胶粘剂_伤城文章网
精细化学品概论第九章胶粘剂第一节 概述人们使用胶黏剂有着悠久的历史。早在2000多年前，秦朝 人以糯米浆与石灰制成的灰浆用作长城基石的胶黏剂。 古埃及人从金合欢树中提取阿拉伯胶，从鸟蛋、动物骨骼 中提取骨胶，从松树中收集松脂制成胶黏剂，还用白土与 骨胶混合，再加上颜料，用于棺木的密封及涂饰。 最早使用的合成胶黏剂是酚醛树脂。1909年实现了工业化， 主要用于胶合板的制造。后来随着高分子材料的出现又出 现了脲醛树脂、丁腈橡胶、聚氨酯、环氧树脂、聚醋酸乙 烯酯、丙烯酸树脂等。一、胶粘剂定义及其发展概况胶粘剂的概念：胶粘剂是一种靠界面作用（化学力或物理力） 胶粘剂的概念：胶粘剂是一种靠界面作用（化学力或物理力） 的概念 把各种固体材料牢固的粘接在一起的物质， 把各种固体材料牢固的粘接在一起的物质，又叫粘接剂或胶合 剂，简称“胶”。 简称“ 胶粘剂的应用领域非常广泛，涉及建筑、包装、航天、 胶粘剂的应用领域非常广泛，涉及建筑、包装、航天、航 空、电子、汽车、机械设备、医疗卫生、轻纺等国民经济 电子、汽车、机械设备、医疗卫生、 的各个领域。 的各个领域。如在人造卫星的结构中采用结构胶粘剂代替金 属焊接，节重1 kg就有近十万元的经济效益。现状：20世纪30年代，从酚醛树脂开始进入合成胶粘剂时代， 目前世界合成胶粘剂品种已达5000余种，总产量超过1000万吨 ，销售额年均增长5%。产量水系胶占45%，热熔胶占20%，溶 剂胶占15%，反应型胶占10%，其它10%。 发展方向：快固化、单组分、高强度、耐高温、无溶剂、低粘 度、不污染、省能源、多功用等各具特点的胶粘剂。 合成技术：利用分子设计开发高性能品种，采用接枝、共聚、 掺混、互穿网络聚合物等技术改善胶粘剂的性能。9.1.2 胶粘剂的分类 .1.2（1）按基料的化学成分将胶粘剂分为三大类型： a.天然材料： 动物胶：骨胶、皮胶等。 植物胶：淀粉、糊精、阿拉伯树胶、天然树脂胶、天然橡胶等。 矿物胶：矿物蜡、沥青。 b.合成高分子材料包括合成树脂型，合成橡胶型和复合型三大类。 合成树脂又分热塑型和热固型。热塑型有烯类聚合物、聚氯酯、聚醚 、聚酰胺、聚丙烯酸酯等。热固型有环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺-甲 醛树脂等。 合成橡胶型主要有氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶等。 复合型主要有酚醛-丁腈胶、酚醛-氯丁胶、酚醛-聚氨酯胶、环氧-丁 腈胶等。 c.无机材料有热熔型如焊锡、玻璃陶瓷等，水固型如水泥、石膏等，硅酸 盐型及磷酸盐型。（2）按形态、固化反应类型分类 ）按形态、分为溶剂型、乳液型、反应型（热固化、紫外线固化、湿气固 化等）、热熔型、再湿型以及压敏型（即粘附剂）等。 ① 溶剂（分散剂）挥发型：有溶液型和水分散型。 溶液型包括有机溶剂型如氯丁橡胶、聚乙酸乙烯酯，水溶剂型 如淀粉、聚乙烯醇；水分散型如聚乙酸乙烯酯乳液。 ② 反应型：包括一液型和二液型。一液型有热固型（环氧树脂 、酚醛树脂），湿气固化型（氰基丙烯酸酯、烷氧基硅烷、尿 烷），厌氧固化型（丙烯酸类），紫外线固化型（丙烯酸类、 环氧树脂）；二液型有缩聚反应型（尿素、酚），加成反应型 （环氧树脂、尿烷），自由基聚合型（丙烯酸类）。（2）按形态、固化反应类型分类 ）按形态、③ 热熔型：是一种以热塑性塑料为基体的多组分混合物，如聚 烯类、聚酰胺、聚酯。室温下为固状或膜状，加热到一定温度 后熔融成为液态，涂布、润湿被粘物后，经压合、冷却，在几 秒钟甚至更短时间内即可形成较强的粘接力。 ④ 压敏型（粘附剂）：有可再剥离型（橡胶、丙烯酸类、硅酮 ）和永久粘合型。在室温条件下有粘性，只加轻微的压力便能 粘附。 ⑤再湿型：包括有机溶剂活性型和水活性型（淀粉、明胶、聚 已烯醇）。在牛皮纸等上面涂敷胶粘剂并干燥，使用时用水和 溶剂湿润胶粘剂，使其重新产生粘性。9.1.3 胶粘剂的组分及其作用胶粘剂主要由基料、固化剂和促进剂、偶联剂、稀释剂、填料、 增塑剂与增韧剂及其他组分（添加剂）组成。基料：是胶粘剂的主要成分，大多为合成高聚物，起粘 合作用，要求有良好的粘附性与湿润性。9.1.3 胶粘剂的组分及其作用固化剂和促进剂：固化剂是胶粘剂中最主要的配合材料， 它直接或者通过催化剂与主体聚合物反应，固化结果是把 固化剂分子引进树脂中，使分子间距离、形态、热稳定性 、化学稳定性等都发生了明显的变化。使树脂由热塑型转 变为网状结构。促进剂是一种主要的配合剂，它可加速胶 粘剂中主体聚合物与固化剂的反应，缩短固化时间、降低 固化温度。9.1.3 胶粘剂的组分及其作用 ③ 偶联剂：能与被粘物表面形成共价键使粘接界面坚固。 ④ 稀释剂：用于降低胶粘剂的粘度，增加流动性和渗透 性。分非活性和活性稀释剂。非活性稀释剂一般为有机溶 剂，如丙酮、环己酮、甲苯、二甲苯、正丁醇等。活性稀 释剂是能参加固化反应的稀释剂，分子端基带有活性基团 ，如环氧丙烷苯基醚等。 ⑤ 填料：无机化合物如金属粉末、金属氧化物、矿物等。 改善树脂的某些性能，例如可降低树脂固化后的收缩率和 膨胀系数，提高胶接强度和耐热性，增加机械强度和耐磨 性等。9.1.3 胶粘剂的组分及其作用 ⑥ 增塑剂与增韧剂：增塑剂一般为低粘度、高沸点的物质， 如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、亚磷酸三苯酯等 ，因而能增加树脂的流动性，有利于浸润、扩散与吸附，能 改善胶粘剂的弹性和耐寒性。增韧剂是一种带有能与主体聚 合物起反应的官能团的化合物，在胶粘剂中成为固化体系的 一部分，从而改变胶粘剂的剪切强度、剥离强度、低温性能 与柔韧性。 其他组分： ⑦ 其他组分：添加剂、防老化剂、防霉变剂、阻聚剂、阻燃剂 、着色剂等9.1.4 胶粘剂的粘合理论简介 胶黏剂和物体接触，首先润湿表面，然后通过一定 的方式链接两个物体并使之具有一定的机械强度的过程 称为胶接。此过程可用不同的方式来实现（物理、化学） 但都必须经过一个便于浸润的液态或类液态向高分子固 态转变的过程。 （1）机械锚合理论 （2） 吸附理论 （3） 扩散理论 （4） 静电理论机械理论胶黏剂必须渗入被粘物表面的空隙内，并排除其界 面上吸附的空气，才能产生粘接作用。 胶黏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，因为：机械镶嵌；形成清洁表面； 生成反应性表面；表面积增加。由于打磨确使表面 变得比较粗糙，可以认为表面层物理和化学性质发 生了改变，从而提高了粘接强度。吸附理论吸附理论认为，粘接是由两材料间分子接触和界面力产 生所引起的；粘结力主要来源于氢键力、范德华力等分 子间作用力。 胶黏剂与被粘物的连续接触的过程叫润湿，要使胶黏剂 润湿固体表面，胶黏剂的表面张力应小于固体的临界表 面张力。 胶黏剂浸入固体表面的凹陷与空隙就会形成良好的润湿， 但如果凹处被架空，便减少了胶黏剂与被粘物的实际接 触面积，降低接头的粘接强度。 获得良好润湿的条件是胶黏剂比被粘物的表面张力底。扩散理论扩散理论认为，粘接是通过胶黏剂与被粘物界面上 分子扩散产生的，当胶黏剂和被粘物都具有能够运 动的长链大分子聚合物时，扩散理论基本适用。 扩散理论主要用来解释聚合物之间的粘接，无法解 释聚合物与金属粘接的过程。静电理论又称双电层理论，由于在胶黏剂与被粘物界面上形 成双电层而产生静电引力，即相互分离的阻力。 当胶黏剂从被粘物上剥离时有明显的电荷存在，则 是对该理论有力的证实。 静电理论无法解释性能相同或相近的聚合物之间的 粘接。弱边界层理论认为当粘接破坏被认为是界面破坏时，实际上往往 是内聚破坏或弱边界层破坏。 弱边界层来自胶黏剂、被粘物、环境或三者之间的 任意组合。 如果杂质集中在粘接界面附近，并与被粘物结合不 牢，在胶黏剂和被粘物内部都可出现弱边界层。当 发生破坏时，尽管多数发生在胶黏剂和被粘物界面， 但实际上是弱边界层的破坏。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺4.2.5 环氧树脂胶粘剂环氧树脂胶粘剂是一类由环氧树脂基料、固化剂、 稀释剂、促进剂和填料配制而成的工程胶粘剂。 环氧树脂胶粘剂是性能极为优异的胶粘剂品种， 特别是它环境适应性强、粘着力强、环保性好等 特点，使其受到人们的广泛重视，应用范围极广。环氧树脂胶粘剂具有以下优点： 环氧树脂胶粘剂具有以下优点：（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具有很强的粘接力，胶接强度很高。 （2）胶层的体积收缩率小，约1％~2％，是热固性树脂中固化收缩率最小 的品种之一，环氧固化物的线胀系数也很小，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。环氧树脂胶粘剂配方组成：（课本） 环氧树脂胶粘剂配方组成：（课本） ：（课本 主要由环氧树脂 固化剂及辅助材料组成 环氧树脂、 组成。 主要由环氧树脂、固化剂及辅助材料组成。（1）环氧树脂 环氧树脂是一个分子中含有两个以上环氧 基团的高分子化合物的总称。不能单独使用， 基团的高分子化合物的总称。不能单独使用，只有和固化 剂混合后才能固化交联成热固性树脂，起到粘接作用。 剂混合后才能固化交联成热固性树脂，起到粘接作用。 有胺类（如乙二胺、三亚甲基四胺、 （2）固化剂 有胺类（如乙二胺、三亚甲基四胺、低分 子量聚酰胺）及改性胺类（ 593固化剂等 固化剂， 固化剂等） 子量聚酰胺）及改性胺类（如593固化剂等）固化剂， 酸酐类（ 70酸酐等 固化剂，聚硫醇固化剂， 酸酐等） 酸酐类（如70酸酐等）固化剂，聚硫醇固化剂，聚合物 如脲醛树脂、酚醛树脂等）固化剂， 型（如脲醛树脂、酚醛树脂等）固化剂，潜伏型固化剂 若按固化温度可分为室温固化剂、 等。若按固化温度可分为室温固化剂、中温固化剂和高 温固化剂。 温固化剂。常用的促进剂有DMP-30、苯酚、脂肪胺、2（3）促进剂 常用的促进剂有 ） 、苯酚、脂肪胺、 乙基-4-甲基咪唑等，各种促进剂都有一定的选择范围， 乙基 甲基咪唑等，各种促进剂都有一定的选择范围，应 甲基咪唑等 加以选择。 加以选择。 非活性稀释剂有丙酮、甲苯、乙酸乙酯、 （4）稀释剂 非活性稀释剂有丙酮、甲苯、乙酸乙酯、正 ） 丁醇等，加入量为树脂质量的5%~10%。另一种为参与固 丁醇等，加入量为树脂质量的 。 化反应的稀释剂―活性稀释剂，常用的有环氧丙烷丁基醚、 化反应的稀释剂 活性稀释剂，常用的有环氧丙烷丁基醚、 活性稀释剂 环氧丙烷苯基醚、二缩水甘油醚等， 环氧丙烷苯基醚、二缩水甘油醚等，用量不超过环氧树脂 的20%。 。（5）增塑剂 增加树脂的流动性，降低树脂固化后的脆性，并 ） 能提高抗弯和冲击强度。常用的有邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、 邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、亚磷酸三苯酯等。加入热塑性聚 酰胺、聚氨酯、丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶、聚硫橡胶等，也 可以改善环氧树脂的脆性，增加韧性，加入量为环氧树脂质量 的5%~20%。 （6）填料 降低成本，改善胶粘剂的许多性能，如降低热膨胀 系数和固化收缩率，提高粘接强度、耐热性、耐磨性等，同时 还可以增加胶液的黏度及改善触变性等。常用的有：石英粉， 各种金属粉如铁粉，石棉粉，玻璃纤维，水泥，碳酸钙，陶土， 滑石粉，石墨，白炭黑，改性白土等。环氧树脂的合成与改性P2274.2.3 聚氨酯胶粘剂在主链上含有氨基甲酸酯基（NHCOO－）的胶粘剂称为聚 氨基胶粘剂。由于结构中含有极性基团－NCO，提高了对 各种材料的粘接性，能常温固化，并具有很高的反应性。 胶膜坚韧，耐冲击，耐低温，耐磨，耐油，广泛用于粘接 金属、木材、塑料、皮革、陶瓷、玻璃等。生产工艺：一般按如下流程进行生产： （1）生产工艺：一般按如下流程进行生产：n COOH HOOC OH+ (n+1) HO缩聚O H O H2 C 4 O C H2 C 4O C O n H2 C 4 OH H2 C 聚酯多元醇OCN 加入二异氰酸酯NCOor聚氨酯树脂OCNNCO加入溶剂（如丙酮，丁酮）、助剂 聚氨基胶粘剂（2）聚氨酯乳液胶粘剂： ）聚氨酯乳液胶粘剂：合成自乳化聚氨酯乳液胶粘剂的生产工艺流程： 合成自乳化聚氨酯乳液胶粘剂的生产工艺流程：2-羟甲基丙酸 聚醚，TDI（甲苯二异氰酸酯） 预聚反应 引入亲水单体 溶剂 产品 扩链 扩链剂 中和，分散 降粘水，碱9.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺热固性高分子胶粘剂―― ――三醛胶 9.2.1 热固性高分子胶粘剂――三醛胶三醛胶是指酚醛树脂、脲醛树脂、聚氰胺甲醛树脂等胶粘 三醛胶是指酚醛树脂、脲醛树脂、聚氰胺甲醛树脂等胶粘 酚醛树脂 剂。主要用于木材加工行业。 主要用于木材加工行业。4.2.1.1 三醛胶的合成原理尿素（ （1） 脲甲醛树脂 尿素（脲）与甲醛在碱性或酸性催化剂 作用下缩合成初期脲醛树脂，再在固化剂或助剂作用下， 作用下缩合成初期脲醛树脂，再在固化剂或助剂作用下， 形成不溶解、不熔融的末期树脂。 形成不溶解、不熔融的末期树脂。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺O O O H2N H HOH2CHN O H N C NHCH2 n OH n=7~10 C NHCH2OH O C NHCH2OH -H2O+H2N C NH2 H C初期脲醛树脂4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺在弱酸性条件下，还会发生分子内脱水，生成次甲基脲，反应式： 在弱酸性条件下，还会发生分子内脱水，生成次甲基脲，反应式：O -H2O H2 N C NHCH2OH H2NO C N CH2次甲基脲可作为亲电中心与脲发生亲核加成反应，形成初期聚合物， 次甲基脲可作为亲电中心与脲发生亲核加成反应，形成初期聚合物， 反应式： 反应式：O H2 N C NH2 + H2 C N O C NH2 H2 N O C NHCH2NH O C NH24.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺在脲醛树脂中还存在醚键： 在脲醛树脂中还存在醚键：O H2N C O H2 N C NHCH2O CH2NH NHCH2OH+HOH2CHN O CO C NHCH2OH-H2ONHCH2OH脲醛树脂的特点：有较高的胶合强度，较好的防水、 脲醛树脂的特点：有较高的胶合强度，较好的防水、耐污 耐腐蚀性，但不耐浓酸和浓碱，易于老化。 染、耐腐蚀性，但不耐浓酸和浓碱，易于老化。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺（2） 酚醛树脂 酚醛树脂是由酚（多为苯酚，也可为其它的酚， 酚醛树脂是由酚（多为苯酚，也可为其它的酚，如：甲酚， 甲酚， 二甲酚，间苯二酚等）与醛（一般为甲醛， 二甲酚，间苯二酚等）与醛（一般为甲醛，也可以是乙醛或 糠醛等）在酸性或碱性条件下缩合而成。 糠醛等）在酸性或碱性条件下缩合而成。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺热固性酚醛树脂的合成： 热固性酚醛树脂的合成：首先，由甲醛的水溶液和苯酚在氨或碳酸钠等碱的催化下， 首先，由甲醛的水溶液和苯酚在氨或碳酸钠等碱的催化下，加热反应到一 定程度后加酸调节至略呈酸性终止反应，再真空脱水制成甲阶预聚体。 定程度后加酸调节至略呈酸性终止反应，再真空脱水制成甲阶预聚体。这 些酚醇混合物能溶解于乙醇、丙酮或碱水溶液中，称为可熔（溶）性酚醛 些酚醇混合物能溶解于乙醇、丙酮或碱水溶液中，称为可熔（ 可熔 树脂――A阶（段）树脂。 阶 树脂 树脂。 在氢氧化钠、碳酸钠、氨水、氢氧化钡等碱作催化剂条件下，发生反应： 在氢氧化钠、碳酸钠、氨水、氢氧化钡等碱作催化剂条件下，发生反应：OH OH O + H2O4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺反应分为两步进行： 反应分为两步进行： 加成反应：苯酚与甲醛起始进行加成反应，生成多羟基酚， ① 加成反应：苯酚与甲醛起始进行加成反应，生成多羟基酚， 产物为单元酚醇与多元酚醇的混合物。 产物为单元酚醇与多元酚醇的混合物。OH CH2OH OH H O C H OH H O C H H OH CH2OH HOH2C OH CH2OH O C HCH2OH OH HOH2C CH2OHCH2OHCH2OH4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺羟甲基的缩合反应： ② 羟甲基的缩合反应：OH CH2OH + H OH CH2OH -H2O OH H2 C OH CH2OHOHOH CH2OH + -H2O HO H2 C CH2OHOHCH2OH OH HOH2CH OH CH2OHOH CH2OH CH2OH4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺树脂进行继续加热，成为固体，在碱液中不溶解， 将A阶（段）树脂进行继续加热，成为固体，在碱液中不溶解，在丙酮中 阶 不能溶解而能溶胀，称为半溶酚醛树脂――B阶（段）树脂，其分子结构 树脂， 不能溶解而能溶胀，称为半溶酚醛树脂 半溶酚醛树脂 阶 比可熔酚醛树脂复杂得多，分子链产生支链， 比可熔酚醛树脂复杂得多，分子链产生支链，酚已经在充分的发挥其潜 在的三官能作用，这种树脂的热塑性较可熔性酚醛树脂差。 在的三官能作用，这种树脂的热塑性较可熔性酚醛树脂差。OH CH2 O CH2 CH2 OH CH2CH2H2C OHCH2 OHCH24.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺继续加热B阶段树脂生成网状结构， 继续加热 阶段树脂生成网状结构，此时酚的三个官能团位置已全部发生 阶段树脂生成网状结构 了作用，完全硬化，失去其热塑性及可熔性，为不溶解、 了作用，完全硬化，失去其热塑性及可熔性，为不溶解、不熔融的固体 树脂。 物质，这种树脂称为不熔性酚醛树脂――C阶（段）树脂。 物质，这种树脂称为不熔性酚醛树脂 不熔性酚醛树脂 阶OH CH2 CH2 CH2 OH CH2 C H2 CH2 OH OH H2CH2C OHH2C CH2 CH2 OHCH24.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺4.1.1.2 水溶性酚醛树脂胶粘剂的合成工艺举例： 水溶性酚醛树脂胶粘剂的合成工艺举例： 配方： ① 配方： 苯酚（ 苯酚（98%） 100 kg NaOH（30%） 6.9 kg ） （ ） 甲醛（ 乙醇（ 甲醛（37%） 127 kg 乙醇（95%） 50 kg ） ） 生产工艺： ② 生产工艺： 1、将熔化的苯酚加入反应釜中搅拌均匀，在40~50 ℃下，加入 加入NaOH； 、将熔化的苯酚加入反应釜中搅拌均匀， ； 2、加入甲醛，慢慢升温至 保持回流至折光率为1.478~1.465即为 、加入甲醛，慢慢升温至95~98 ℃，保持回流至折光率为 即为 缩聚终点； 缩聚终点； 3、降温至 oC，减压脱水至反应液黏度为 、降温至70 ，减压脱水至反应液黏度为1.4Pa?S，停止脱水； ，停止脱水； 4、加入乙醇，搅拌均匀后，冷却至 ℃放料、包装。 、加入乙醇，搅拌均匀后，冷却至40 放料、包装。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺4.2.4 丙烯酸系胶粘剂官能团单体：丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺， 羟甲 官能团单体：丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，N-羟甲 基丙烯酰胺，甲基丙烯酸羟乙酯或羟丙酯，丙烯酸缩水甘油酯等。 基丙烯酰胺，甲基丙烯酸羟乙酯或羟丙酯，丙烯酸缩水甘油酯等。氨基 树脂、 树脂、环氧树脂和含羟基聚合物可以作为这类多官能团聚合物的共反应 树脂。 树脂。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺（1）溶液型聚丙烯酸胶粘剂的合成： ）溶液型聚丙烯酸胶粘剂的合成： 胶粘剂为例， － 胶粘剂的主要成分为甲基丙烯酸甲酯 胶粘剂的主要成分为甲基丙烯酸甲酯－ 以BS－3胶粘剂为例，BS－3胶粘剂的主要成分为甲基丙烯酸甲酯－苯 － 胶粘剂为例 乙烯－氯丁橡胶接枝共聚物。 乙烯－氯丁橡胶接枝共聚物。 单体：甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，氯丁橡胶（聚氯丁二烯）。 单体：甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，氯丁橡胶（聚氯丁二烯）。 溶剂：乙酸乙酯＋汽油。 溶剂：乙酸乙酯＋汽油。 引发剂：偶氮二异丁腈（ 引发剂：偶氮二异丁腈（AIBN）。 ）。 合成工艺：将单体用溶剂溶解，将引发剂溶液滴入单体溶液中，加热， 合成工艺：将单体用溶剂溶解，将引发剂溶液滴入单体溶液中，加热， 80 ℃下保温 h，再在 下保温1 ，再在88~90 ℃下共聚反应 h。加入交联剂 下共聚反应2 。加入交联剂370＃不饱和 聚酯和促进剂环烷酸钴，搅拌均匀，即得 － 胶粘剂 胶粘剂。 聚酯和促进剂环烷酸钴，搅拌均匀，即得BS－3胶粘剂。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺（2）乳液型聚丙烯酸胶粘剂的合成： ）乳液型聚丙烯酸胶粘剂的合成： 丙烯酸酯进行乳液聚合的组成包括单体、 丙烯酸酯进行乳液聚合的组成包括单体、水、乳化剂、水溶性引发剂、 乳化剂、水溶性引发剂、 交链剂和改性剂等。合成一般分两步进行： 单体乳化： 交链剂和改性剂等。合成一般分两步进行：① 单体乳化：将单体如丙 烯酯甲酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯，交链剂如N-羟甲基丙烯酰胺， 羟甲基丙烯酰胺， 烯酯甲酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯，交链剂如 羟甲基丙烯酰胺 乳化剂包括阴离子型和非离子型表面活性剂（ 乳化剂包括阴离子型和非离子型表面活性剂（聚乙二醇烷基苯基醚和 烷基硫酸酯复合乳化剂），改性剂如环氧树脂等和水加入到反应釜中， 烷基硫酸酯复合乳化剂），改性剂如环氧树脂等和水加入到反应釜中， ），改性剂如环氧树脂等和水加入到反应釜中 高速搅拌乳化。 聚合：加入溶有引发剂和引发促进剂的水溶液， 高速搅拌乳化。② 聚合：加入溶有引发剂和引发促进剂的水溶液，在 氮气保护下加热反应聚合2 。 氮气保护下加热反应聚合 h。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺氰基丙烯酸系胶粘剂： （3）α-氰基丙烯酸系胶粘剂： ） 氰基丙烯酸系胶粘剂 α-氰基丙烯酸系胶粘剂俗称“万能胶”，市场上出售的501胶、502胶、 氰基丙烯酸系胶粘剂俗称“万能胶” 市场上出售的 胶 氰基丙烯酸系胶粘剂俗称 胶 504胶就属于该系列。α-氰基丙烯酸酯胶粘剂（简称 ）为单组分、无 胶就属于该系列。 氰基丙烯酸酯胶粘剂 简称CA）为单组分、 氰基丙烯酸酯胶粘剂（ 胶就属于该系列 溶剂、低粘度的无色透明液体，在室温材料表面的微量水分催化固化， 溶剂、低粘度的无色透明液体，在室温材料表面的微量水分催化固化， 对金属和非金属材料均有很高的粘接强度，可用手工或机械施工， 对金属和非金属材料均有很高的粘接强度，可用手工或机械施工，使用 方便。 方便。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺现在工业化生产氰基丙烯酸酯单体主要采用氰基乙酸酯与甲醛在碱性 触媒下加成缩聚，再将生成的低聚物在真空下裂解、精制而得。 触媒下加成缩聚，再将生成的低聚物在真空下裂解、精制而得。CN H2C n 170~240 ℃ COOCH3 C P2O5 n H2 C CN C COOCH3n NC碱 H2 n HCHO C COOCH3 + △聚合粘接： 聚合粘接：CN n H2C C COOCH3 弱碱或水 CN H2 C C n COOCH34.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺助剂：稳定剂如 对甲苯磺酸，醋酸铜等）， ），阻聚剂如对 助剂：稳定剂如SO2，P2O5，对甲苯磺酸，醋酸铜等），阻聚剂如对 苯二酚，增稠剂如聚甲基丙烯酸甲酯（ ），增塑剂如磷酸三甲 苯二酚，增稠剂如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），增塑剂如磷酸三甲 ）， 酚酯、 ）、DOP（邻苯二甲酸二异辛酯）等。 酚酯、DBP（邻苯二甲酸二丁酯）、 （邻苯二甲酸二丁酯）、 （邻苯二甲酸二异辛酯） 还可以引入弹性填料，如丙烯酸的共聚物，增加其韧性。 还可以引入弹性填料，如丙烯酸的共聚物，增加其韧性。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺4.2.2 白乳胶――聚醋酸乙烯及其共聚物 白乳胶――聚醋酸乙烯及其共聚物4.2.2.1聚醋酸乙烯胶粘剂的合成方法 聚醋酸乙烯胶粘剂的合成方法 可采用自由基聚合、负离子聚合，通用的方法是自由基聚 可采用自由基聚合、负离子聚合，通用的方法是自由基聚 乳液聚合方法为最常用。常用引发剂为(NH4)2S2O7， 合。乳液聚合方法为最常用。常用引发剂为 K2S2O7等水溶性引发剂。 等水溶性引发剂。 聚醋酸乙烯共聚物胶粘剂的制备： 聚醋酸乙烯共聚物胶粘剂的制备：将醋酸乙烯与一种或多 种不饱和单体进行共聚生成接枝或互穿网络的共聚物胶粘 改变普通PVAc乳液的性质，如PVAc-PBA（醋酸乙烯 乳液的性质， 剂，改变普通 乳液的性质 （ 与丙烯酸丁酯共聚）。 与丙烯酸丁酯共聚）。4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺x H2 C CH + y H2 C CH O C CH3 O K 2S 2O 7 H2 C CH x COOC4H9 CH2 CH O C CH3 O yCOOC4H9白乳胶的生产工艺例： 白乳胶的生产工艺例： 配方： ① 配方： 醋酸乙烯 聚乙烯醇 水 OP-10 710 kg 62.5 kg 636 kg 8 kg DBP（邻苯二甲酸二丁酯） 80 kg （邻苯二甲酸二丁酯） Na2CO3 2.2 kg (NH4)2S2O7 1.43 kg4.2 典型高分子胶粘剂的合成原理及工艺②生产工艺： 生产工艺： 1、将部分水和PVAc加入反应釜中，加热搅拌使 、将部分水和 加入反应釜中， 充分溶解； 加入反应釜中 加热搅拌使PVAc充分溶解； 充分溶解 2、加入剩余的水，OP-10，100份单体及 ％的(NH4)2S2O7水溶液 、加入剩余的水， 份单体及10％ 水溶液5.5 kg， ， 份单体及 ， 慢慢升温至75~78℃； ℃ 慢慢升温至 3、在3～5 h内滴加完剩余的单体及 ％的(NH4)2S2O7水溶液，保温反应 、 内滴加完剩余的单体及10％ 水溶液， ～ 内滴加完剩余的单体及 约30 min； ； 4、降温至50℃，加入 ％的DBP，搅拌均匀，降温至 ℃后出料，包 、降温至 ℃ 加入10％ ，搅拌均匀，降温至40℃后出料， 装。复习思考题1. 合成高分子胶粘剂有哪些类型？ 合成高分子胶粘剂有哪些类型？ 2. 胶粘剂按形态分为哪些类型？ 胶粘剂按形态分为哪些类型？ 3. 胶粘剂的主要组成成分有哪些，各起什么作用？ 胶粘剂的主要组成成分有哪些，各起什么作用？ 4. 胶粘剂的粘合理论有哪些？ 胶粘剂的粘合理论有哪些？ 5. 脲甲醛树脂和酚醛树脂分别是如何合成的？ 脲甲醛树脂和酚醛树脂分别是如何合成的？ 6. 写出醋酸乙烯酯聚合反应式。白乳胶是如何制备的？ 写出醋酸乙烯酯聚合反应式。白乳胶是如何制备的？ 7. 举例说明溶液型聚氨酯胶粘剂的合成工艺。 举例说明溶液型聚氨酯胶粘剂的合成工艺。 8. 丙烯酸乳液胶粘剂是如何制备的？ 丙烯酸乳液胶粘剂是如何制备的？ 9. 什么是聚氨酯胶粘剂？它有何特点？ 什么是聚氨酯胶粘剂？它有何特点？ 10. 试述环氧树脂胶粘剂的组成及其优点。 试述环氧树脂胶粘剂的组成及其优点。
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