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結構膠粘劑

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一類用於受力部件上的膠粘劑。一般要求膠結接頭所能承受的應力要和被粘物本身的強度相當,膠粘劑本身具有優良的耐熱性、耐介質、耐大氣老化、耐震動疲勞、低的蠕變和高的持久強度。
中文名
結構膠粘劑
外文名
structure adhesive
拼    音
jié gòu jiāo zhān jì
領    域
工程構件

結構膠粘劑產品介紹

拼音:jiegoujiaonianji
英文名稱:structure adhesive
説明:一類用於受力部件上的膠粘劑。一般要求膠結接頭所能承受的應力要和被粘物本身的強度相當,膠粘劑本身具有優良的耐熱性、耐介質、耐大氣老化、耐震動疲勞、低的蠕變和高的持久強度。大多以具有三向交聯結構的熱固性樹脂為主體,配以熱塑性樹脂或橡膠型增韌劑組成。主要用於機械製造和高速運載工具(如飛機、火箭、導彈)製造等現代工業技術部門中。其品種主要有環氧-尼龍、環氧-丁腈、環氧(芳胺固化)、酚醛-丁腈、酚醛-環氧、聚酰亞胺聚苯並咪唑等。

結構膠粘劑組成

結構膠粘劑多用於工程結構件的粘接,也稱為工程/結構膠粘劑,是一類能在額定時間內承受許多應力環境作用而不被破壞的膠粘劑。結構膠粘劑主要用於受力結構件的粘接,能夠承受較大的載荷,在常温以上的工作温度下仍有較好的機械強度,具有耐化學品和其他介質、耐化學品和其他介質、耐老化等特性,是工業中使用較多的膠粘劑品種。通常在使用期內用此類膠粘劑製成的粘接接頭的承載能力具有與被粘物相當的水平,在所有情況下,結構膠粘接件的耐久性應長於該結構所預期的使用壽命。
結構膠粘劑一般以熱固性樹脂為粘料,以熱塑性樹脂或彈性體為增韌劑,配以固化劑等組分,有的還加有填料、溶劑、稀釋劑、偶聯劑、固化促進劑、抑制腐蝕和抗熱氧化劑等。膠粘劑的性能主要取決於這些組分的結構、配比及其相容性。
工程/結構膠粘劑包括環氧膠、聚氨酯膠、丙烯酸酯膠、厭氧膠、有機硅膠等,上述膠種多屬反應型,可不用溶劑,通常都能在室温下通過化學反應而固化。國內外對結構膠粘劑的定義、分類和評價標準還沒有公認的一致意見,各行業的看法也不盡相同。人們對結構膠和非結構膠進行分類和定義時,一般把在承受強力部位的構件粘接所使用的膠粘劑稱為結構膠粘劑,把在不需要承受強力部位的構件粘接所使用的膠粘劑稱為非結構膠粘劑。但是同一種膠粘劑既然可在受強力部位使用,亦可在非受強力部位使用,因此,比較嚴格的方法是從膠粘劑的性能來定義和分類。美國航空結構膠粘劑標準MMM-A-132按不同馬赫數的飛行速度對耐熱性的要求,將結構膠粘劑分為四種類型,並對其剪切、疲勞、蠕變、老化、T型剝離等強度指標做了具體的規定。I型對應的飛行速度為1馬赫以下,規定了室温和82℃的強度指標;II型對應的是1~2馬赫,規定了室温及149℃的強度指標;Ⅲ、Ⅳ型對應的是2馬赫以上到3馬赫左右,規定了室温、149℃和260℃的強度指標。後三種類型是超音速飛機用的耐高温結構膠粘劑。 [1] 

結構膠粘劑分類

結構膠粘劑按照主要組分分類

可把結構膠粘劑分為環氧樹脂膠丙烯酸酯膠、厭氧膠和有機硅膠等。按膠粘劑的供應狀態分為液態膠、糊狀膠、帶狀膠、粉狀膠和膜狀膠等。

結構膠粘劑按強度分類

按不同的強度,I型又分為三級,規定如下:一級用於主受力結構的粘接,為結構膠粘劑;二級用於次受力結構的粘接,為準結構膠粘劑;三級對剝離強度沒有要求,應屬於非結構膠粘劑。我國對結構膠粘劑的定義和分類還沒有國家標準,通常根據粘接受力情況和粘接強度把結構膠粘劑分為高強度、高韌性和中等強度、中等韌性兩類:主受力結構用膠的鋼-鋼抗剪切強度為25MPa,拉伸強度為33MPa,不均勻扯離強度為40KN/m;次受力結構用膠的剪切強度為17~25MPa,不均勻扯離強度為25~50KN/m。

結構膠粘劑按照固化温度分類

如環氧結構膠粘劑可分為高温固化、中温固化、室温固化和低温固化四類:高温固化環氧結構膠粘劑的温度、韌性、耐熱性等均高,多用於主受力結構的粘接;中温固化環氧結構膠粘劑主要是適應飛機工業的需要而發展起來的膠種,由於鋁合金在120℃以上開始出現晶界腐蝕傾向,並隨温度的升高而加劇,晶界腐蝕後鋁合金的強度和韌性都會下降,因此要求粘接鋁合金的膠粘劑的固化條件不超過130℃,4h;室温固化環氧結構膠粘劑的應用更為廣泛,在土木建築領域的應用更為重要,是建築結構膠粘劑的主要品種之一;低温固化環氧膠粘劑是近幾年來為了適應冬季低温施工的需要,開發出的一類新膠種,能在0℃,甚至可在-10℃以下施工、固化。通常按固化温度分類為:
1組,固化温度低於40℃
2組,固化温度為40~80℃
3組,固化温度為81~120℃
4組,固化温度為121~180℃
5組,固化温度高於180℃

結構膠粘劑按照耐熱性分類

還可把結構膠粘劑分為通用型(80℃)、耐高温型(150℃)和耐中温型(介於前者之間)等類。如按使用温度分類為:
Ⅰ類,-55~80℃長期使用
Ⅱ類,-55~150℃長期使用
Ⅲ類,-55~220℃長期使用
Ⅳ類,-55~220℃長期使用或300℃短期使用

結構膠粘劑按使用性能分類

在航空航天工業中,通常按使用性能將其分類為:
(1)板-板膠
(2)面板膠
(3)芯條膠
(4)發泡膠
(5)底膠
(6)修補膠
(7)點焊膠

結構膠粘劑優點

非結構膠強度較低、耐久性差,只能由於普通、臨時性質的粘接、密封、固定,不能用於結構件粘接。
結構膠強度高、抗剝離、耐衝擊、施工工藝簡便。用於金屬、陶瓷、塑料、橡膠、木材等同種材料或者不同種材料之間的粘接。可部分代替焊接、鉚接、螺栓連接等傳統連接形式。結合面應力分佈均勻,對零件無熱影響和變形。

結構膠粘劑用途

在工程中結構膠應用廣泛,主要用於構件的加固、錨固、粘接、修補等;如粘鋼,粘碳纖維,植筋,裂縫補強、密封,孔洞修補、道釘粘貼、表面防護、混凝土粘接等。

結構膠粘劑結構膠的使用方法

不同類型的結構膠使用方法不同,但大體一致。
1. 表面處理:對待修補或需粘接部位進行粗化處理,再用清洗劑進行清洗。
2. 配製:按質量比A:B=4:1或體積比3:1將A、B兩組份混合均勻,並在規定操作時限內用完。
3. 塗敷:將調好的膠均勻塗敷於待粘物表面。
4. 固化:20~25℃固化24小時或20~25℃固化2小時+80℃2小時後可投入使用,若温度低應採用加熱或延長固化時間來促進固化。 [2] 

結構膠粘劑包裝儲存

1、雙組分,250g/套 ,16套/箱。
2、於陰涼乾燥處密閉貯存,保質期2年。

結構膠粘劑膠粘劑

是一種具有很好粘合性能的物質。通過粘附力和內聚力由表面粘合而起連接物體的作用。

結構膠粘劑特點

能將同種或兩種或兩種以上同質或異質的製件(或材料)連接在一起,固化後具有足夠強度的有機或無機的、天然或合成的一類物質,統稱為膠粘劑或粘接劑、粘合劑、習慣上簡稱為膠。
分天然高分子化合物(澱粉、動物皮膠、骨膠、天然橡膠等) 、合成高分子化合物(環氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚胺酯等熱固性樹脂和聚乙烯醇縮醛過氯乙烯樹脂等熱塑性樹脂,與氯丁橡膠丁腈橡膠合成橡膠) 、或無機化合物 (硅酸鹽、磷酸鹽等) 。根據使用要求,在膠粘劑中經常摻入固化劑、促進劑、增強劑、烯釋劑、填料等。按用途分類,還可分離温膠、密封膠、結構膠等。按使用工藝分類有室温固化膠、壓敏膠等。應用膠合劑可連接異種材料和薄片材料,膠接處應力分佈均勻。在集裝箱製造中和修理中常用的有環氧樹脂、氯丁橡膠和密封膠等。
近年來,有機膠粘劑有了越來越廣泛的應用,膠接技術亦已發展成熟,併成為膠接、焊接、機械連接當代三大連接技術之一。 [3] 
參考資料
  • 1.    王超, 張斌. 室温固化耐熱150℃環氧樹脂結構膠粘劑[J]. 中國膠粘劑, 2001, 10(5):14-16.
  • 2.    郭忠信. 鋁合金結構膠接[M]. 國防工業出版社, 1993.
  • 3.    代凱, 施利毅, 方建慧,等. 導電膠粘劑的研究進展[J]. 材料導報, 2006, 20(3):116-118.