黏结剂

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《铆工实用技术手册》第492页（2057字）

黏结剂可以是热固化的或热塑性的。大多数黏结剂配方中的主要成分是：

①一种合成树脂系统。

②一种弹胶物或增塑剂。

③无机材料。

热固化树脂是最主要的材料，金属黏结剂配方即以它为基础。为了特定的应用，可通过加入变质剂和填料来改变其性能。热固化黏结剂通过像聚合、综合或硫化之类的化学反应而硬化或固化。加入硬化剂(固化剂)或催化剂便会发生这些化学反应。热、压力、辐射或其他能量可以加快硬化速度。黏结剂一旦硬化后，就不能重新熔化，破坏后的接头也不能通过加热来重新粘接。依据化学成分的不同，有的热黏结剂在高温时可能软化或弱化并最终分解。

热塑性树脂是长链分子化合物，在加热时软化，在冷却时硬化。加热时不发生化学变化，因而热循环可以重复进行。然后，在过高温度时，将氧化而分解。很多热塑性树脂在室温下也可以用有机溶剂软化。溶剂蒸发后重新硬化。热塑性树脂对于热、溶剂和对于载荷引起应力的抗力都较小，所以一般不适于作为结构的粘结剂。不过有些热塑性树脂或弹胶物可与环氧树脂及酚醛树脂之类的热固化树脂联合使用，以改善塑性、剥离强度和抗冲击能力。

在黏结剂配方中加入增塑剂或弹胶物可以增加弹性、改善剥离强度并提高抗冲击和振动的能力。大多数非硫化的以弹胶为基的黏结剂可以认为是热塑性的，而大多数硫化的配方，可以认为是热固化型的。

以无机材料为填充剂加入黏结剂中可以改善力学性能和物理性能。通过降低黏结剂的收缩和膨胀以及增加其弹性模量，填充剂能大大加强粘接接头的稳定性。

1．结构黏结剂

结构黏结剂的最终目的是要产生一个与被连接材料等强度的接头。结构黏结剂有两种普通形式，它们都属于热固化型，即酚醛树脂基黏结剂和环氧树脂基黏结剂。其分类见表7－20。

表7－20 结构黏结剂的分类

酚醛树脂用作结构黏结剂时要用热塑性树脂或弹胶物使之变质。经变质后的酚醛树脂有溶于有机溶剂中的溶液，还有有载体的薄膜和无载体薄膜等形式。这类黏结剂的特征是剥离强度高，其抗拉和抗剪强度为21～35MPa。

环氧树脂兼具润湿性好、收缩小、抗拉强度高、韧性好、化学性不活泼等特性，可制造强度和多用性好的各种黏结剂。环氧树脂与酚醛树脂不同，在固化时不产生挥发性产物。可在液态下应用而无需溶剂载体。因此截面的挥发物可以大大降低。粘接时只需很小的压力来保持被粘件间的紧密接触，这就使设备大为简化。

环氧树脂黏结剂有自由流动的液体、薄膜、粉末、坯料、丸状及膏状等形式。这些不同的形式使得对涂敷技术与设备有相当大的选择余地。当黏结剂与被粘件的热膨胀系数不同时会产生应力。可以加入填料或增塑剂把应力降至最小。

2．黏结剂选择

用于生产的黏结剂选择应考虑下列五个关键问题：

①被粘接件所承受的载荷和形式，以及粘接件在使用过程中受周围环境的影响，如气候、温度、水、油、酸、碱、化学气体等。

②被粘接件的材料、形状、大小和强度、刚度要求。有些材料很难粘接，需考虑特殊的黏结剂。一般钢、铁、铝合金等比较容易粘合，而铜、锌、镁、不锈钢、纯铝等，其粘结强度相对差些。

③成本低、效果好，整个工艺过程经济。

④特殊要求，如导电率、导热系数、导磁、超高温、超低温等，都应选择特殊黏结剂。

⑤需综合考虑粘接件的形状、结构和粘接工艺，即考虑实现这一粘接方案的可能性，例如涂胶方法、表面处理方法、固化方法等。有些黏结剂需要较高温度，加压固化才能达到较高的黏结强度，对于复杂的曲面和大的粘接面积，则难以实现。一般套接(嵌接)结构，不宜采用含溶剂的加压固化的粘结剂。对于热敏性材料，压力敏感性材料不宜使用固化温度较高和压力较高的黏结剂。

在选择黏结剂时，还应特别注意保管质量，几乎所有的有机黏结剂都有一定的贮存期限，若过期使用则性能较差甚至失效。