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单词 橡胶胶粘剂
释义

【橡胶胶粘剂】
 

橡胶胶粘剂是以橡胶、热塑性弹性体和类橡胶的高分子化合物为主体材料的胶粘剂,又称为弹性体胶粘剂。橡胶胶粘剂最初是把天然树胶制成胶浆使用,在20世纪.20年代才出现天然橡胶(NR)压敏胶;30年代美国开始生产氯丁橡胶(CR),德国开始生产丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、聚异丁烯(PIB)及聚氨酯橡胶(PUR),苏联研制成功聚丁二烯橡胶(BR),此时橡胶胶粘剂便随之迅速发展起来;40年代出现-系列氯丁-酚醛和丁腈-酚醛结构胶粘剂;60年代橡胶胶粘剂开始不断完善,其发展简况如表所示。橡胶胶粘剂可分为:非结构型、结构型、水基型、橡胶加工工艺用和压敏胶等5个类型。

表1 橡胶胶粘剂发展简况

橡胶胶粘剂一般是非结构型胶粘剂,粘接强度不高,供不受力部分的粘接使用。按溶剂状况它可分为:溶剂型(硫化和非硫化)、水乳液型(硫化和非硫化)以及无溶剂型(低聚液体型和热熔型)。在非结构型橡胶胶粘剂中发展较快的是氯丁胶粘剂和聚氨酯(PU)胶粘剂。PU胶粘剂的新发展主要反映在热熔、湿气固化、水溶性及紫外线(UV)固化胶粘剂等方面。湿气反应PU热熔胶是以聚氨酯预聚物为主要成分,与水反应而固化(湿空气固化),为交联型热熔胶,比一般热熔胶更耐热、耐寒。UV固化的丙烯酸聚氨酯胶粘剂在光信息接受板上获得应用。水分散性PU胶粘剂是用乳化剂将聚氨酯预聚物分散于水中。在某些场合下其性能不亚于溶剂型PU胶粘剂。自60年代末开始PU胶粘剂大量用于制鞋业,其进展方面为:对PU胶粘剂进行共混改性,如将PU预聚物与丙烯酸酯类预聚物混合而形成半互穿聚合物网络(半-IPN)胶粘剂;加入改性添加剂如结晶成核剂A、FeCl3等以提高粘接强度和耐热性;发展水乳型和无溶剂反应性PU胶粘剂;研制不变黄的浅色或白色PU胶粘剂等。国内主要是对鞋用氯丁胶粘剂进行改性,其研究热点是接枝氯丁胶粘剂。初期开发的是以粘接型氯丁橡胶为主体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为接枝单体的二元接枝,后来开发了三元接枝即在二元体系中引入第二活性单体(如醋酸乙烯、丙烯酸等)或第二聚合物(如NR、SBS等),其发展方向是多元接枝(如近斯开发的在二元体系中同时引入第二单体和第二聚合物的四元接枝)。氯磺化聚乙烯胶粘剂近期发展较快,其分子中无双键,耐老化性能较好,适于除硅、氟橡胶外的所有橡胶的粘接及其与金属的粘接。

结构型橡胶胶粘剂多为复合体系而且树脂用量较大,如早期的氯丁-酚醛、丁腈-酚醛等。结构型胶粘剂发展的方向之一就是引入橡胶(弹性体)或接枝和互穿网络聚合物来改善其低温和抗冲击强度等性能,如弹性体与丙烯酸酯类的接枝型胶粘剂即第2代丙烯酸酯胶粘剂(SGA),低温下具有良好的冲击强度,适于多孔材料和塑料的粘合。第3代丙烯酸酯胶粘剂(TGA)为UV固化型。丁腈橡胶与丙烯酸酯类的多元复合结构胶粘剂具有较高的粘合强度,聚氯酯-环氧结构胶粘剂可用于SMC部件的高速粘合,光固化的聚氨酯-丙烯酸酯类结构胶粘剂扩大了加工范围。

水基型橡胶胶粘剂主要是橡胶的水散体即橡胶胶乳和弹性体水乳液。早期直接使用天然橡胶胶乳,后来开发了合成橡胶胶乳(如氯丁胶乳、丁苯胶乳和丁腈胶乳等),近期问世的有天甲胶乳(NR/MMA接枝乳液共聚物)和羧基氯丁胶乳(氯丁二烯与丙烯酸酯类的多元乳液共聚物)。国产LDR-503型氯丁胶乳是制备水基胶粘剂的优良基料。水性PU(乳液、分散液、溶液)胶粘剂以水为介质是今后的发展方向,早在50年代就有少量研究,至70年代才开始迅速发展。国内乳液型PU尚处于开发阶段,而乳液型PU胶粘剂还是空白。多元(如NR、IR、SBR和SBS或SIS并用)的水基型橡胶胶粘剂具有优异的粘接性能和耐水性,羧基乙烯吡啶胶乳可改善聚酯帘线的粘结力。

橡胶加工工艺用胶粘剂系指橡胶制品生产中橡胶与金属、橡胶与纤维织物、橡胶的增粘与粘接等用的胶粘剂。早期较成功的主要有直接粘合体系(HRH)或称为间-甲-白体系(SRH)以及间苯二酚-甲醛-胶乳体系(RFL),当待粘橡胶为NR、SBR等通用橡胶时,RFL中的胶乳成分一般采用天然胶乳或丁苯胶乳与乙烯基吡啶胶乳并有;当待粘橡胶为其他胶种时胶乳成分应作相应调整,总之二者的溶解度参数和硫化速度相近时才能获得较佳效果。近期发展较快的是Chemlok系列胶粘剂,在国内外已广泛应用。未硫化胶与其他材料在硫化过程中实现粘合所使用的胶粘剂,尚处于开发阶段,而水基型强力胶粘剂乃是目前研究的重点。

在压敏胶带中常用的压敏胶主要是溶剂型,其发展方向是无溶剂型和乳液型。压敏胶早期一般用NR、SBR,后来开发了苯乙烯嵌段共聚物如SBS、SIS制造的热熔压敏胶即第四代热熔压敏胶。近期将SBS、SIS加氢改性后,使其中间弹性嵌段呈饱和状态,便成为第二代热塑性弹性体,具有优异的耐老化性能。耐热性较好的压敏胶是由二甲基硅氧烷的生胶与树脂混合而成,透湿性的PU压敏胶膜和透气性的PU压敏胶带主要是医用,而PU泡沫压敏胶带则用于安装。乳液型压敏胶是以丙烯酸酯乳液压敏胶为主。压敏胶带的固化主要有湿气固化、加热固化UV固化和电子束(EB)固化。

以弹性体为主体材料的胶粘剂产品还有密封胶,早期主要是聚硫橡胶密封胶,后来开发了丙烯酸酯密封胶、硅橡胶密封胶和PU密封胶。PU密封胶发展迅速,在建筑密封胶中用量居首位。PU密封胶的新品种主要有单组份泡沫密封胶、低模量高弹性PU密封胶和不下垂的PU密封胶等。丙烯酸酯-聚氨酯密封胶同时具有两种密封胶的优点。低气味的单组份硅橡胶密封胶(N-SIL)和室温硫化中性固化的硅橡胶密封胶(737),均无需涂底胶。经氢化改性的SBS和SIS丁苯嵌段共聚物即SEBS和SEPS,其密封胶的耐老化性能较好。近几年来出现的多元(硅橡胶、氟橡胶和乙丙橡胶等并用)密封胶主要用于汽车。组成类似乙丙胶的低聚Kalox密封胶,能作成屋顶单层膜片(三元乙丙橡胶(EPDM)却不能),具有优异的耐热性和耐天候性能。

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(四川省化工设计院何道纲撰;成都科技大学教授级高级工程师张开审)

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