或者通過催化劑與主體聚合物進(jìn)行反應(yīng)，在較短的時(shí)間內(nèi)能將可溶、可熔的線型結(jié)構(gòu)高分子化合物轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗?、不熔的體型結(jié)構(gòu)，同時(shí)，固化劑參與化學(xué)反應(yīng)而成為固化物的一部分。固化劑分子的引入，使分子間距離、形態(tài)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等都發(fā)生了顯著變化。對(duì)于一些樹脂如環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂等固化劑是不可缺少的。

輔料與助劑

（1）促進(jìn)劑

凡能加快膠黏劑固化反應(yīng)速率的物質(zhì)，均可稱為促進(jìn)劑。促進(jìn)劑的加入能加速膠黏劑中主體聚合物與固化劑反應(yīng)、縮短固化時(shí)間、降低固化溫度、減少固化劑用量以及調(diào)節(jié)膠黏劑中樹脂的固化速率。同時(shí)，促進(jìn)劑的加入還可改善物理機(jī)械性能。例如：DMP-30可使環(huán)氧-聚硫-低分子聚酰胺膠黏劑低于15℃也能固化；2-乙基-4-甲基咪唑可降低雙氰胺固化環(huán)氧樹脂的溫度。

（2）增塑劑與增韌劑

①增塑劑

增塑劑是一類能增加膠黏劑的流動(dòng)性，并使膠膜具有柔韌性的高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性液體或低熔點(diǎn)的固體。增塑劑的黏度低、沸點(diǎn)高，因而能增加樹脂的流動(dòng)性，有利于浸潤(rùn)、擴(kuò)散和吸附。增塑劑一般不與膠黏劑的主體成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以認(rèn)為它是一個(gè)惰性的樹脂狀或單體狀的“填料”，在固化過程中有從體系中離析的現(xiàn)象，靠削弱聚合物分子間力的物理作用來減低脆性，增加韌性，但膠黏劑膠膜的剛性、強(qiáng)度、熱變形溫度都會(huì)出現(xiàn)下降。增塑劑與膠黏劑的組分必須有良好的相容性，以保證膠黏劑性能穩(wěn)定耐久。常用的增塑劑有：鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二戊酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯等。

②增韌劑

增韌劑是一種含有活性基團(tuán)、能與樹脂發(fā)生作用的化合物，能與膠料起反應(yīng)成為固化體系的一部分，但固化后又不完全相容，有時(shí)甚至還要分相。增韌劑能改進(jìn)膠的剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、低溫性能和柔韌性。增韌劑的活性基團(tuán)直接參加膠料反應(yīng)，既能改進(jìn)膠黏劑的脆性、開裂等缺陷，又不影響膠黏劑的主要性能，同時(shí)還能提高膠的沖擊強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。如端羧基液體丁腈橡膠（CTBN）就是環(huán)氧樹脂優(yōu)良的增韌劑，環(huán)氧樹脂-CTBN體系120℃固化后剝離強(qiáng)度為4.4～13.2kN/m，剪切強(qiáng)度27～41MPa。常用的增韌劑有如下幾種：不飽和聚酯樹脂、聚硫橡膠、丁腈橡膠、液體丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯等。

（3）稀釋劑與溶劑

①稀釋劑

稀釋劑是一種能降低膠黏劑黏度的易流動(dòng)液體。加入稀釋劑可以使膠黏劑具有良好的浸透力，能提高濕潤(rùn)性、改善膠黏劑的工藝性、降低膠黏劑的活性，從而延長(zhǎng)膠黏劑的使用期。稀釋劑大致分為兩類，即能參與固化反應(yīng)的活性稀釋劑和只發(fā)生物理混合的揮發(fā)或不揮發(fā)的非活性稀釋劑。活性稀釋劑的分子中含有活性基團(tuán)，在稀釋膠黏劑的過程中要參加反應(yīng)，并有氣體逸出，能夠改善膠黏劑的某些性能?；钚韵♂寗┒嘤糜诃h(huán)氧樹脂膠黏劑中，其他類型的膠黏劑使用較少。非活性稀釋劑在稀釋過程中不參加反應(yīng)，僅達(dá)到機(jī)械混合和降低黏度的目的。加入稀釋劑后可以加入更多的填料，以改變膠黏劑性能，也能降低成本。

②溶劑

是指能夠降低某些固體或液體分子間力，而使被溶物質(zhì)分散為分子或離子的液體，是溶劑型膠黏劑不可缺少的組分。一般的有機(jī)溶劑都有一定的毒性、易燃性、易爆性，對(duì)環(huán)境有污染，對(duì)安全有隱患。因此，溶劑型膠黏劑正逐步受到限制。溶劑在橡膠膠黏劑中用得較多，在其他膠黏劑中用得極少。它的作用與非活性稀釋劑的作用基本相同，只是在稀釋的程度上有所差別。在膠黏劑中加入不同的溶劑，膠黏劑的黏度不同，物理性能也不同。

（4）填料

填料是膠黏劑重要的配合劑之一，對(duì)于改進(jìn)膠黏劑的性能和降低產(chǎn)品成本有著十分重要的作用。具有補(bǔ)強(qiáng)、增稠、增容、阻燃、耐磨、增大硬度、降低收縮性、減少熱膨脹系數(shù)，增加導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、觸變性，提高耐水性、耐熱性、耐老化性、延長(zhǎng)適用期等多種功能。一般情況下，填料不與膠料、固化劑等組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其主要作用如下。

①提高力學(xué)性能

常用的填料，如金屬粉末、金屬氧化物等均可提高膠黏劑的壓縮強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性，降低收縮率。但也會(huì)降低膠黏劑的某些性能，如剝離強(qiáng)度等。橡膠中加入炭黑、白炭黑、碳酸鈣等可提高拉伸強(qiáng)度、硬度和耐磨性。②賦予膠黏劑新的功能　膠黏劑中加入銀粉制成導(dǎo)電膠；用羰基鐵粉制造導(dǎo)磁膠；用銅、鋁粉作填料，改善膠黏劑的導(dǎo)熱性；環(huán)氧樹脂中加入鉻酸鋅，可提高強(qiáng)度的保持率，在填料中加50%的三氧化銻，可增強(qiáng)抗氧化破壞能力；加入Zr（SiO3）2可降低環(huán)氧樹脂的吸水性；加入氣相SiO2可改善膠黏劑的觸變性，改善工藝操作性能。

③減小接頭應(yīng)力

固化反應(yīng)經(jīng)常是放熱反應(yīng)，填料可以防止局部過熱；粘接過程多數(shù)情況產(chǎn)生固化收縮，填料可以調(diào)節(jié)收縮，如脲醛樹脂中加入面粉生產(chǎn)粘接板時(shí)，可以提高膠液的黏度，防止膠液向木材內(nèi)過度浸透，造成缺膠和透膠。④改善操作工藝　膠黏劑可以通過填料增稠獲得觸變性，可以調(diào)節(jié)固化速率，延長(zhǎng)使用壽命，利于操作施工。填料用量要適當(dāng)，既要提供相應(yīng)的功能，又要保證膠黏劑配方的整體優(yōu)越性。在調(diào)膠配方中，填料會(huì)使膠黏劑的黏度增大，操作困難，膠液混合不勻，膠黏劑與被粘物的浸潤(rùn)性變差，導(dǎo)致粘接強(qiáng)度降低。

（5）偶聯(lián)劑

在粘接過程中，為了使膠黏劑和被粘物表面之間形成一層牢固的界面層，使原來直接不能粘接或難粘接的材料之間通過這一界面層使其粘接力提高，這一界面層的成分稱為偶聯(lián)劑。

（6）其他助劑

為滿足某些特殊要求，改善膠黏劑的某一特性，有時(shí)還加入一些特定的添加劑。加入防老劑以提高耐大氣老化性；加入防霉劑以防止細(xì)菌霉變；加入增黏劑以增加膠液的黏附性和黏度；加入阻聚劑以提高膠液的貯存性；加入阻燃劑以使膠層不易燃燒，提高粘接制品的耐燃性。它們不是必備的組分，依據(jù)配方主成分的特性和膠黏劑的要求而定。