胶粘剂：组成和分类简介

能将两种或两种以上同质或异质的材料连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机的、天然或合成的一类物质统称为黏合剂或胶粘剂、粘接剂，习惯上简称为胶。

胶粘剂以黏料为主剂，配合各种固化剂、增塑剂、稀释剂、填料以及其他助剂等配制而成。最早使用的胶粘剂大都是来源于天然的胶粘物质，如淀粉、糊精、骨胶、鱼胶等，用水作溶剂，通过加热配制而成。由于组分较为单一，不能适应各种用途上的要求；当今的胶粘剂大都是利用合成高分子化合物为主剂，制成的胶粘剂有良好的粘接性能，可供各种粘接场合使用。

一、胶粘剂的组成

胶粘剂的主要组成有黏料、固化剂、增塑剂、填充剂、溶剂等。为了满足某些特殊使用要求，有的还要加入一些改性剂或其他配合剂。对一种胶粘剂而言，不一定都含有这几种组分，有的可能多达几十种，这些主要由胶粘剂的性能和用途来决定。

（一）黏料

黏料也被称为基料或主剂。黏料是胶粘剂中使两被粘物结合在一起时起重要作用的基本成分，它具有良好的黏合性和润湿性。作为黏料的物质大多数是高分子物质，例如：合成树脂（如热固性或热塑性树脂）、合成橡胶（如氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶等）、天然高分子物质（如淀粉、蛋白质、天然橡胶）以及无机化合物（如硅酸盐、磷酸盐）等。

胶粘剂的性质、用途和使用工艺也主要由黏料的性质所决定。一般胶粘剂的名称也是用黏料的名称来命名的。

在结构型胶粘剂中，主要用热固性树脂作为黏料，因为它在硬化后形成体型交联结构，能增加胶层的内聚强度。尤其是在热固性树脂的大分子链节上引入羟基、羧基等极性基团时，能改善其黏合性能；同时在结构型胶粘剂中也常加入热塑性树脂或弹性材料，以改善胶粘剂的性能，提高胶接接头的抗弯曲性和抗剥离强度。

在非结构型胶粘剂中，胶接结构的强度要求不高，但一般要求具有较好的柔韧性和耐屈挠性，可用热塑性树脂及弹性材料作为黏料。在设计胶粘剂配方时应做全面考虑，根据被粘物的性质选择适当的黏料以及合理的用量，以获得优良的综合性能。

（二）固化剂（硬化剂）

固化剂就是把黏料硬化为固体的物质。固化剂也是胶粘剂的主要成分，其性质和用量对黏合剂性能起着重要作用。

加入固化剂的目的就是为了使某些线型高分子化合物与它交联，形成体型网状结构，固化剂是直接参与化学反应的。例如，环氧树脂中加入胺类或酸酐类固化剂，在室温或高温作用后就能固化成坚硬的胶层。

在配制固化剂时，考虑到配制时的损耗、气体的挥发、气温的高低、固化反应的快慢，往往实际用量比计算用量要大些。一般是根据实际经验来选择固化剂用量。例如，夏季气温高，用量要少一点；冬季气温低，用量可多一点；有时等着用，要求固化快，就可多加点固化剂。总之，固化剂的用量不能超过它的允许使用限度，否则会影响胶接性能，使胶层变脆。

（三）增塑剂（或称增韧剂）

为增强胶粘层的柔韧性，提高胶粘层的抗冲击韧性，降低固化时的反应热和收缩率，改善胶粘剂的流动性，需加入增塑剂，用量为黏料的20%以内。例如，环氧树脂固化后性能脆硬，抗冲击性差，容易断裂，加入增塑剂就能使它的抗冲击性获得较大的改善，而且增加对裂缝延伸的抵抗性，疲劳性能也好，但是用量过多时，由于降低了分子间的作用力，强度反而下降。

增塑剂是一种高沸点液体或低熔点固体化合物，与黏料有混溶性，但不参与固化反应，如邻苯二甲酸二丁酯或二辛酯、磷酸三苯酯等；热塑性树脂如聚酰胺树脂；合成橡胶如聚硫橡胶和端羧基丁腈橡胶等。

（四）填料（填充剂）

为了改善胶粘剂的加工性、耐久性、强度及其他性能，或为了降低成本，常加入非黏性的固体填料。

常用的填料有炭黑、白炭黑、滑石粉、金属粉及一些金属氧化物等。所有各种填料都要求干燥，显中性或弱碱性，与黏料、固化剂及胶粘剂中的其他辅助材料不发生化学反应，填料一定要研磨成细碎粉末，才能与黏料混合均匀。填料的用量根据胶粘剂的黏度、性能要求和填料的性质来决定，灵活掌握，以不影响浸润和操作为原则。常用填料及其作用见表7-1。

表7-1 常用填料及其作用

续表

（五）溶剂（稀释剂）

在溶剂型胶粘剂中，需要用有机溶剂溶解黏料，调节胶粘剂的黏度，以便于操作和喷涂，增加胶粘剂的浸润能力和分子活动能力，从而提高黏合力。

不同的胶粘剂选用的溶剂有所不同，一般溶剂与高分子材料的溶解度参数越接近，相容性越好。还应考虑它的挥发速度，不宜太快或太慢。此外，还要考虑其来源、价格及溶剂对操作工人身体健康的影响。

常用的溶剂有甲苯、苯、乙酸乙酯、乙醇、汽油、丙酮等。

（六）其他附加剂

为了改善某些性能，满足特殊需要，在黏合剂中有时还要加入其他组分，例如防腐剂、防老化剂、偶联剂等。

二、胶粘剂的分类

胶粘剂的组分不一，品种繁多，至今尚无统一的分类方法，为便于掌握，习惯的分类方法主要有按化学成分、形态、用途来分，具体介绍如下。

（一）按胶粘剂的主要成分分类

此种分类方法便于掌握各种胶粘剂的配制过程和性能特点。按主要成分分类的胶粘剂如下：

天然胶可用于皮革、木材、纸张等材料的黏合，由于天然胶的来源少，性能不完善，所以逐渐被合成胶取代。(www.xing528.com)

合成胶发展很快，品种很多，性能也优良。橡胶型胶粘剂有很好的起黏性和柔韧性，抗张、抗弯性能比较好，但强度和耐热性较差。树脂型胶粘剂粘接强度（黏合强度）高，硬度、耐温、耐介质性能都比较好；缺点是性脆，韧性和起黏性较差。混合型胶粘剂是将一种或多种树脂、橡胶掺混使用，取长补短，这样既可提高强度，又增加了柔韧性。

（二）按形态分类

按形态可分为溶液型、乳液型、固体型、粉末型、膏糊型以及薄膜型等，本书主要介绍前两种。

1.溶液型胶粘剂

大部分胶粘剂属于溶液型，它的主要成分是树脂或橡胶，在适当的溶剂中溶解成为黏稠的溶液。使用时溶剂挥发或由被粘物吸收而消失，胶料固化，使两个被粘物黏合在一起。在溶液型胶粘剂中又分为水溶型胶粘剂和溶剂型胶粘剂。

（1）水溶型胶粘剂

水溶型胶粘剂是指基料溶解分散在水中的高分子物质组成的胶粘剂。溶解于水的也可称为水溶液胶粘剂。天然橡胶、动物胶、淀粉、糊精、松香等天然物质均可配制成水溶型胶粘剂，制鞋工业中常用的糯米糊和聚乙烯醇缩甲醛也是水溶型胶粘剂。

水溶型胶粘剂的特点如下：

①以水为介质，无毒、不燃烧、无三废，使用安全。

②室温下水分能蒸发，干燥成膜而形成粘接，可节约能源。

③对其他物质有良好的耐受性，可接受多种类型的添加剂改性而不影响稳定性。

④工艺简单，使用方便，一般可以用通用机械涂布施工。

（2）溶剂型胶粘剂

如果以有机物做溶剂则叫作溶剂型胶粘剂。即将天然或合成的树脂、橡胶或塑料，溶于适当的可挥发的有机溶剂中，加入或不加入填料，配成一定浓度的溶液，或将单体直接缩聚为一定固体含量的溶液，都称为溶剂型胶粘剂。这类胶有氯丁胶胶粘剂、过氯乙烯胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、脲醛树脂胶粘剂等。

溶剂型胶粘剂的特点：

①配制容易，多为单液型，使用方便。

②固化温度低，大部分可室温固化，不需加热。

③黏度低，易浸润，工艺性好。

④靠溶剂挥发的物理作用实现固化，收缩率较大，粘接强度不高。

⑤大部为有机溶剂，有一定的毒性和易燃性。

2.乳液型胶粘剂

乳液型胶粘剂是水分散型胶粘剂。树脂分散在水中为乳液，橡胶分散在水中为乳胶。这类胶粘剂有天然橡胶乳液、丙烯酸树脂乳液等。

（三）按固化形式分类

按固化形式可分为溶剂型、反应型和热溶型胶粘剂。

溶剂型固化的特点是溶剂从粘接端面挥发，或者由被粘物吸收而消失，形成粘接膜而产生粘接力。这是一种纯粹的物理可逆过程。固化速度随环境的温度、湿度、被粘物的疏松程度、含水量及粘接面的大小、加压方法等而变化。

反应型胶粘剂的固化特点是由不可逆的化学变化引起固化，这种化学变化是在基本化合物中加入固化剂，通过加热或不加热进行的。按照配制方法及固化条件，可分为单组分、双组分甚至三组分的室温固化型、加热固化型等多种形式。

热熔型胶粘剂是以热塑性的高聚物为主要成分，由不含溶剂的粒状、圆柱状、块状、棒状或固体聚合物通过加热熔融粘接，随后冷却固化发挥粘接力。

（四）按用途分类

按用途可分为结构胶和非结构胶两大类。

结构胶具有较高的强度和一定的耐温性，多用于胶接受力部件上，如环氧树脂、酚醛—氯丁橡胶等就属于结构胶。非结构胶具有一定的粘接强度，但不能承受较大的负荷和温度，如脲醛树脂，橡胶胶粘剂等。

制鞋用的胶粘剂全部是非结构胶粘剂。根据胶粘剂在制鞋各工序的使用情况，可分为制帮用胶和制底工序用胶。制帮用胶包括抿边用胶和作临时固定用胶，如天然橡胶、聚乙烯醇缩甲醛、热熔胶等。制底工序用胶较多，有绷楦胶、粘大底用胶以及加固用胶，如氯丁胶、聚氨酯热熔胶等。