聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑
聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑(107膠)是聚乙烯醇與甲醛在酸性介質(zhì)中進(jìn)行縮合反應(yīng)而得的一種無(wú)色透明水溶性膠體,含固量一般為10%,pH值7~8。該產(chǎn)品從20世紀(jì)80年代初期在我國(guó)開(kāi)發(fā)應(yīng)用以來(lái),因其原料易得、價(jià)格低廉、使用方便而廣泛用于建筑、裝飾、涂料、紙加工、纖維加工等領(lǐng)域。在建筑上主要用于墻布、墻紙與墻面的粘貼,室內(nèi)涂料的膠料、外墻裝飾的膠料及室內(nèi)地面涂層膠料。
107膠粘結(jié)性能好,粘結(jié)強(qiáng)度≥0.9MPa;穩(wěn)定性好,在10℃以上環(huán)境中儲(chǔ)存不發(fā)生變化,但在低溫下容易成凍膠;此外還具有不燃、黏度小、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是固含量低、黏度低、耐水性不夠高、耐寒性不夠好。此外,107膠含有大量的游離甲醛,嚴(yán)重危害人體健康,國(guó)家已明令禁用。
107膠的替代品是108膠(甲醛含量極低),這是一種建筑萬(wàn)能膠,在粘接各種涂塑壁紙、瓷磚、內(nèi)墻噴涂、外墻噴涂、滾涂、刷涂、粘面、噴粘沙、水磨石等方面均大量使用。在水泥或水泥砂漿中滲入適量108膠可以顯著改善砂漿的粘接性、加強(qiáng)彈性。用108膠制作的彩色地面光滑明亮,行走富有彈性感,有人造地板之稱(chēng)。
環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑(簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)氧膠粘劑或環(huán)氧膠)由主劑(環(huán)氧樹(shù)脂組分)和固化劑兩大部分組成,為改善某些性能,滿(mǎn)足不同用途還可以加入增韌劑、稀釋劑、促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑等輔助材料。環(huán)氧膠具有粘結(jié)力強(qiáng)、收縮小、穩(wěn)定性高、耐化學(xué)腐蝕、電絕緣、耐水、耐油以及不含揮發(fā)性溶劑,不需加壓即可固化,且固化收縮率低,耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。在建筑工程中,環(huán)氧膠用于鋼鐵制品、鋁、玻璃、陶瓷、木材、塑料、皮革、水泥制品、纖維材料等多種材料的粘結(jié),是應(yīng)用最廣的膠種之一。環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的缺點(diǎn)是耐熱性不高,耐候性、尤其是耐紫外線(xiàn)性能差,對(duì)聚乙烯、聚四氟乙烯、硅樹(shù)脂、硅橡膠等塑料的膠結(jié)性較差。
通常,環(huán)氧膠是以主劑和固化劑分開(kāi)的雙組分包裝形式提供應(yīng)用。在環(huán)氧樹(shù)脂中配合固化劑,固化成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化物并將兩種被粘物體牢牢粘結(jié)為一整體,隨時(shí)間推移,黏度上升,經(jīng)過(guò)適用期達(dá)到不能使用為止。這種雙組分混合使用的方法存在以下問(wèn)題:
(1)增加了包裝和貯運(yùn)的麻煩;
(2)雙組分膠粘劑使用時(shí),混合比例的準(zhǔn)確性和均一性將影響粘接強(qiáng)度;
(3)在樹(shù)脂和固化劑混合后使用時(shí)間短;
(4)配置的膠液若不能及時(shí)用完會(huì)造成浪費(fèi);
(5)由于黏度隨時(shí)間上升,改變了操作工藝性,不能用于自動(dòng)粘接。
聚醋酸乙烯酯膠粘劑又稱(chēng)白乳膠,是由醋酸乙烯單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得到的一種白色、黏稠液體熱塑性膠,含固量一般為50%,pH值4~6。
白乳膠價(jià)格低廉、配制方便、固化較快、生產(chǎn)容易、使用方便、粘接強(qiáng)度高、無(wú)毒無(wú)害、無(wú)環(huán)境污染、不易燃易爆。缺點(diǎn)是耐寒性和耐熱性比較差,最佳使用溫度為20~50℃,低溫使用時(shí)乳液易凍結(jié)破乳發(fā)生凝結(jié);耐機(jī)械穩(wěn)定性差,儲(chǔ)存期較短;乳液成膜固化后質(zhì)脆,耐沖擊性差,且容易開(kāi)裂,即韌性差。
白乳膠屬于通用型膠粘劑,內(nèi)聚力低,主要用于承受力不太大的膠結(jié)中,如木材加工、建筑裝潢、織物粘合、包裝材料、印刷裝訂等領(lǐng)域中多孔材料的粘接。建筑工程中廣泛用于粘結(jié)各種墻紙、木材、皮革等,也可以加入水泥等填料后用來(lái)粘結(jié)混凝土、水泥制品、玻璃、陶瓷等。
酚醛樹(shù)脂膠粘劑(簡(jiǎn)稱(chēng)酚醛膠)是以酚醛樹(shù)脂為基料配制而成的,具有優(yōu)良的耐熱性、耐老化性、耐水性、耐溶劑性、電絕緣性以及很高的粘結(jié)強(qiáng)度。酚醛樹(shù)脂膠粘劑需高溫、高壓固化,固化時(shí)氣味較大,所以通常用其他高分子化合物改性后使用。
未改性酚醛膠主要用于膠粘木材,制造耐水膠合板、航空膠合板、船舶板、車(chē)廂板、高級(jí)刨花板等,還可生產(chǎn)鎂碳耐高溫磚。改性酚醛樹(shù)脂膠粘劑用作結(jié)構(gòu)膠粘劑,粘接金屬與非金屬,制造蜂窩結(jié)構(gòu)、剎車(chē)片、砂輪、復(fù)合材料等。改性酚醛樹(shù)脂膠粘劑的不足之處是耐水、耐潮性能較差,耐久性也不理想,主要用于臨時(shí)性粘結(jié),如定位用等,以及非結(jié)構(gòu)粘結(jié),不宜大面積使用;較脆、剝落強(qiáng)度低,粘結(jié)剛性材料時(shí)不耐震動(dòng)和沖擊。
聚氨酯膠粘劑(簡(jiǎn)稱(chēng)聚氨酯膠)是以多異氰酸酯或聚氨甲酸酯為基料的一類(lèi)粘合劑,因?yàn)楫惽杷狨セ桶滨セ臉O性、化學(xué)活潑性很強(qiáng),因此,有著良好的化學(xué)粘接力。聚氨酯膠可以粘結(jié)多孔性材料,如泡沫塑料、陶瓷、木材、織物等,還可以粘接多種金屬、無(wú)機(jī)材料、塑料、橡膠和皮革等,是一種適用范圍很廣的膠粘劑。
聚氨酯膠具有優(yōu)良的耐水、耐低溫、耐臭氧和防霉菌性、柔韌性好、粘結(jié)強(qiáng)度大、可在常溫下固化。缺點(diǎn)是耐高溫性較差,所含異氰酸酯基具有毒性、易揮發(fā)、氣味大、固化較慢。
聚氨酯膠粘劑按使用方式可分為單組分和雙組分兩種。單組分聚氨酯膠粘劑較雙組分的明顯優(yōu)點(diǎn)是:其使用不需進(jìn)行化學(xué)計(jì)量計(jì)算,而且不需要添加其他交聯(lián)劑,只利用空氣和基材表面的水就可以固化產(chǎn)生粘結(jié)作用,因此,在建筑上使用比較普遍。雙組分聚氨酯膠粘劑通常由甲、乙兩個(gè)組分組成,使用前按一定的比例配制即可;通�?墒覝毓袒�,也可以加熱固化;其最終粘合強(qiáng)度比單組分膠粘劑大,可以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)膠粘劑的要求。
氯丁橡膠膠粘劑(簡(jiǎn)稱(chēng)氯丁膠),是以氯丁橡膠為基料,另加入其他樹(shù)脂、增稠劑、填料等配制而成。氯丁膠也是應(yīng)用較廣的膠種之一,建筑上常用在水泥混凝土、水泥砂漿地面上,以及墻面上粘貼塑料或橡膠制品等。
氯丁膠的主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1)主體材料本身具有彈性高、柔性好的特點(diǎn),因此,膠層有很好的可撓曲性、抗震和抗蠕變性,可適應(yīng)動(dòng)態(tài)條件下的粘合和不同膨脹系數(shù)材料之間的粘合;
(2)固化速度快,粘合后內(nèi)聚力迅速提高,初粘力高;
(3)氯丁膠由于極性強(qiáng),對(duì)大多數(shù)材料都有良好的粘合力;
(4)具有較好的耐燃性、耐油性和耐溶劑性。
氯丁膠的缺點(diǎn)是強(qiáng)度不高、耐熱性也不太好、具有徐變性、易老化、低溫性能不良、耐寒性較差(使用溫度要求在10℃以上)。此外,有研究顯示,接觸氯丁膠的工人會(huì)發(fā)生接觸性皮膚色素消失;膠或者蒸汽易刺激眼睛和呼吸道,長(zhǎng)時(shí)間吸入可發(fā)生肺部疾患、影響神經(jīng)系統(tǒng)、損害肝臟等。鑒于氯丁膠不滿(mǎn)足環(huán)保需要,其發(fā)展將受到很大制約。
丙烯酸酯膠粘劑在20世紀(jì)70年代被推出,由于丙烯酸酯聚合物是飽和化合物,所以對(duì)熱、光化學(xué)、氧化分解具有良好的耐受性,即穩(wěn)定性好。另外,因具有與其他許多乙烯基單體容易共聚的特性,所以可以改善聚合物的物性,并且丙烯酸酯可由乳液、溶液、懸浮聚合法進(jìn)行均聚及共聚。
丙烯酸類(lèi)膠粘劑原料來(lái)源廣泛、容易制備、耐久性好、低溫性能好、粘接性能好、粘附力強(qiáng)、耐紫外光、耐老化、保色性能好、基本無(wú)毒無(wú)污染、制造及貯運(yùn)時(shí)無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)。
改性丙烯酸酯膠粘劑以其優(yōu)異的性能占據(jù)了較大的市場(chǎng)。與環(huán)氧膠、聚氨酯膠等其他膠種相比較,其主要優(yōu)勢(shì)為:
(1)室溫快速固化,一般為幾分鐘至幾十分鐘;
(2)可以低溫固化,甚至可以在0。C以下固化;
(3)適用于大多數(shù)金屬和非金屬材料的粘接;
(4)對(duì)于被粘接材料的表面處理要求不嚴(yán)格,甚至可以油面粘接;
(5)對(duì)雙組分的混合比例要求不嚴(yán)格;
(6)粘接強(qiáng)度高。
改性丙烯酸酯膠粘劑存在的問(wèn)題是:固化速度快、耐熱性和耐候性不夠理想、有氣味和毒性。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量研究工作,不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,使改性丙烯酸酯膠的性能有了明顯的改善:固化速度短至十幾秒鐘,慢的長(zhǎng)至180min;耐熱性可達(dá)到200℃;脆性有所改善,沖擊強(qiáng)度達(dá)到14.8J/cm²;開(kāi)發(fā)了無(wú)味產(chǎn)品。
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