粘合剂与密封胶 2024-02-28 15:44:19

目前，胶粘剂的应用已浸透到国民经济的各个领域中，在很多场合下，胶粘剂能有效地代替焊接、铆接、螺接和其它机械联接，为各生产战线简化工艺、节约能源、降低成本、提高经济效益提供了有效途径。随着科学技术的飞速发展，对胶粘剂的性能及粘接技术提出了越来越高的要求；因不同材料具有不同的界面性能，在粘接过程中为了胶粘剂和被粘物表面之间获得坚固的粘接界面层，常利用含有反应性基因的偶联剂与被粘物固体表面形成化学键来实现。可以用作偶联剂的物质有机硅烷类、钛酸酯类、磷酸酯类以及某些有机酸等，其中又以硅烷偶联剂的应用最为成熟。

1. 硅烷偶联剂在有机胶粘剂中的作用

硅烷偶联剂是能同时与极性物质和非极性物质产生一定结合力的化合物，其特点是分子中同时具有极性和非极性部分，如：氨基，环氧基，烷基及苯基等有机官能团，常与胶粘剂基体树脂中的有机官能团发生化学结合；甲氨基，乙氨基等，这些基因易水解成硅醇而与无机物质（玻璃、硅石、金属、粘土等）表面的氧化物与羟基反应，生成稳定的硅氧键。因此，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质完全不同的材料连接在一起，这样就有效改善了界面层的胶接强度。

在胶粘剂中加入硅烷偶联剂不仅能提高粘合强度，而且还能改善胶粘剂的耐久行和耐湿热老化性能。例如聚氨基甲酸酯，虽然对许多材料具有较高的粘合力，但其耐久性不太理想，在加入硅烷偶联剂后，其耐久性可得到显著改善。在研究钛合金粘接件的湿热耐久性能问题时，通过在所用环氧胶粘剂中，加入硅烷偶联剂，使得胶接件在经过湿热老化后的剪切强度保留率由80%左右提高到97%左右。硅烷偶联剂甚至可以直接用作胶粘剂，用于硅橡胶，氟橡胶等与金属的粘接。

为改善有机胶粘剂的某些性能（如耐热性，自熄性，稳定性等），或是为了降低有机胶粘剂的成本，经常要在胶粘剂中加入一些无机填料。如果预先硬硅烷偶联剂进行处理，则因为填料表面的极性基因与硅烷偶联剂发生了反应，从而大大减少了填料与树脂的结构化作用，不仅使填料对胶粘剂基体树脂的相容性和分散性大大提高，而且显著降低了体系的粘度，因而增大填料用量。

2. 硅烷偶联剂的使用方法

（1）表面预处理法将硅烷偶联剂配成0.5%-1%浓度的稀溶液，使用时只需在清洁的被粘表面涂上薄薄的一层，干燥后即可上胶。

（2）迁移法将硅烷偶联剂直接加入到胶粘剂组分中，一般加入量为基体树脂量的1%-5%。涂胶后依靠分子的扩散作用，偶联剂分子迁移到粘界面处产生偶联剂作用。不过也有需要固化速度快的胶粘剂，涂胶后需要达到短时间进行固化，以使硅烷偶联剂完成迁移过程，效果更好。