膠粘劑用填料的介紹:
膠粘劑組分中不和主體材料起化學(xué)反應(yīng),但可以改變其性能,降低成本的固體材料稱為填料。使用填料是為了降低固化過程的收縮率,或是賦予膠粘劑某些特殊性能以適應(yīng)使用要求,此外,有些填料還會提高膠層的耐沖擊韌性及其他機(jī)械強(qiáng)度等。根據(jù)膠粘劑的物理性能可加入適量的填料以改善膠粘劑的機(jī)械性能和降低產(chǎn)品的成本。
常用的填料主要是無機(jī)化合物,如金屬粉末、金屬氧化物、礦物等。在膠粘劑中加入一定量的填料,尤其是極性填料,可以提高膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度、黏合力、耐熱性,降低膠粘劑的固化收縮率和熱膨脹系數(shù)等。如添加石棉絨、玻璃纖維等來提高沖擊強(qiáng)度;石英粉、瓷粉、鐵粉等提髙硬度和抗壓性;石墨粉、滑石粉等提高耐磨性;氧化鋁、鈦白粉等增加粘接力。膠粘劑中加入填料可起到下列作用。
①加入填料可以起到增稠作用,避免膠液因在固化過程中流動而造成缺膠,纖維填料的增稠作用比較顯著。另外還可改善膠液的觸變性能,以控制膠液的流動性。
②有些聚合物分子間的相互作用力較弱,內(nèi)聚能低,因此,力學(xué)性能不髙。選擇適當(dāng)顆粒大小的填料,能起到補強(qiáng)效果。填料粒子的活性表面可與若干大分子鏈相結(jié)合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。當(dāng)其中一條分子鏈?zhǔn)艿綉?yīng)力時,可通過交聯(lián)點將應(yīng)力分散傳遞到其他分子上。若其中某一條鏈發(fā)生斷裂,其他鏈可以照樣起作用,而不致馬上危及整體,故可以大幅度地提高膠粘劑的力學(xué)性能。
③膠粘劑在固化過程中伴隨著體積減小和密度增加,這種體積收縮是由于化學(xué)作用引起的。除固化過程產(chǎn)生的收縮外,由于膠黏劑與被膠物的不同的熱膨脹系數(shù),還會產(chǎn)生熱收縮。這兩種收縮均會在膠層中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,造成應(yīng)力集中,以至于引起膠層開裂或接頭破壞,直接影響膠接接頭的使用壽命。填料可以調(diào)節(jié)固化過程的收縮率,減少膠粘劑和被膠物之間熱膨脹系數(shù)的差別,并且阻止裂縫延伸,因此可以顯著提高膠接強(qiáng)度尤其是高溫下的剪切強(qiáng)度。但是填料用量過多,體系模量增加,也會使接頭的內(nèi)應(yīng)力增加,強(qiáng)度降低。
④在膠粘劑中加入導(dǎo)電良好的金屬粉末,可配制成導(dǎo)電膠黏劑,金屬粉以提高導(dǎo)熱性等。當(dāng)加入特殊的導(dǎo)電炭黑、銀粉或磁粉作填料,則可制取特殊場合使用的導(dǎo)電或?qū)Т拍z粘劑。有的填料可以降低樹脂的吸水性。有的填料還可起到改善膠接接頭耐濕熱老化和耐???霧的作用,使強(qiáng)度保持率很髙。所用的填料必須干燥,粉末要細(xì),用量要合適,否則合影響粘接性能。
關(guān)于各種特殊填料在膠粘劑中的應(yīng)用:
1、德國瓦克特殊填料在膠粘劑中的應(yīng)用
氣相二氧化硅號稱“工業(yè)味精”,分散在膠粘劑中,可以形成氫鍵橋聯(lián)作用,產(chǎn)生可逆的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因而賦予膠粘劑最適宜的流變效果。
(1)在環(huán)氧樹脂(EP)膠粘劑中的應(yīng)用:EP膠粘劑是以EP為主體配制而成的。由于EP膠粘劑具有粘接力大、收縮率小、電性能優(yōu)良和易于改性等優(yōu)點,故在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中已得到廣泛應(yīng)用。德國瓦克公司的WACKER HDK0 H17/H18在同等級別的產(chǎn)品中表現(xiàn)出相對最好的增稠觸變性和抗流掛性,并且其用量在產(chǎn)品性能相同時低于同類型產(chǎn)品10%~15%,從而能明顯降低相應(yīng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;HDK0 H13L具有易分散、流平佳等優(yōu)點,并且能迅速消泡;HDK誖N20性價比最高,是經(jīng)濟(jì)適用型產(chǎn)品。
(2)在聚氨酯(PU)膠粘劑中的應(yīng)用:在PU體系中,HDK誖H18具有最佳的增稠性、觸變效果和儲存穩(wěn)定性(28d),HDK0 H13L具有易分散、迅速脫泡等特性,HDK0 N20性價比最高、市場競爭力較強(qiáng)。
(3)在甲基丙烯酸酯厭氧膠中的應(yīng)用:HDK0 N20是經(jīng)濟(jì)適用型產(chǎn)品,HDK@T40可產(chǎn)生高透明效果,HDK@ H18用于高觸變性、高黏度穩(wěn)定性厭氧膠中效果極佳。
(4)在α-氰基丙烯酸膠粘劑中的應(yīng)用:HDK0 H13L極易分散,容易脫泡,是經(jīng)特殊處理過的產(chǎn)品。
(5)在有機(jī)硅體系膠粘劑中的應(yīng)用:硅橡膠主要分為室溫硫化(RTV)硅橡膠和高溫硫化硅橡膠。RTV硅橡膠是20世紀(jì)60年代問世的一種新型有機(jī)硅彈性體,這種橡膠的最顯著特點是在室溫條件下無須加熱、加壓即可快速固化,使用極其方便。目前RTV硅橡膠已廣泛用作膠粘劑、密封劑、防護(hù)涂料、灌封和制模材料等領(lǐng)域,在各行各業(yè)中都有它的用途。在普通硅膠、高透明硅膠和疏水型硅膠產(chǎn)品中,有HDK0 V15、N20、T40、H20、H18等產(chǎn)品可供備選使用。