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膠粘劑的定義和(hé)曆史
什麽是膠
能同時(shí)将兩種或兩種以上(shàng)同質或異質的制(zhì)件(或材料)連接在一起,固化後具有(yǒu)足夠強度的有(yǒu)機或無機的、天然或合成的一類物質,統稱為(wèi)膠粘劑或粘接劑、粘合劑、習慣上(shàng)簡稱為(wèi)膠。
膠的曆史
早期自然膠:糯米糊粘接城牆,松脂粘接冷兵器(qì)頭部,我們之前用的漿糊等等。
合成膠粘劑:
20世紀初:誕生(shēng)階段,1912年酚醛樹(shù)脂膠
20世紀中期:發展階段,1953年厭氧膠,1955年快幹膠
20世紀60年代-現在:完善階段,UV膠,密封膠,導電(diàn)膠,導熱膠等等

膠粘劑的成分
膠粘劑主要由基料,固化劑,促進劑,偶聯劑,稀釋劑,填料,增塑劑,增韌劑以及其他添加劑組成。
1.基料:是膠粘劑的主要成分,大(dà)多(duō)為(wèi)合成高(gāo)聚物,起粘合作(zuò)用,需要有(yǒu)良好的粘附性和(hé)濕潤性。
2.固化劑和(hé)促進劑:固化劑是膠粘劑中最主要的配合材料,它直接或者通(tōng)過催化劑與主體(tǐ)聚合物反應,固化結果是把固化劑分子引進樹(shù)脂中,使分子間(jiān)距離,形态,熱穩定性,化學穩定性等都發生(shēng)了
明(míng)顯的變化,使樹(shù)脂變為(wèi)網狀結構。促進劑主要是加速膠粘劑中的主體(tǐ)聚合物與固化劑的反應,縮短(duǎn)固化時(shí)間(jiān),降低(dī)固化溫度。
3.偶聯劑:能與被粘表面形成共價鍵使粘接界面堅固。
4.稀釋劑:用于降低(dī)膠粘劑的粘度,增加流動性和(hé)滲透性。分非活性和(hé)活性稀釋劑。非活性稀釋劑一般為(wèi)有(yǒu)機溶劑,如丙酮,環己酮,甲苯,二甲苯,正丁醇等。活性稀釋劑是能參加化學反應的稀釋劑,分子端基帶有(yǒu)活性基團,如環氧丙烷苯基醚等。
5.填料:無機化合物,如金屬粉末,金屬氧化物,礦物等。用于改善樹(shù)脂固化後的收縮率和(hé)膨脹系數(shù),提高(gāo)粘接強度和(hé)耐熱性,機械強度和(hé)耐磨性等。
6.增塑劑和(hé)增韌劑:增塑劑一般為(wèi)低(dī)粘度,高(gāo)沸點的物質,如鄰苯二甲酸二甲酯,鄰苯二甲酸二辛酯,亞磷酸三苯酯等,其能增加樹(shù)脂的流動性,有(yǒu)利于浸潤,擴散和(hé)吸附,能改善膠粘劑的彈性和(hé)耐寒性。增韌劑是一種帶有(yǒu)能與主體(tǐ)聚合物起反應的官能團化合物,在膠粘劑中成為(wèi)固化體(tǐ)系的一部分,從而改變膠粘劑的剪切強度,剝離強度和(hé)柔韌性。
7.其他添加劑:防老化劑,防黴變劑,消泡劑,阻燃劑顔料等等。

膠粘劑的粘合原理(lǐ)
膠粘劑和(hé)物體(tǐ)接觸,首先會(huì)潤濕表面,然後通(tōng)過一定的方式鏈接兩個(gè)物體(tǐ)使之具有(yǒu)一定機械強度的過程稱為(wèi)膠聯。此過程都要經過一個(gè)液态或類液态向高(gāo)分子固态轉變的過程。
1.機械理(lǐ)論
膠粘劑必須滲入被粘表面的空(kōng)隙內(nèi),并排除其界面上(shàng)吸附的空(kōng)氣才能産生(shēng)粘接作(zuò)用。
膠粘劑粘接的表面打磨的效果比光滑要好,因為(wèi)機械鑲嵌。由于打磨使表面變得(de)粗糙,表面層的物理(lǐ)性質發生(shēng)了變化,從而提高(gāo)了粘接強度。
2.吸附理(lǐ)論
吸附理(lǐ)論認為(wèi),粘接是兩種材料之間(jiān)分子接觸和(hé)界面力産生(shēng)所引起的。粘接力主要來(lái)源于氫鍵力,範德華力等分子間(jiān)作(zuò)用力。膠粘劑與被粘物的連續接觸的過程叫潤濕,要使膠粘劑潤濕固體(tǐ)表面,膠粘劑的表面張力應小(xiǎo)于固體(tǐ)的臨界表面張力。所以像特氟龍,PE等低(dī)表面能的材料很(hěn)難粘接。
3.靜電(diàn)理(lǐ)論
在膠粘劑于被粘接表面上(shàng)形成雙電(diàn)層而産生(shēng)靜電(diàn)引力,即相互分離的阻力。所以當粘接低(dī)表面能的材料時(shí),可(kě)以采用靜電(diàn)處理(lǐ),從而增加其粘合能力。
4.弱邊界層原理(lǐ)
我們認為(wèi)當粘接破壞被認為(wèi)是界面破壞時(shí),往往是內(nèi)聚破壞或弱邊界層破壞。如果雜質集中在粘接表面附件,并與被粘接物結合不牢。當粘接發生(shēng)破壞時(shí),多(duō)數(shù)發生(shēng)在膠粘劑和(hé)被粘物表面,但(dàn)實際上(shàng)市弱邊界層的破壞。所以,我們粘接物體(tǐ)之前,需要仔細清理(lǐ)被粘接表面,确保其幹淨。

膠粘劑的分類
1.天然材料
動物膠:骨膠,皮膠
植物膠:澱粉,天然樹(shù)脂,天然橡膠等
礦物膠:瀝青等
2.合成高(gāo)分子材料
合成樹(shù)脂型
合成樹(shù)脂又分為(wèi)熱塑型和(hé)熱固型。熱塑型有(yǒu)烯類集合物,聚醋酸乙酯,聚醚,聚酰胺,聚丙烯
酸酯等。熱固型有(yǒu)環氧樹(shù)脂,不飽和(hé)樹(shù)脂,酚醛樹(shù)脂,聚氨酯等。
合成橡膠型
主要有(yǒu)氯丁橡膠,丁苯橡膠,丁晴橡膠等。
3.無機材料
熱熔型如焊錫,玻璃,陶瓷等。水(shuǐ)固型如水(shuǐ)泥,石膏等。矽酸鹽,磷酸鹽等。

常用膠粘劑類型
1.環氧樹(shù)脂膠粘劑
環氧類膠粘劑主要由環氧樹(shù)脂和(hé)固化劑兩大(dà)部分組成。為(wèi)改善某些(xiē)性能,滿足不同用途還(hái)可(kě)以加入增韌劑、稀釋劑、促進劑、偶聯劑等輔助材料。由于環氧膠粘劑的粘接強度高(gāo)、通(tōng)用性強,曾有(yǒu)"萬能膠"、"大(dà)力膠"之稱,在航空(kōng)、航天、汽車(chē)、機械、建築、化工、輕工、電(diàn)子、電(diàn)器(qì)以及
日常生(shēng)活等領域得(de)到廣泛的應用。
優點:
粘結強度高(gāo),适用範圍廣。
固化收縮率小(xiǎo)。
耐腐蝕性及絕緣性能好。
缺點:
固化後一般偏脆,抗沖擊性能差。
對表面極性小(xiǎo)的材料粘接性能不理(lǐ)想。
固化速度一般比較慢
2.聚氨酯膠粘劑
聚氨酯膠粘劑是指在分子鏈中含有(yǒu)氨基甲酸酯基團(-NHCOO-)或異氰酸酯基(-NCO)的膠粘劑。聚氨酯膠粘劑分為(wèi)多(duō)異氰酸酯和(hé)聚氨酯兩大(dà)類。多(duō)異氰酸酯分子鏈中含有(yǒu)異氰基(-NCO)和(hé)氨基甲酸酯基(-NH-COO-),故聚氨酯膠粘劑表現出高(gāo)度的活性與極性。與含有(yǒu)
活潑氫的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多(duō)孔材料,以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有(yǒu)優良的化學粘接力。
優點:
粘結力強,初粘力大(dà),韌性好,适用範圍廣。
突出的耐低(dī)溫性能。
缺點:
聚氨酯膠粘劑中遊離的異氰酸酯單體(tǐ)具有(yǒu)較大(dà)的毒性。
耐高(gāo)溫性能一般。
3.丙烯酸膠粘劑
通(tōng)過自由基聚合将甲基丙烯酸酯和(hé)氯丁橡膠進行(xíng)接枝共聚,形成高(gāo)韌性聚合物,加入補強填料,使丙烯酸酯膠粘劑達到高(gāo)強度、高(gāo)韌性,同時(shí)耐水(shuǐ),耐油污等性能優異。可(kě)用于金屬、塑料、木材、紙張等材料的粘接。平時(shí)我們用的壓敏膠,快幹膠等都是丙烯酸類型的膠水(shuǐ)。
優點:
粘結強度高(gāo),适用範圍廣。
固化速度快。
韌性好。
缺點:
氣味較大(dà)。

價格相對較高(gāo)
1.圓柱電(diàn)池組裝
PC片和(hé)鎳片/鋁片的粘接。
推薦使用雙組份丙烯酸結構膠或雙組份環氧樹(shù)脂膠
TIPS選膠小(xiǎo)貼士:
目前環氧,丙烯酸的結構膠國內(nèi),國外都有(yǒu)生(shēng)産。建議選擇大(dà)品牌的,低(dī)氣味的産品。
推薦使用快幹膠。
TIPS選膠小(xiǎo)貼士:
快幹膠并不是萬能膠,由于品類很(hěn)多(duō),需要仔細挑選。快幹膠從适用範圍上(shàng)可(kě)分為(wèi),玻璃專用快幹膠,金屬專用快幹膠,塑料橡膠專用快幹膠。膠水(shuǐ)粘度從5cPs到2500cPs可(kě)供選擇,還(hái)有(yǒu)特殊的啫喱狀的快幹膠,方便在垂直面使用。固化速度從1秒(miǎo)-60秒(miǎo),有(yǒu)不同的産品可(kě)選。可(kě)
見不同基材,不同工藝要求,需要的快幹膠是不一樣的。在産品選擇方面,建議盡量選擇進口産品。
2.電(diàn)芯與電(diàn)芯之間(jiān)的粘接
推薦使用水(shuǐ)性壓敏膠。
TIPS選膠小(xiǎo)貼士:
目前很(hěn)多(duō)國內(nèi)外的大(dà)廠使用水(shuǐ)性壓敏膠來(lái)粘接堆疊的電(diàn)芯。水(shuǐ)性壓敏膠可(kě)生(shēng)産線噴塗,易于自動化生(shēng)産,同時(shí)具有(yǒu)環保,良好的粘接性能等優點。但(dàn)并不是所有(yǒu)的水(shuǐ)性壓敏膠都适用于動力電(diàn)池。建議選購國外大(dà)廠或國內(nèi)專用于锂電(diàn)行(xíng)業的産品。
3.電(diàn)池的散熱
我們都知道(dào)電(diàn)池工作(zuò)時(shí)溫度會(huì)升高(gāo),幫助電(diàn)池散熱就成為(wèi)一項必不可(kě)少(shǎo)的工作(zuò)了。
推薦使用導熱膠或導熱膠片。
導熱膠:導熱膠根據用途可(kě)分為(wèi)兩類,導熱灌封膠和(hé)導熱結構膠。顧名思義,導熱灌封膠是灌注在電(diàn)池裏,充分包裹電(diàn)池使其産生(shēng)的熱量随時(shí)可(kě)以被散出去。導熱結構膠主要是把電(diàn)池粘接在導熱闆上(shàng),這樣電(diàn)池的熱量通(tōng)過導熱膠傳到導熱闆上(shàng)被疏散掉。
導熱膠片:導熱膠片主要是包圍在電(diàn)池周圍或墊在電(diàn)池與導熱闆之間(jiān),起到導熱的作(zuò)用。
TIPS選擇小(xiǎo)貼士:
導熱膠和(hé)導熱膠片各有(yǒu)自己的優缺點。導熱膠和(hé)電(diàn)池接觸充分導熱效率高(gāo),但(dàn)如果有(yǒu)單個(gè)電(diàn)池損壞,拆卸維修比較麻煩。導熱膠片使用方便,便于維修,但(dàn)導熱效率要低(dī)一些(xiē)。具體(tǐ)選擇可(kě)根據pack的結構來(lái)定。
4.Pack箱體(tǐ)密封
為(wèi)保證PACK密封防水(shuǐ),電(diàn)池組不會(huì)因為(wèi)進水(shuǐ)而短(duǎn)路,各生(shēng)産廠家(jiā)對PACK外殼防護設計(jì)各有(yǒu)不同,在市場(chǎng)中常用密封圈、泡棉、密封膠等多(duō)種方案;無論采用哪種方案首先需要滿足防護等級IP67,其次還(hái)需要能夠實現自動化生(shēng)産,縮短(duǎn)生(shēng)産周期。
推薦使用密封膠或密封圈

TIPS選擇小(xiǎo)貼士:
密封圈多(duō)為(wèi)橡膠或泡棉材質,相對于密封膠來(lái)說使用方便,易于返修,但(dàn)容易出現密封不嚴的情況,而且密封壽命短(duǎn)。密封膠密封效果好,但(dàn)維修時(shí)pack想比較難打開(kāi),返修後需要二次打膠。可(kě)根據廠家(jiā)的需求選擇不同的方案。
Pack密封膠選用:
目前常用的有(yǒu)三種材料的密封膠,有(yǒu)矽膠,聚氨酯膠,改性矽烷膠。改性矽烷密封膠膠相對矽膠和(hé)聚氨酯膠有(yǒu)其獨特性,相對來(lái)說推薦使用改性矽烷密封膠。
什麽是改性矽烷
矽烷改性聚醚密封膠又稱有(yǒu)機矽改性聚醚密封膠和(hé)端矽烷基聚醚密封膠,它是一種以端矽烷基聚醚(以聚醚為(wèi)主鏈,兩端用矽氧烷封端)為(wèi)基礎聚合物制(zhì)備的高(gāo)性能環保密封膠。因其兼有(yǒu)矽酮密封膠和(hé)聚氨酯密封膠的優點和(hé)長處,表現出優良的耐候性、耐久性,高(gāo)的抗形變位移能力,良好的粘結性、塗飾性、環境友(yǒu)善性,低(dī)玷污性、低(dī)黏度和(hé)優良作(zuò)業性等優點,已越來(lái)越得(de)到國內(nèi)建築行(xíng)業的關注,而在工業領域如汽車(chē)制(zhì)造、軌道(dào)交通(tōng)、集裝箱制(zhì)造、設備制(zhì)造、電(diàn)子電(diàn)氣等領域也正得(de)到越來(lái)越多(duō)的推廣運用。
改性矽烷密封膠的特點
1.對基材粘結的廣泛性。
由于基礎聚合物(端矽烷基聚醚)的低(dī)表面能和(hé)高(gāo)滲透力,使其對多(duō)數(shù)無機、金屬和(hé)塑料基材具有(yǒu)良好的濕潤能力,從而對基材能産生(shēng)良好黏附性。适用于幾乎所有(yǒu)常用材料的粘接。
2.優良的耐候性、耐久性
端矽烷基聚醚以聚醚為(wèi)長鏈,以矽烷氧基封端,聚醚長鏈具有(yǒu)低(dī)不飽和(hé)度、高(gāo)分子量且分布窄的特點,端基是可(kě)水(shuǐ)解的矽氧烷基團。矽烷改性聚醚密封膠經過室溫濕固化會(huì)形成Si—O—Si鍵為(wèi)交聯點的以柔性聚醚長鏈相連接的網絡結構,這種體(tǐ)系不僅具有(yǒu)優良的耐候性、耐水(shuǐ)性、耐老化和(hé)耐久性能,而且能有(yǒu)效地抑制(zhì)和(hé)避免密封膠經長期使用後表面裂紋的産生(shēng)。
下圖為(wèi)膠水(shuǐ)耐候性的對比:
3.食品級的環保性
端矽烷基聚醚是以矽烷氧基封端聚醚的長鏈結構,不會(huì)像聚氨酯密封膠含有(yǒu)毒性的異氰酸酯基團和(hé)遊離異氰酸酯。端矽烷基聚醚粘度低(dī),具有(yǒu)良好的作(zuò)業性,無需使用有(yǒu)機溶劑調節配方的工藝操作(zuò)性能,因此,矽烷改性聚醚膠可(kě)以完全做(zuò)到不添加任何有(yǒu)機溶劑,其總揮發性有(yǒu)機物(VOC)非常低(dī)。可(kě)做(zuò)到食品級。
4.可(kě)塗布性
普通(tōng)的矽酮密封膠表面不能刷漆上(shàng)色,隻能根據用戶需求調配成用戶所需的顔色;而矽烷改性膠可(kě)刷漆上(shàng)色,具有(yǒu)較好的可(kě)塗飾性。

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