人類使用熱熔膠膜膠粘劑已有幾千年的歷史,然而環(huán)氧樹脂膠粘劑從1950年左右出現(xiàn)至今,僅僅只有50多年。但是隨著20世紀中葉各種膠粘理論的相繼提出,以及膠粘界面化學、膠粘劑流變學和膠粘破壞機理等基礎(chǔ)研究工作的深入進展,使膠粘劑階性能、品種和應用有了突飛猛進的發(fā)展。環(huán)氧樹脂及其固化體系也以其獨特的、優(yōu)異性能和新型環(huán)氧樹脂、新型固化劑和添加劑的不斷涌現(xiàn),而成為性能優(yōu)異、品種眾多、適應性廣泛的一類重要的膠粘劑。由于環(huán)氧膠粘劑的粘接強度高、通用性強,曾有“自噴膠”、“大力膠”之稱。已在航空、航天、汽車、機械、建筑、化工、輕工、電子、電器以及日常生活等領(lǐng)域得到廣泛的應用。 環(huán)氧膠粘劑是由環(huán)氧樹脂、固化劑、促進劑、改性劑、稀釋劑、填料等組成的液態(tài)或固態(tài)膠粘劑。環(huán)氧膠粘劑的膠粘過程是一個復雜的物理和化學過程,包括浸潤、粘附、固化等步驟,然后生成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的固化物,把被粘物結(jié)合成一個整體。膠接性能不僅取決于膠粘劑的結(jié)構(gòu)和性能以及被粘物表面的結(jié)構(gòu)和膠粘特性,而且和接頭設(shè)計、膠粘劑的制備工藝和貯存以及膠接工藝等密切相關(guān),同時還受周圍環(huán)境的制約。因此環(huán)氧膠粘劑的應用是一個系統(tǒng)工程。環(huán)氧膠粘劑的性能須與上述影響膠接性能的諸因素相適應,才能獲得佳結(jié)果。用相同配方的環(huán)氧膠粘劑膠接不同性質(zhì)的物體,或采用不同的膠接條件、或在不同的使用環(huán)境中,其性能會有極大的差別。應用時應充分給予重視。
環(huán)氧膠粘劑與其他類型膠粘劑比較,具有以下優(yōu)點:
(1)環(huán)氧樹脂含有多種極性基團和活性很大的環(huán)氧基,因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料,尤其是表面活性高的材料具有很強的粘接力,同時環(huán)氧固化物的內(nèi)聚強度也很大,所以其膠接強度很高。
(2)環(huán)氧樹脂、固化劑及改性劑的品種很多,可通過合理而巧妙的配方設(shè)計,使膠粘劑具有所需要的工藝性(如快速固化、室溫固化、低溫固化、水中固化、低粘度、高粘度等),并具有所要求的使用性能(如耐高溫、耐低溫、高強度、高柔性、耐老化、導電、導磁、導熱等)。
(3)環(huán)氧樹脂固化時基本上無低分子揮發(fā)物產(chǎn)生。膠層的體積收縮率小,約1%一2%,是熱固性樹脂中固化收縮率小的品種之一。加入填料后可降到0.2%以下。環(huán)氧固化物的線脹系數(shù)也很小。因此內(nèi)應力小,對膠接強度影響小。加之環(huán)氧固化物的蠕變小,所以膠層的尺寸穩(wěn)定性好。
(4)耐腐蝕性及介電性能好。能耐酸、堿、鹽、溶劑等多種介質(zhì)的腐蝕。體積電阻率1013―1016Ω?cm,介電強度16―35kV/mm。
(5)與多種有機物(單體、樹脂、橡膠)和無機物(如填料等)具有很好的相容性和反應性,易于進行共聚、交聯(lián)、共混、填充等改性,以提高膠層的性能。
(6)通用型環(huán)氧樹脂、固化劑及添加劑的產(chǎn)地多、產(chǎn)量大,配制簡易,可接觸壓成型,能大規(guī)模應用。
環(huán)氧膠粘劑的主要缺點:
(1)對極性小的材料(如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等)粘接力小。須先進行表面活化處理。
(2)不增韌時,固化物一般偏脆,抗剝離、抗開裂、抗沖擊性能差。
(3)有些原材料如活性稀釋劑、固化劑等有不同程度的毒性和刺激性。設(shè)計配方時應盡量避免選用,施工操作時應加強通風和防護。
要設(shè)計出環(huán)氧膠粘劑的佳配方,達到所要求的膠接性能,就須了解熱熔膠膜粘合劑的粘附機理和膠接的破壞機理。在這方面已做了大量研究,提出了許多理論,雖然都還存在一些不足之處,但是已闡明和解決了不少實際問題,大大推動了環(huán)氧膠粘劑的開發(fā)應用。