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粘結劑是磨料和基體之間粘結強度的保證。隨著化工工業的發展,各種新型粘結劑進入了塗附磨具領域,提高了塗附磨具的性能,促進了塗附磨具工業的發展。粘結劑除了膠料外,還包括溶劑、固化劑、增韌劑、防腐劑、著色劑、消泡劑等輔助成分。粘結劑除了最常用的動物膠外,還包括合成樹脂、橡膠和油漆。

1簡介

為了提高壓坯的強度或防止粉末偏析而添加到粉末中的可在燒結前或燒結過程中除掉的物質。

2分類

厭氧型
一、 厭氣性可固化粘結劑
二、 耐熱厭氣性丙烯酸粘結劑
三、 耐熱水厭氣性丙烯酸粘結劑
四、 高衝擊和高抗剝強度厭氣性粘結劑
五、 高強度儲存穩定的厭氣性粘結劑
六、 含取代基糖精的厭氣性粘結劑
七、 含鈦酸鉀纖維的厭氣性粘結劑
八、 含葉綠素的厭氣性丙烯酸粘結劑
九、 含苯肼的厭氣性粘結劑
十、 含硫基苯井咪唑的厭氣性粘結劑
十一、 雙組分厭氣性粘結劑
十二、 單組分快固化厭氣性粘結劑
十三、 含聚過氧化物的厭氣性粘結劑
十四、 含整合劑的厭氣性粘結劑
十五、 具有良好儲存穩定性和金屬粘附力的厭氣性粘結劑
十六、 含多孔玻璃微珠的厭氣性丙烯酸粘結劑
十七、 儲存穩定的腔囊型厭氣性粘結劑
十八、 儲存穩定的厭氣性壓敏粘結劑
十九、 壓敏膠帶或預浸料型厭氣性固化粘結劑
二十、 厭氣性固化丙烯酸聚氨酯密封材料
二十一、 甲基丙烯酸酯密封劑和粘結劑
二十二、 固化後有彈性的厭氣性粘結劑
二十三、 光固化丙烯酸聚氨酯厭氣性粘結劑
二十四、 輻射聚合的厭氣性密封材料
二十五、 輻射聚合的厭氣性粘結劑和密封材料
二十六、 快速紫外固化厭氣性粘結劑
二十七、 含多磷酸鎂的厭氣性粘結劑
二十八、 含多磷酸的單組分厭氣性粘結劑
二十九、 含順丁烯二醯亞胺的丙烯酸厭氣性粘結劑
三十、 丙烯酸羥烷基酯厭氣性粘結刑
三十一、 含臭氧化物的厭氣性粘結劑
三十二、 含磺基苯肼的厭氣性粘結劑
三十三、 含叔胺的單包裝厭氣性粘結劑
三十四、 厭氣性粘結劑的底漆活化劑
三十五、 粘合材料的表面活化
三十六、 硅烷類厭氣性粘結劑
三十七、 厭氣性紫外固化有機硅粘結劑
三十八、 制稀土合金磁鐵用的厭氣性粘結劑
三十九、 充填間隙和減少裂紋用的厭氣性粘結劑
熱熔型
一、 國產尼龍酚醛熱熔粘結劑
二、 含乙烯聚合物的熱熔粘結劑及其層壓晶
三、 多層熱熔粘結劑膜
四、 含酯型大分子單體和(甲基)丙烯酸單體的熱熔粘結劑
五、 不飽和異氰酸酯接枝的聚烯烴熱熔粘結劑
六、 丙烯酸樹脂可固化熱熔粘結劑
乳液和乳膠型
一、 耐熱耐水的醋酸乙烯基聚合物乳膠粘結劑
二、 不飽和羧酸改性的疑烯烴(乳膠)粘結劑
三、 耐熱性雙組分水性粘結劑
木材適用型
一、 木材用氨基樹脂粘結劑
二、 木材高頻加熱粘合用粘結劑
簡史
將鬆散的鑄造砂粘結在一起,使之成為型砂或芯砂的造型材料。粘結劑和砂粒混合后,包覆砂粒成為粘結劑膜,使砂粒互相粘連起來(見圖),從而賦與砂型和型芯以足夠的強度。使其在搬運、組裝和澆注過程中不致變形和破碎。中國古代鑄造所用泥型(古代稱為陶范)的基本材料是粘結能力很強的粘土。隨著技術的發展,泥型中夾有大量砂粒,並逐漸以砂子為主要材料,則粘土就成了粘結劑。粘土至今仍在廣泛使用。後來相繼出現各種無機和有機粘結劑,如植物油、松香、糊精、水玻璃及合成樹脂等。1943年德國J.克羅寧發明用酚醛樹脂作粘結劑製造薄殼砂型。1947年捷克斯洛伐克L.彼德熱拉用水玻璃作為型砂粘結劑,吹CO2氣體使其硬化,製成砂型和型芯。這兩種粘結劑的應用開闢了砂型和型芯以化學方式硬化的新途徑。化學硬化就是將少量硬化劑加入到某些有機或無機粘結劑中,通過它們之間的化學物理作用,達到使砂型和型芯在短時間內硬化的目的。化學硬化砂型澆出的鑄件尺寸精度、表面光潔度和生產率都大為提高,很快得到廣泛使用。自50年代後期起,各國陸續採用呋喃樹脂粘結劑,在加熱的芯盒中制芯1~2分鐘后,型芯即能硬化。
產品簡介
冶金球團粘結劑是生產鋼鐵行業加工球團礦的關鍵性輔助原料,它的性能優劣直接關係著焙燒球團的質量好壞。採用該粘結劑生產冷固球團原有設備不用改造,可解決現有鐵礦粉原料及含鐵塵泥粉料再利用方法耗能高、工序複雜或不能大批量轉化利用等技術問題。
該粘結劑不僅適用於煉鐵礦粉原料、二氧化鈦、二氧化錳等金屬的成型造粒,同時適用於鋼鐵企業廢棄物的成型造粒(如高爐爐塵、軋鋼皮、鐵屑、沉泥、返礦、除塵布袋料、鋼渣、硫酸渣、鋼渣、鍊鋼除塵灰及其它含鐵粉料),均可達到燒結或高爐應用要求。改變了鐵礦球團的生產長期採用膨潤土作粘結劑,降低品位,球團強度低,粉化率高等問題。具有粘結力強、球團強度、高降低球團礦焙燒溫度、縮短焙燒時間,焙燒性能好、提高球團礦品位;降低生產成本等特點。
工作機理
燒結球團粘結劑具有極強的水化作用,遇水后迅速高度分散成單體,填充在礦粉顆粒的空隙中,由於單體有很強的膠體性質,可增強礦粉的粘結作用。同時在粘結劑的吸附水層,能使生球在受到衝擊作用時,使球團球粒之間相互滑動,從而產生塑性變形不至於破碎,提高了生球的落下強度。
燒結球團粘結劑對礦粉有很強的親合粘結功能,改善混合料的親水性,促使母球迅速生成,縮短造球時間,提高生球產量,同時粘結劑在生球乾燥到600 ℃ 左右時易分解揮發可燃,從而能在確保生球強度和暴烈溫度提高的同時,還可提高生球的乾燥速度,縮短乾燥時間,提高生球產量,利於成品球固結強度的提高。
燒結球團粘結劑的高溫可燃性,可增加球的內外透氣性,使成品球的微氣孔度增加,還原性改善,抑制還原遲滯現象,消除夾生球現象。使球團入爐比例增加,焦比降低,鐵含量增加。
燒結球團粘結劑中所含的強氧化劑在球團焙燒溫度條件下分解釋放氧氣,可增強固結氧化性氣氛,使Fe3O4完全氧化成Fe2O3放熱,促使Fe2O3結晶和再結晶長大迅速;TDQ球團粘結增效劑中的穩定劑可抑制Fe2O3的高溫分解和Fe3O4的結晶。從而縮短焙燒時間、提高產量、節省燃耗和工藝風機電耗。

3粘結機理

由膠黏劑與被粘物形成的粘合存在著吸附作用與吸附理論、靜電作用與靜電理論和擴散作用與擴散理論這三種理論解釋。
1、吸附作用與吸附理論吸附理論認為粘結力主要產生與膠粘體系的分子作用,存在兩個階段,第一階段是液體膠黏劑分子藉助於熱布朗運動向被粘物表面擴散,使兩者所有的極性基團或鏈接相互接近。第二階段是吸附力的產生,當膠黏劑和被粘物兩種分子間的間距達到1-0.9mm時,兩種分子便會產生吸附作用,直至他們之間的距離達到最大穩定的狀態,粘結力的大小與膠黏劑的極性有關,但主要是取決於膠粘體系分子在接觸區的稠密程度。
2、靜電作用與靜電理論當膠黏劑-被粘物體系是由一種電子給予體-電子接受體的組合形式時,就會在界面區兩側形成雙電層,雙電層電荷的性質相反,從而產生了靜電吸引力。但靜電作用僅存在於能夠形成雙電層的黏合體系,因此不具備普遍性,且絕對不是對黏合起主導作用的因素。
3、擴散作用與擴散理論兩種聚合物在具有相容性的前提下,當它們相互緊密接觸時,由於分子的布朗運動或鏈段的擺動會產生相互擺動的現象,擴散結果導致界面的消失和過渡區的產生,黏合體系的擴散作用產生了牢固的黏合結構。在黏合體系中適當降低膠黏劑的分子量有助於提高分散係數,改善黏合性能。聚合物分子鏈排列堆積的緊密程度不同,其擴散行為有顯著的不同。大分子內有空穴或分子間有空洞結構者擴散作用就比較強。擴散作用還受到兩聚合物的接觸時間、黏合溫度等因素的影響。一般是接觸溫度越高,時間越長,其擴散作用也越強,由擴散作用產生的粘合力就越高。
燒結球團型的生產
本技術生產工藝簡單,工業化生產冷水製作、30分鐘出產品,無能源消耗、無污水、無有害氣體排放,成本低。
生產工藝流程如下:
原料→ 水 → 助劑 → 常溫反應 → 成品

4發展作用

人類早在遠古時代就開始用乾枯的樹脂粘貼物品。古代中國和巴比倫王國是用瀝青或牛皮膠作粘結劑的。從中世紀開始到近代,歐洲已開始興起使用骨膠、用牛奶製成的酪蛋自或阿拉伯樹膠作粘結劑。
進入20世紀,人類發明了應用高分子化學和石油化學製造的「合成粘結劑」,其種類繁多,粘結力強。產量也有了飛躍發展。與澱粉、阿拉伯樹膠、甲醛相比,用環氧樹脂或甲醛樹脂等材料合成的化學高分子粘結劑的粘結力更強,而且具有耐水、耐熱等特點。
若想從理論上去說明「用粘結劑為什麼能將物體粘在一起」尚有很多難點,因為它是物理、化學、機械等眾多要素的組合。但粘結劑共同的一點就是「用液體沾塗連接面」、「粘連後由液體變成固體」、「一旦凝固定位其性質就變得相當穩定,可承受來自外部的力」。
有一種通俗的理論認為,在想連結的面的凹凸處放進粘結劑后,粘結劑就會起到錨的作用。被稱之為「錨效應」的這種力使物與物之間機械性地粘合在一起。但這種觀點則很難說明玻璃或金屬那樣的光滑表面的粘合機理。
像玻璃那樣的物體粘結取決於分子和原子間起作用的「分子間力」。所謂分子間力就是物體與物體之間的分子水平相差極小時能夠通過分子或原子中的電偏置使正電和負電相吸的力。當用液體粘結劑覆蓋住連結體表面時,粘結劑的分子與連結物體的分子間距離縮短,在分子間力的作用下使物體結連起來。
目前,瞬間粘結劑可稱為是實用性強、高性能的粘結劑。現在暢銷的瞬間粘結劑是1955年美國的柯達公司在研究中偶然發現的一種叫做「氰基丙烯酸酯」的化合物合成的物質。瞬間粘結劑不需摻合更多的化學製劑,只要用空氣中微量的水分將粘結劑固化,便可在瞬間將物體緊緊地粘合在一起。這種瞬間粘結劑適用的材料很多(木材和布除外),特別適於家庭使用。

5發展方向

隨著現代技術的進步,瞬間粘結劑已得到進一步地改良。改良后的粘結劑可用於一些微細血管、臟器及皮膚的止血,促進傷口早日癒合,防止病原體感染。
目前最引人注目的是太空梭使用的粘結劑。飛機的前面和下部的耐熱磁磚就是用一種叫做「RTV室溫加硫型」硅粘結劑粘附在飛機上的。這種在室溫下固化的粘結劑可耐零下100度以下,零上1650度的溫度,即使在極低或極高的溫度下也可保持抗衝擊力的彈性,因而被廣泛用於宇宙、航天、電子工業等領域。

6具體產品

應用
尼龍是一種韌性很好的材料,分子中有大量的酞胺基和端梭基等,可以和環氧基發生反應,生成新型交聯結構的高分子材料。可大大提高環氧膠粘劑的膠接強度和韌性。劉開慶網用石油發酵尼龍作為基本材料,進行了環氧膠粘劑的改性研究,該尼龍是由8-24個碳原子碳鏈組成的混合二元酸和混合二元胺共聚而成,酞胺鍵含量低,所以吸水率低於其它尼龍品種,同時具有耐磨係數小,柔韌性好等優點。用該尼龍與環氧樹脂混合製得的膠粘劑其剪切強度可以達到45MPa以上。聚礬改性環氧樹脂膠粘劑是20世紀70年代研發的一種新型航空結構膠粘劑,與環氧一丁睛和環氧一尼龍等膠粘劑相比,聚礬結構上的獨特性(二苯礬基、醚鏈和異丙叉鏈)賦予其優良的特性,即二苯礬基賦予聚楓耐熱性和抗氧化性;醚鏈和異丙叉的存在可以改善聚礬的加工性,醚鏈亦賦予聚楓以韌性。因此,用它改性環氧樹脂製備的膠粘劑在很寬的使用溫度範圍(-55-175cC)內,具有高強度,高韌性的優良綜合性能網。楊卉等研究了不同分子量的環氧預聚物對雙酚A型雙官能團環氧樹脂/聚礬(PSF)/固化劑(二氨基二苯基礬,DDS)體系相分離結構的影響。研究發現:環氧預聚物分子量較小時,凝膠點和玻璃化是影響相結構的關鍵因素;環氧分子量較大時,環氧擴鏈后粘度的變化則成為抑制相分離的重要因素。電子顯微鏡(SEM)結果表明改變環氧預聚物分子量可以達到調控相結構的目的,隨著預聚物分子量的增大,體系的微區尺寸減小。
近年來,聚酞亞胺增韌環氧膠粘劑的研究也很多。日本大阪市立工業研究所對3種聚酞亞胺(PI)微粒改性環氧樹脂體系進行了研究:第一種為球形,粒徑約6pm;第二種為不定型,粒徑20-35pm;第三種為不定型,粒徑10-30Lm。用以改性DGEBA/DDS環氧體系,加人量為10%-20%,玻璃化溫度無明顯變化(改性前飛=229`0,改性后飛為224-231C),而膠的彈性、韌性卻大大增加[3010聚醚酞亞胺是初始相容性良好的熱塑性樹脂,用其改性環氧樹脂可以增加環氧樹脂的韌性。甘文君等用四種不同的苯基封端的PEI改性環氧TGDDM體系,研究發現:不同結構的PEI與環氧有不同的相容性,因而其共混體系具有不同的相結構,與環氧相容性好的可以形成雙連續相,有利於提高共混體系的力學性能

7選購

1.根據被粘接材料的化學性質來選擇
被粘接材料有的是含有一些極性基團,因此必須選擇可與它起化學反應的粘合劑,這樣可以提高接頭的強度。
2.根據被粘接材料的物理性質來選擇
它包括被粘接材料的表面張力,對粘合劑中溶劑的溶解度,以及被粘接材料的表面特性,如剛性、彈性、韌性等。
3.根據膠粘接頭的特殊要求來選擇
因為粘接材料有各種各樣,使用的場合和條件也是千變萬化,因此必須根據對粘結接頭的具體要求來選擇合適的粘合劑,它包括了抗張、抗彎、抗剝離及抗衝擊等力學強度和耐高溫、耐水、耐油、耐低溫等性能以及光學、電磁等特殊功能。
4.根據需要固化的條件來選擇
粘合劑的固化受到溫度、壓力、時間及空氣等條件的影響,有的粘合劑需加熱固化,有的需加壓固化,有的則需隔絕空氣,因此應根據使用場合需要的條件選擇相應固化條件的粘合劑。
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