胶粘剂基础知识及产品

胶粘剂基础知识培训内容：•••••••••胶粘剂基本概念有机硅胶粘剂环氧胶胶粘剂聚氨酯胶粘剂丙烯酸胶粘剂UV固化胶粘剂胶带热熔胶表面处理粘接技术的定义•粘接技术是借助胶粘剂将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。•粘接分为结构性粘接和非结构性粘接结构性粘接：将结构单元牢固地固定在一起的粘接现象。粘接非结构性粘接：主要指表面粘涂、密封和功能型粘接等。涂敷灌封密封粘接理论•机械理论：粘接主要是通过胶粘剂在两粘接面间形成机械互锁结构。胶粘剂粘接经表面打磨的致密材料效果要比表面光滑的致密材料好。（如金属表面处理前的喷沙）吸附理论吸附理论认为，粘接力的主要来源是分子间作用力：包括氢键力和范德华力。（聚氨酯分子极性强，能与很多材料表面形成氢键，其粘接面较广，对粘接面的洁净要求也较高。）•扩散理论扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子扩散产生的。（热塑性塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的结果。）胶粘剂一般术语•润湿胶粘剂和被粘物直接接触的过程。润湿效果不好润湿效果好•挤出率表征粘度的单位，在一定压力下一定直径的管中单位时间内挤出的胶粘剂的克数。在90psi气压下1/8inch的管口每分钟挤出胶水的克数，单位g/min•交联在分子间形成化学键，产生三维网络结构的过程。胶粘剂一般术语粘度液体的内摩擦绝对粘度又分为动力粘度和运动粘度。在我们胶粘剂的参数表示中，粘度用动力粘度来表示，单位为泊（ps）或厘泊（cps）。我们常用的单位还有帕·秒（Ｐa·s）和毫帕·秒（mＰa·s）。１Ｐa·s=1000mＰa·s=1000cps=10ps在我们润滑产品的参数表示中，粘度用运动粘度来表示，单位为厘斯（cSt）和平方米/秒（m2/s）。1cSt=10-6m2/s=1mm2/s动力粘度=运动粘度·密度胶粘剂一般术语•固化通过化学反应使胶粘剂具有强度性质的过程。•硬度表示它抵抗外力压入的能力，也就是说材料对刚性物压入时的阻力，它的大小反映出材料本身的软硬程度。邵氏硬度，一般常用等级为shoreD、A、00，软硬程度依次递减，00级别一般使用在凝胶类非常柔软的物体上，A级别类似橡胶带有弹性的软硬程度，D级别描述坚硬的物体。具体硬度以数字表示，如80D、20D、60A、3000等，同级别下数值越大表示越硬。级别之间没有转换的公式，一般可以认为90A≈20D•表干时间指将一个小的PE薄片（大约2cmx5cm）放置在胶粘剂的表面，拿开时表面不会有黑色的残胶。产品本身仍有粘性，但不会在PE薄片上留有痕迹。胶粘剂一般术语•拉伸强度在垂直于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所承受的拉伸力单位：MPa、kgf/cm2、psi1MPa=10.194kgf/cm2=145.033psi•剪切强度在平行于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所承受的剪切力。单位：MPa、kgf/cm2、psi1MPa=10.194kgf/cm2=145.033psi•剥离强度在规定的剥离条件下，使胶接试样分离时单位宽度所能随承受的载荷。单位：KN/mm、ppi1KN/mm=175ppi胶粘剂一般术语•介电强度是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。它定义为试样被击穿时，单位厚度承受的最大电压，表示为伏特每单位厚度。测定方法：通常采用短时间法,加在两电极间的电压从零开始以相同的速率上升,直至介质被击穿。单位：kV/mm、V/mil1kV/mm=25.374V/mil•体积电阻率指某材料单位厚度上的直流压降与单位面积上通过的电流之比。测定方法：将标准规格的试样置于两电极之间,60秒的时间内,加500伏特的电压并测量电阻，计算体积电阻率。单位：ohm.cm胶粘剂一般术语•玻璃化转变温度（Tg）是指高分子材料开始从玻璃态（刚性）向橡胶态（柔软）转变的温度。特别是对于环氧这类固化后比较坚硬的胶体，在电子行业中，一旦超过Tg点后，胶体的电性能会有所下降。•导热率：在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为1平方米的平行平面，若两个平面的温度相差1K，则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率，其单位为瓦特·米-1·开-1（W·m-1·K-1）。单位：W/（m·K）、kcal/（m·h·℃）1kcal/（m·h·℃）=1.16W/（m·K）胶粘剂一般术语•触变性在恒定剪切速率下粘度随时间增加而降低，且剪切停止后，粘度又恢复的现象称为触变性。例如：粥-放在碗里静止的时候看上去很稠，用筷子搅拌，会变得比较稀薄。•老化胶接件的性能随时间变化的现象。例如：发黄、变脆、形变、易剥离等。•内聚破坏胶接件破坏发生在胶粘剂或被粘物内部的现象。界面破坏胶粘剂和被粘物界面发生的破坏现象。内聚破坏界面破坏胶粘剂一般术语•适用期指配制的胶粘剂与密封剂能维持可使用性的时间。对单组分湿气固化的胶粘剂与密封剂，则是指将它挤出暴露在空气中适合涂布组装的最短时间。双组分胶粘剂的适用期一般指粘度增加一倍的时间。•催化剂中毒催化剂因与其它材料反应而失去反应活性。•温度冲击又称高低温交变试验high-lowtemperaturecyclestest，使胶接试样承受规定的高、低温周期交变后，检测其性能变化的试验。胶粘剂总述胶粘剂是六大高分子材料（胶粘剂、涂料、塑料、橡胶、纤维、高分子基复合材料）之一。按化学成分，胶粘剂主要分为：有机硅胶粘剂环氧树脂类胶粘剂丙烯酸类胶粘剂聚氨酯类胶粘剂合成橡胶类胶粘剂有机硅基础知识从砂子到有机硅酮石英砂金属级硅氯硅烷线性和环状的硅硐FluidPaintingResinRubberLatex有机硅基础知识有机硅产品的基本结构单元（即主链）是由硅－氧链节构成的，侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。如：二氯硅烷水解，然后缩聚成水及线形高分子，称聚硅氧烷或称硅酮。如同时加人一定量的三氯硅氧烷，则可形成体形交联结构。有机硅固化机理固化HOHOOHOHOHHO有机硅预聚物+固化剂（交联剂）=有机硅弹性体xxxx有机硅基础概念聚二甲基硅氧烷MethylHCH有机硅分子模型:聚二甲基硅氧烷(PDMS)OSiMeO1.64AMe低Tg,Tm,低模量等••O-Si-O健角大Si-O键能大自由旋转度大,热稳定性优•低旋转能:E(Si-O)=3.3kJ/mole,E(C-C)=13.8kJ/mole•PDMS主链被甲基(CH3)包覆憎水性低应力，低压缩变形性优越电气绝缘性优异的耐候性户外寿命＞20年低表面张力低表面能润湿性优生理惰性高透水气性耐油耐溶剂性差耐强酸碱性差耐磨性差机械性能差有机硅胶粘剂优越的高低温性能有机硅性能不易燃，燃烧几乎无有害物放出有机硅固化机理加成反应AdditionalCure有机硅聚合物+固化剂=固化后硅胶A+B=C特点：固化时不需要水气、不产生副产物，可在密闭环境下固化，可能产生固化抑制，或固化中毒。缩合反应CondensationCure有机硅聚合物+固化剂=固化后硅胶+副产物（气体）A+B≥C特点：固化时需要水气，产生副产物，不能在密闭环境下固化，不会产生固化抑制或固化中毒。有机硅粘胶胶粘剂固化机理单组分缩合固化反应双组分缩合固化反应固化时需要水气固化无须水气仅可用于薄层固化（一般6mm以下）适用于薄层和厚层固化室温或60℃/70%RH以下加热固化在室温下固化固化比较慢，3-5mm/24H固化较快不可用于密闭环境下固化不产生固化抑制，或固化中毒可用底漆增加接着力有机硅单组分、双组分缩合固化对比有机硅单组分缩合固化（A+B=C+D）单组分，室温，水气固化产品=有机硅聚合物+固化剂+催化剂-脱醇（酒精）型AlkoxytypeSiOH+MeOSi→Siloxane+MeOH如DC70913165314531407387397096744SE9186SE9186LSE9187L--脱酸AceticacidtypeSiOH+AcOSi→Siloxane+aceticacid如DC732730733734736脱肟型OximetypeHOSi+(Oxim)Si→Siloxane+oxime如DC7378888SE9590735有机硅双组分缩合固化双组分，室温固化主剂=有机硅聚合物（或有机硅聚合物+固化剂）固化剂（或催化剂）=固化剂+催化剂（或催化剂）-脱醇（酒精）型Alkoxytype常用产品3110、31203112有机硅单组分、双组分加成固化对比固化时不需水气，不产生副产物可以用于薄层，或厚层固化可用于密闭环境下固化可能产生固化抑制，或固化中毒双组分加成固化室温，或加热固化一般需要打底漆才能得到更好的粘接单组分加成反应必须加热固化为无打底型产品有机硅单组分加成固化单组分，加热固化产品=有机硅聚合物+固化剂+催化剂+抑制剂抑制剂用于控制固化反应，把催化剂包裹起来，加热的时候将催化剂提出，从而促进反应进行。常用产品866（ecu）、3-6611、3-6265、3-6876、SE1750SE4450JCR61016109DA65016503有机硅双组分加成固化双组分，室温或加热固化A组分或主剂=有机硅聚合物+铂（白金）催化剂B组分或固化剂=有机硅聚合物+固化剂+抑制剂常用产品160、170、EE1000、EE1100、184、186、3-4207、4150、cn8400、527、567、577、T-4,J,M-2有机硅双组分加成固化胶凝胶：6450（RI：1.54）弹性体:6122（35A1.4）6175(35A1.53)6550(52A1.54)6336(65A1.4)6301(70A1.4)6630（35D1.53）加成固化反应催化剂中毒加成固化反应抑制剂•含硫化合物(S)-硫磺,硫酸盐,亚硫酸盐,硫氢尿素•含氮化合物(N)-胺,酰胺,酰亚胺,叠氮化物,护手霜•有机酸(P)-焊锡膏(P)•合成胶,天然胶(S)-乳胶手套,手指头套,胶管•有机锡触媒(Ti)-烘过其他化学品的烘箱•氯化乙烯,环氧-胺硬化反应•不饱和碳氢化物加成固化反应催化剂中毒如何降低反应的抑制现象•界面的抑制现象-清洁被污染的表面(OS液体)-预先烘烤组装材料-涂上一道阻隔层-加入或使用促进剂•总体的抑制现象-更换底材-选择非白金触媒产品工业用粘接/密封剂工业用粘接/密封剂有机硅产品应用模具胶•3110、3120、3483,3496•T-4,J,M-2涂敷材料•含溶剂室温固化1-2577、1-2577LV、1-2620、1-2620LV•不含溶剂室温固化3-1753、3-1953、3-1965、LDC3140、3140、SE9187L•加热固化敷形材料Q1-4010、Q1-4105导热产品•导热粘接剂:单组分：SE4420、SE4422、SE9184、EA9189、SE4486—单组分湿气；SE4450--单组分加热双组分：3-6605、3-6642、SE4400、SE4410•导热膏体：DC340、SC102、TC5021，TC5022•导热垫片：TP1500，TP2100底涂/清洗剂•底涂剂1200、1205•溶剂/清洗剂OS-2,OS-10,OS-20,OS-30环氧胶粘剂环氧胶粘剂的组成•环氧树脂基体分子链两端具有环氧基，可与含有活泼氢的胺类和酸酐类化合物发生交联反应形成致密三维网状结构，从而使树脂固化物为热固性塑料（加热不熔；很难用溶剂溶解）。•固化剂（交联剂）常用的固化剂有机胺类和酸酐类固化剂。胺类固化剂一般能常温或低温固化，酸酐、芳香类固化剂常需要加热固化。酸酐、芳香类固化的环氧胶耐热性及强度较高，胺类固化剂毒性较酸酐类大。•添加剂•填料如硫酸钡环氧树脂双酚A型环氧树脂是最常用的环氧树脂，约占世界环氧树脂总量的75%-80%。双酚A型环氧树脂的R基团中含有两个苯环。环氧基和羟基有反应性，与固化剂交联反应形成致密的三维网状结构，使树脂固化物具有很好机械强度、耐化学性好、制品尺寸稳定性优和低伸缩率；醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和黏附力；醚键和C-C键使大分子具有一定的柔韧性；苯环赋予聚合物以耐热性和刚性。环氧胶粘剂固化环氧胶粘剂性能优点•高粘接性•固化收缩率小•