膠粘劑分析大全

　　膠料是膠粘劑的主要成分,要求有良好的粘附性和潤(rùn)濕性、合適的結(jié)晶速度和門(mén)尼黏度;溶劑主要用于溶解膠料及調(diào)節(jié)膠粘劑的黏度;增粘樹(shù)脂可增加膠膜的黏性或擴(kuò)展膠粘劑的黏性范圍;填料在膠粘劑中的作用視其具體品種而異,主要目的是為了改善膠粘劑在某些方面的性能如提高膠膜的尺寸穩(wěn)定性、介電性、硬度等或?yàn)榱私档统杀?助劑主要有硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑等,用于促進(jìn)氯丁橡膠的硫化或改善高分子材料因熱、光、濕等因素引起的老化破壞。下面我們從幾個(gè)方面來(lái)分析下：

　　1、溶劑選擇

　　溶劑對(duì)氯丁橡膠的溶解性、膠粘劑的初期黏度、黏度的穩(wěn)定性、層分離性、涂布性、粘合保持性、被粘合材料的浸滲性、初期粘合力和粘合強(qiáng)度等都有密切關(guān)系,此外毒性、揮發(fā)速度、對(duì)大氣臭氧層的影響等都是需要考慮的因素。隨著環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格和人們健康意識(shí)日益增強(qiáng),生產(chǎn)和使用環(huán)保型氯丁膠粘劑是大勢(shì)所趨,而環(huán)保型氯丁膠粘劑的自動(dòng)套管機(jī)溶劑選擇和配合至關(guān)重要。根據(jù)最新的專(zhuān)利報(bào)道,新發(fā)明的低VOC氯丁橡膠膠粘劑其VOC<250g/L。

　　2、膠膜的軟硬程度

　　這個(gè)問(wèn)題在很大程度上是屬于應(yīng)用領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。比如在粘接電聲器材方面,為了盡可能減小聲音傳播過(guò)程中的失真,用戶往往希望粘合劑在固化后的膠膜要硬而韌。但是在阻尼領(lǐng)域,膠膜往往需要柔軟些。不同規(guī)格型號(hào)的氯丁橡膠,其膠膜的軟硬程度是不同的,需要研究人員在應(yīng)用過(guò)程中仔細(xì)比較和鑒別。比如日本東曹的G-40S-1膠膜就比Y-30S的硬。一般來(lái)說(shuō),氯丁橡膠的結(jié)晶速率越快,膠膜越硬。因此在選擇膠種時(shí),必須根據(jù)不同的應(yīng)用目的去選擇能形成不同軟硬程度膠膜的氯丁橡膠品種。

　　3、耐熱性能

　　許多電子元件在組裝過(guò)程或使用過(guò)程中會(huì)對(duì)所用膠粘劑有耐熱性方面的要求。例如粘接送話器的元件,需要在80~100℃老化4h,以均衡膜片上的電荷及消除應(yīng)力。又如粘接電聲器材,考慮到大功率喇叭長(zhǎng)時(shí)間播放引起的放熱,往往要求在喇叭中心部位的膠粘劑能耐120~150℃甚至170℃以上的高溫。雖然現(xiàn)在可以找到不少耐高溫的膠粘劑品種,但綜合各方面需求(如常溫固化、高溫應(yīng)用,盡可能是單組分膠粘劑,低毒低氣味,快速固化,對(duì)不同材料的強(qiáng)粘結(jié)力以及合理的價(jià)位等)都能同時(shí)滿足的膠粘劑則依然很少。氯丁橡膠的正常軟化點(diǎn)是60~70℃,因此,為了擴(kuò)大氯丁橡膠膠粘劑在電子元件組裝方面的應(yīng)用范圍,必須在膠粘劑配方設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝過(guò)程方面想方設(shè)法提高其耐熱性能。一個(gè)可行的思路是通過(guò)提高氯丁橡膠的交聯(lián)密度來(lái)提高其耐熱性能,但此時(shí)必須兼顧到膠粘劑的貯存穩(wěn)定性和操作性能,因?yàn)殡S著交聯(lián)密度的提高,一般情況下膠粘劑的貯存穩(wěn)定性和操作性能都會(huì)受到不同程度的影響。

　　4、揮發(fā)速度

　　各種溶劑因其沸點(diǎn)不同,故揮發(fā)速率也不同。雖然多數(shù)情況下由于希望膠粘劑的固化速率快,往往去選用一些揮發(fā)速率快的溶劑,然而實(shí)際上溶劑的揮發(fā)速率并非越快越好,而需根據(jù)具體情況具體處理。在對(duì)不同配方用于不同材料的應(yīng)用試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),對(duì)于光面或表面少孔的材質(zhì),溶劑揮發(fā)速率過(guò)快,會(huì)導(dǎo)致膠粘劑對(duì)材料表面的浸潤(rùn)差;反之,對(duì)于表面多孔的材料,若溶劑揮發(fā)速率過(guò)慢,浸潤(rùn)太深,會(huì)導(dǎo)致材料表面余膠少,這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致粘結(jié)力下降。當(dāng)采用良溶劑和不良溶劑混合并用時(shí),若不良溶劑揮發(fā)速度快,則由于隨著不良溶劑的揮發(fā),膠粘劑中良溶劑的濃度增大,氯丁橡膠一直是可溶的,不會(huì)析出,故而能得到平滑的膜表面;反之,若是良溶劑揮發(fā)速率快,先揮發(fā)出來(lái),剩下不良溶劑難溶氯丁橡膠,會(huì)導(dǎo)致膠析出、結(jié)塊,使膠膜表面不平整。

　5、不同膠種的配合應(yīng)用

　　在某些特殊場(chǎng)合, 考慮到產(chǎn)品的某些綜合性能要求及對(duì)不同粘接材料的介面親和力, 可將不同型號(hào)的氯丁膠種并用或?qū)⒙榷∠鹉z與其他橡膠進(jìn)行配合使用。例如為了得到更好的耐低溫性能, 可考慮并用結(jié)晶速度低的氯丁膠型號(hào); 為了改進(jìn)加工性,提高粘合強(qiáng)度以及改善耐屈撓和耐撕裂性能, 可考慮和天然膠并用; 與丁腈橡膠并用可改善其耐油性等。

　　6、產(chǎn)品性能測(cè)試方法

　　一個(gè)配方設(shè)計(jì)得是否合理、成功, 最終需要有一個(gè)合適的試驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。這個(gè)試驗(yàn)方法除了部分是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外, 更多的是設(shè)計(jì)人員根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)、創(chuàng)造的, 其正確性以實(shí)踐作為惟一檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。本文作者對(duì)實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)的一些試驗(yàn)方法略作介紹。

　　不同溫度下的剝離強(qiáng)度，不同粘合時(shí)間的剝離強(qiáng)度，不同被粘材料的剝離強(qiáng)度，軟化點(diǎn)，穩(wěn)定性( GB 7751--87)，實(shí)際應(yīng)用模擬試驗(yàn)。

　　7、對(duì)接枝反應(yīng)性能的影響

　　氯丁類(lèi)膠粘劑雖然因?yàn)橛袠O性,對(duì)各種材料在較大范圍內(nèi)都具有粘合性,但在粘合聚氯乙烯制品及聚烯烴等其他一些難粘制品時(shí),僅靠單純的物理溶解制得的膠粘劑的黏結(jié)力是不夠的,因此往往要考慮在氯丁橡膠分子上進(jìn)行甲基丙烯酸甲酯等單體的接枝。其接枝共聚反應(yīng)大致包含下列過(guò)程：首先是BPO分解為初級(jí)自由基,初級(jí)自由基攻擊MMA單體形成單體自由基,并形成不斷增長(zhǎng)的自由基鍵PMMA,支鏈自由基再與氯丁膠主鏈接枝聚合。當(dāng)希望粘接范圍更廣,能粘接一些如SBS、PU等難粘材料時(shí),可考慮進(jìn)一步用聚氨酯改性。但并非所有的氯丁橡膠品種都可以用來(lái)進(jìn)行接枝反應(yīng),型號(hào)A-90、G-40S-1的氯丁橡膠可被用于接枝反應(yīng),許多其他型號(hào)的品種并不宜用于接枝。

　　橡膠型電子元件膠粘劑在配方設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵方面主要是膠種、溶劑、增粘樹(shù)脂、填料及硫化促進(jìn)劑和防熱、防氧老化助劑的選擇。在選用一些專(zhuān)用型的氯丁橡膠品牌時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題是結(jié)晶速度、門(mén)尼黏度和膠膜的軟硬程度; 溶劑選擇首要考慮到其對(duì)氯丁橡膠的溶解能力, 其次是毒性、揮發(fā)速度。在氯丁橡膠膠粘劑中選擇配合適量的增粘樹(shù)脂可大大提高膠粘劑的粘合強(qiáng)度及耐熱性能;添加填料能賦予膠膜某些特殊物理性能;適量的硫化促進(jìn)劑和防老劑對(duì)于進(jìn)一步提高膠膜的耐熱老化性能及改善膠液的貯存穩(wěn)定性是需要的。

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