什么是胶黏剂？胶黏剂科普大全

一、什么是胶黏剂?

胶黏剂是通过粘接工艺来粘接物体表面的材料.胶黏剂是能够将两部分通过粘接形成一个整体的物质。胶黏剂触及我们生活的每一天虽然他们永远不会超过已个手臂的长度，我们也可能没有意识到他们的存在。

1、胶黏剂的概念

1）是一种可以把2个部分粘接在一起的物质

2）浸润能力用接触角的大小来表示

2、连接原理

▶ Mechanical interlocking(机械互锁)
▶ Chemisorption (化学键吸附)
▶ Adsorption(分子间吸附)
▶ Diffusion (分子间扩散)
▶ Electrostatic adsorption (静电吸附)

3、影响粘结强度的因素

▶ Wet ability(浸润状况)
▶ Surface contamination(表面污染)
▶ Polymerization prosperity(聚合情况)
▶ Cure mechanism(固化机理)

4、胶粘剂的组成

▶ Polymer or Monomer 聚合物/单体
▶ Tackifier 增粘剂
▶ Plasticizer 塑化剂
▶ Curing Agent 固化剂
▶ Filler 填充物
▶ Solvent 溶剂
▶ Pigment 染料
▶ Others 其他

5、胶黏剂粘接的优势

▶ 胶粘剂能用于不同材料间的粘接
▶ 能使用新的设计和新的结构方法
▶ 更短更快的工艺
▶ 不损坏基材,保持材料原有的特性.
▶ Pressure uniformity(应力一致)
▶ Saving the space(节约空间)

6、胶黏剂粘接的缺点

▶ 热稳定性有限
▶ 需要复杂的表面处理
▶ 低的环境温度和基材温度下固化需要更长的时间
▶ 对腐蚀和化学影响敏感

二、胶粘剂的固化机理

▶ 厌氧固化
▶ UV光固化.
▶ 阴离子固化
▶ 活性剂固化
▶ 湿气固化
▶ 热固化
▶ 冷却固化

Anaerobic reaction (厌氧固化)

湿气固化（阴离子固化）

热固化粘合剂通常单组分胶粘剂。典型的例子是热固化环氧树脂。

固化时间与固化温度–较高的固化温度，固化时间短。固化温度低，固化时间就长，但是有一个最低温度，低于最低温度很难固化。

故障模式

Adhesion failure(粘合破坏)–该胶可完全从面临的一个基板分开。

Cohesion failure(内聚力破坏)胶粘剂本身打破。粘合剂残留在这两个基板。

三、良好粘接的要求

胶黏剂良好粘接的基本要求:

▶ Good joint design(好的设计)
▶ Proper choice of adhesive(适当的胶粘剂)
▶ Cleanliness of surfaces(清洁的表面)
▶ Wetting of surfaces that are to be bonded together(与被粘基材浸润)
▶ Proper adhesive bonding process (solidification and cure)适当的胶粘工艺

1、良好的粘接设计

1）接头设计是粘接成功的关键(1)受力状态: 尽增大剪切力，减少剥离力和劈裂力，增大压缩力，减少拉伸力。

2）增大接头宽度比增加搭接长度有利。

连接类型

▶ 尽可能扩大粘接面积▶ 尽可能避免剥离力和扯离力▶ 胶层应均匀一致▶ 控制良好间隙▶ 粘接部件应配合良好▶ 足够的固化时间和溶剂挥发时间

2、选择合适的胶粘剂，客户要求

A、被粘接材料

是哪一类橡胶、塑料?是多孔的还是光滑的或粗糙的?

B、使用工况

工作温度?是否受冲击载荷?是潮湿环境还是在水里工作?

C、受力状态

避免剥离力和劈裂力。

D、用胶量

是用胶填充间隙还是桥接?用胶量有多大?

E、固化速度

粘接后多长时间可以使用?

3、影响选择胶的因素

1）不同基材的表面能量

金 属 

— 不锈钢 ，铜 ，铁 ，铝等等

2）高 表 面 能 量 塑 胶

— 聚碳酸酯(PC) ，聚酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，丙烯腈+丁二烯+苯乙烯三者的共聚物 (ABS)，聚氯乙烯 (PVC)，丙烯酸酯 等等

3）低 表 面 能 量 塑 胶 

— 聚丙烯(PP) 29，聚乙烯(PE) 31 ，特氟龙(PTFE,F4) 18，硅 橡 胶 等 等

4、清洁表面

5、表面处理的方法

四、胶粘剂分类

1、分类的物理形式

▶ Liquid液体
▶ Paste糊状物/膏状
▶ Film薄膜
▶ Tape胶带

2、分类的聚合物或化学成分

▶ Epoxies环氧树脂
▶ Silicone adhesive硅橡胶粘合剂
▶ Acrylics丙烯酸
▶ Polyurethanes聚氨酯
▶ Polyimides聚酰亚胺
▶ Cyanate esters (such as Cyanoacrylates )氰酸酯（如氰基丙烯酸酯）

1）环氧树脂

▶ 力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密。
▶ 附着力强。
▶ 固化收缩率小。一般为1%～2%。
▶ 优良的电绝缘性。
▶ 环氧树脂的耐温一般为-40——150℃。特殊能耐200℃以上。
▶ 固化后非常硬，一般在肖氏D80左右。
▶ 冷热冲击时应力比较大，容易开裂。

2）硅橡胶

▶ 耐候性优良，耐温一般-45——200℃。
▶ 弹性非常好，多数用于密封。
▶ 硬度范围较大，肖氏A10-80之间。
▶ 良好的电性能以及耐化学性能。
▶ 良好的压缩变形性
▶ 良好的稳定性
▶ 粘附力一般
▶ 气密性一般

3）丙烯酸

▶ 具有良好的耐水耐化学性
▶ 粘接力非常强
▶ 干燥快，初固时间短
▶ 施工方便
▶ 耐高低温性能一般，大约在-20——85℃。特别的可达120℃。
▶ 一般用于粘接、密封

4）聚氨酯

▶ 具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性
▶ 具有良.好的粘接性
▶ 耐低温性能良好，可达-90℃。
▶ 硬度介于环氧和硅胶之间，一般在肖氏A00-肖氏D。
▶ 一般用于粘接、灌封
▶ 耐高温性能一般，大多只能耐80℃，特殊可达120℃
▶ 抗紫外线能力差

3、按作用分类

▶ Electrically conductive adhesives导电胶
▶ Non-electrically conductive adhesives绝缘胶
▶ Surface mount adhesives表面贴装胶粘剂
▶ Underfill adhesives底部填充胶
▶ Thermal conductive adhesives导热胶
▶ Encapsulant adhesives密封胶粘剂
▶ Potting encapsulant / conformal coating灌封密封剂/保形涂料
▶ Reinforcement and others加固和其他

胶黏剂术语

粘接：

两个表面依靠化学力、物理力或两者兼有之力结合在一起的状态。

内聚：单一物质内部各分子靠化学键力、分子间力结合在一起的状态。

闪点(Flashing point)：

又称燃闪点，表示可燃性液体性质的指标之一。是指可燃性液体加热到其液体表面上的
蒸气压和空气的混合物与火焰接触发生闪火时的最低温度。闪燃通常为淡蓝色火花，一闪
即灭，不能继续燃烧。闪燃往往是发生火灾的先兆。测定闪点有开口杯法和闭口杯法，一般
前者用于测定高闪点液体，后者用于测定低闪点液体。

表面能：

处于液体或固体表面的分子，其能量要比内部分子的大，这多余的能量即为表面能。单位为
达因/厘米。

触变性：

在恒定剪切速率下粘度随时间增加而降低，且剪切停止后，粘度又恢复的现象称为触变性。
通常在胶中加入触变剂增加胶的触变性。常使用触变指数K来表征触变性，触变指数越大，
触变性越大。触变指数是转速为6rpm与60rpm时的粘度之比。

粘接强度：

在外力作用下，引起粘接接头破坏时，单位粘接面积或粘接长度上能承受的最大载荷。

粘度:

就是液体的内摩擦。粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度两大类。绝对粘度分为动力粘度
和运动粘度两种。

适用期:

指配制的胶粘剂能维持其可使用性的时间。对多组分胶粘剂，它是指将其按配方调配好的一瞬间
起至不能再涂布组装或浇注时止，前后时间间隔为适用期。对单组分湿气固化的胶粘剂与密封剂，
则是指将它挤出暴露在空气中适合涂布组装的最短时间。双组分胶粘剂的适用期一般指粘度增加
一倍的时间。

贮存期:

指在规定条件下胶粘剂仍能保持其操作性能和规定强度的最长存放时间。

拉伸强度:

在垂直于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所承受的拉伸力。用mpa表示。

剪切强度:

在平行于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所承受的剪切力。用mpa表示。

剥离强度:

在规定的剥离条件下，使胶接试样分离时单位宽度所能随承受的载荷。用KN／m表示。

介电强度:

是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。它定义为试样被击穿时， 单位厚度承受的最大电压，
表示为伏特每单位厚度。物质的介电强度越大， 它作为绝缘体的质量越好。

导热率:

热量从物体的一部分传导至另一部分，或从一物体传导至另一物体，称为热传导。导热率是一表
明物质热传导能力的性能参数。

热阻:

物体对热量传导的阻碍效果,与电阻非常类似 。热阻显然是越低越好－相同的环境温度与导热功率
下，热阻越低，发热物体的温度就越低。

固化时间:

粘接件合拢时，从加热、加压或者二者同时施加、或在室温下直接粘接剂完全固化的时间间隔。

表面电阻率:

是绝缘材料抵抗表面漏泄电流的能力。

体积电阻率:

是绝缘材料抵抗体内漏泄电流的能力。表面电阻率、体积电阻率越高，漏泄电流越小，材料的导
电性能越差。

硬度:

表示它抵抗外力压入的能力，也就是说材料对刚性物压入时的阻力，它的大小反映出材料本身的
软硬程度。目前国内使用的主要是邵氏硬度计。

密度：

单位容积内所含物质的质量为该物质的绝对密度。由于物质的容积和温度有关系，所以表明某物质
的质量时应标明温度。

挤出率：

表征粘度的单位，在一定压力下一定直径的管中单位时间内挤出的胶粘剂的克数。

玻璃化转变温度：

是指高分子材料开始从玻璃态（刚性）向橡胶态（柔软）转变的温度。

伸长率/延长率：

试样断裂时伸长量与初始标线长度的百分比。表明材料的弹性，一般断裂伸长率高的材料的弹性高。

线性膨胀系数也称热膨胀系数：

压力一定时，温度每升高1℃，每1cm长的物质伸长的厘米数。

模量:

反映材料抵抗形变能力的大小，定义为单位形变所需的应力大小。模量大，材料的刚性大，不易形变。 

吸水率:

物质吸水程度的量度。系指在一定的温度下把物质在水中浸泡一定时间所增加的质量百分数。 

介电常数：

是电子材料性能的一个重要参数，用于衡量绝缘体储存电能的能力。

催化剂中毒：

催化剂因与其它材料反应而失去反应活性。

透光率：

透过胶层的光通量与入射的光通量之比的百分数表示。

表干时间（Tack Time）: 

是指胶水表层固化的最短时间。将一个小的PE薄片（大约2cm x5cm）放置在胶粘剂的表面，拿开时
表面不会有黑色的残胶。产品本身仍有粘性，但不会在PE薄片上留有痕迹。

固化：

是通过化学反应使胶粘剂具有强度性质的过程。

硬化：

是通过化学或物理作用产生粘合或内聚强度的过程。 

白化：

由于粘结剂中溶剂挥发速率过快，在粘接界面或周边凝结水蒸汽而发白的现象。