万能胶配方.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,环氧树脂胶黏剂的生产,精细,0921,第五组,小组成员：周宏伟、李冰、陈娅、,王国萍,、黄红芳,目录,Click to add Title,1,胶黏剂概述,一,Click to add Title,2,环氧树脂胶黏剂介绍,二,Click to add Title,1,环氧树脂胶黏剂生产配方,三,Click to add Title,1,环氧树脂胶黏剂工艺参数及设备,四,一、胶黏剂概述,（一）定义：,能将同种或两种或两种以上同质或异质的制件（或材料）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，统称为胶粘剂或粘接剂、粘合剂、习惯上简称为胶。,（二）分类：,1.,按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等,.,2.,按应用对象分为结构型、非构型或特种胶,.,3.,接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等,.,4.,合成化学工作者常喜欢将胶粘剂按粘料的化学成分来分类,.,按主要组成成分分类,（三）胶黏剂特点,耐温性,低污染性,粘接无破坏性,轻质性,主要体现在可生物降解胶粘剂的研制,耐温性是无机胶粘剂的优良特性之一。无机高温胶粘剂通常使用范围在,1500,1750,，而磷酸氧化铜胶粘剂的耐温范围更广，可在,180,1400,范围内使用。,粘接技术是一种非破坏性连接技术，并因粘接界面整体承受负荷而提高负载能力，延长了使用寿命。,胶粘剂的密度较小，大多在,0.9,2,之间，约是金属或无机材料密度的,20%,25%,，因而可以大大减轻被粘物体连接材的重量。这在航天、航空、导弹上，甚至汽车、航海上，都有减轻自重，节省能源的重要价值。,（四）胶黏剂应用,胶黏剂,防腐蚀,军事领域,生物医用,防恐反恐,胶黏剂发展趋势,（五）,1),发展无溶剂性胶粘剂。,现行的许多胶粘剂都含有大量挥发性很强的溶剂，这些溶剂不仅危害人的身心健康，而且会破坏大气层中的臭氧层。近年来，引起了公众和政府的高度重视，这样自然给胶粘剂工业带来了一种新的发展趋势，即向无溶剂的胶粘剂发展。,2),发展纳米胶粘剂。,纳米胶粘剂是材料领域的重要组成部分，发展纳米胶粘剂，有可能在席卷全球的“纳米经济”急战中，抢夺一个技术制高点。纳米胶粘剂将成为一颗耀眼的新的科技明星。,3),发展多功能胶粘剂。,当一种胶粘剂同时具有多种功能的时候，它的应用价值往往陡增，所以多功能胶粘剂是胶粘剂工业的发展趋势之一。,4),发展军事、国防用胶粘剂。,发展军事、国防用胶粘剂是未来战争和防恐、反恐的需要，因此它必定有着长足发展。,（六）胶黏剂的选择原则,（,1,）考虑胶接材料的种类性质大小和硬度；,（,2,）考虑胶接材料的形状结构和工艺条件；,（,3,）考虑胶接部位承受的负荷和形式（拉力、剪切力、剥离力等）；,（,4,）考虑材料的特殊要求如导电导热耐高温和耐低温。,二、环氧树脂胶黏剂,环氧类胶粘剂主要由,环氧树脂,和,固化剂,两大部分组成。,为改善某些性能，满足不同用途，还可以加入,增韧剂、稀释剂、促进剂、偶联剂,等辅助材料。由于环氧胶粘剂的粘接强度高、通用性强，曾有“万能胶”、“大力胶”之称。,在航空、航天、汽车、机械、建筑、化工、轻工、电子、电器以及日常生活等领域得到广泛的应用。,1.,环氧树脂,凡分子结构中含有环氧基团的,高分子化合物,统称为,环氧树脂,环氧树脂,2.,特性,固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的,表,面具有优异的粘接强度，介,电,性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、,涂料,等用途。,缩水甘油醚类,缩水甘油酯类,脂肪族环氧化合物,缩水甘油胺类,3,、环氧树脂分类,化学结构和环氧基的结合方式,脂环族环氧化合物,环氧树脂是,1938,年由,P.Castam,申请瑞士专利，由汽巴公司在,1946,年研制出最早的环氧粘接剂，,1949,年美国的,S.O.Creentee,研制了环氧涂料，我国于,1958,年开始环氧树脂的工业化生产。,4,、,环氧树脂的发展史,环氧树脂只有与固化剂配合使用才能发挥其作用。固化剂的种类、性能及用量对其固化速度、操作工艺及固化产物的各项性能影响很大，是环氧树脂胶黏剂中不可缺少的组成部分。,固化剂,按固化机理固化剂可分为加成固化剂型和催化固化型两类。加成型固化剂为含有活性氢的化合物。催化性固化剂一般不含活性氢。,固化剂,加成型,催化型,咪唑类，如：,2-,乙基,-4-,甲基咪唑,叔胺类,脂肪族叔胺，如三乙醇胺,芳香族叔胺，如苄基二甲胺,Lewis,酸类,无机盐，如氯化亚锡,络合物，如三氯化硼甘油,胺类,酸酐类,聚合物，如低分子聚合胺,潜伏型，如双氰胺酮亚胺,酸酐，如顺丁烯二酸酐,改性酸酐，如顺酐与环戊二烯加成物,脂肪族伯、仲胺，如二乙烯三胺,芳香族伯胺，如间苯二胺,脂环族胺，如六氢吡啶,改性胺，如,593,固化剂,混合胺，如间苯二胺与,DMP-30,混合物,稀释剂,增韧剂,促进剂,增韧剂是具有降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能的一类助剂。,与催化剂或固定剂并用时，可以提高反应速率的一种用量较少的物质,可降低胶粘剂的粘度，改善工艺性能，增加对被粘物的浸润性，从而提高粘接强度,辅助材料,此外还有填料，偶联剂等,稀释剂,1,非活性稀释剂在此物理混入过程中，不能参与固化反应，仅起到稀释粘度作用，其用量约,520%,为宜。非活性稀释剂大部分是高沸点溶剂如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。其中邻苯二甲酸二丁酯作为良好的增韧剂和稀释剂使用，加,17,份二丁酯，双酚,A,，环氧树脂粘度从,15.0,降至,4.0,Pa.s,，二乙烯三胺固化后,HDT,下降,20,左右。,环氧树脂常用的溶剂和稀释剂如下表,名称,分子式,比重,分子量,沸点,丙酮,CH,3,COCH,3,0.789,58,56.5,环己酮,C,6,H,10,O,98,118.6,甲苯,C,7,H,8,0.886,92.0,110,乙酸乙酯,CH,3,COOC,2,H,5,0.91,88.1,77.1,正丁醇,C,4,H,9,OH,0.881,74.12,117,乙醇,C,2,H,5,OH,0.795,46,78.3,2,活性稀释剂主要是含有环氧基团的低分子环氧化合物，能与环氧树脂固化反应。其加入对固化物性能影响不大，可分为单环氧基和双环氧基活性稀释剂。,2,1,单环氧活性剂,A,苯基缩水甘油醚：,690#,，粘度为,7,厘泊，上海树脂厂生产,B,丙烯基缩水甘油醚：,500#,，粘度为,2,厘泊，上海树脂厂生产,C,丁基缩水甘油醚：,501#,（稀释剂），粘度为,2,厘泊，粘度低，毒性小，其用量为树脂量,1015%,，上海树脂厂生产,D,对甲苯酚缩水甘油醚,E,乙烯基环己烯甘油醚,F,甲基丙烯酸缩水甘油酯某些单环氧稀释剂如,690#,，,500#,和,501#,对胺类固化剂反应活性较大；而烯烃或脂环族单环氧稀释剂对酸酐固化剂反应活性较大。,2,2,双环氧稀释剂,A,双缩水甘油醚：,600#,，粘度为,46,厘泊，无锡树脂厂生产,B,乙二醇双缩水甘油醚：,512#,，粘度为,100,厘泊，上海树脂厂生产,C,甘油环氧：,662#,，粘度为,300,厘泊，上海树脂厂生产,D,间苯二酚双缩水甘油醚：,680#,，粘度为,200600,厘泊，上海新华树脂厂生产,E,丁二烯环氧,F,异氰酸三缩水甘油酯,增韧剂,1,非活性增韧剂：不含有活性基团，仅与环氧树脂混溶而不发生化学反应。其大多为粘度小的液体，具有稀释作用，有利于胶液对胶接表面的扩散、吸附和浸润，并能增加流动性，使固化物柔性好。用量为树脂的,520%,名称 简称 外观 沸点（）邻苯二甲酸二甲酯,DMP,无色液体,283,邻苯二甲酸二乙酯,DEP,无色液体,295,邻苯二甲酸二丁酯,DBP,无色液体,340,邻苯二甲酸二戊酯,DPP,无色液体,342,邻苯二甲酸二辛酯,DOP,无色液体,384,癸二酸二辛酯,DOS,淡黄液体,248,磷酸三乙酯,TEP,淡黄液体,210,磷酸三丁酯,TBP,淡黄液体,289,2,活性增韧剂：含有活性基团，能参加环氧树脂的固化反应也能与环氧树脂混溶，起到增韧作用。常用的增柔剂有：液体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶（液体端羧基丁腈橡胶）、液体端羧（羟）基聚丁二烯橡胶、聚乙烯醇缩醛、聚氨酯、尼龙、低分子聚酰胺和聚醚树脂等。聚乙烯醇缩甲（丁）醛：,OH,在高温下与环氧树脂发生化学作用，用量为,515%,。,J17,环氧胶是聚乙烯醇缩甲醛和液体丁腈配合使用改性脂环族双（,3,，,4,环氧基）环戊基醚。聚氨酯改性环氧，可作为低温胶粘剂，主要由末端为异氰酸酯基的聚醚预聚体来配方，用胺类固化剂如,3,，,3,一二氯,4,，,4,一二氨基二苯甲烷（,MOCA,）固化。,填料,填料的主要作用是降低胶层的收缩率，提高胶接的抗剪强度：,填料使胶液增稠或使粘度增大,填料降低收缩应力和热应力,填料能影响胶层的物化性能。例如：羧基铁粉添加到环氧树脂中能改进导磁性能。另外，填料的加入会降低环氧胶的剥离强度，因此一般地结构胶除加入具有触变性的,2#SiO2,外，不再加填料。,填 料 作 用铝粉（,325,目）耐高温、导电、导热铜粉 导热、导电铁粉 导热、导电,银粉 导电硅粉 导热和绝缘滑石粉 提高胶的延展性氧化铝 介电性、耐热硅酸铝 增加吸湿热稳定性,硅酸铝 增加吸湿热稳定性硅酸锆 增加吸湿热稳定性三氧化二锑 耐燃性（耐,200,250,）二硫化钼 耐磨、润滑石英粉 耐烧蚀、绝缘,TiO2,增白、提高胶的延展性能气相,SiO2,触变性,偶联剂,偶联剂主要是改善胶接头的强度和耐湿热老化性能，用量为,15%,，大多为有机硅偶联剂，在环氧胶配方中常用的是,KH-550,和,KH-560,。,牌号 结 构 式 全 称,KH-550 H2N-,（,CH2,）,3Si,（,OC2H5,）,3 -,氨丙基三乙氧基硅烷,KH-560 CH2CH-CH2O,（,CH2,）,3Si-,（,OC2H5,）,3O -,环氧化丙氧基三乙氧基硅烷,KH-570 CH2=C-C-O,（,CH2,）,3Si,（,OCH3,）,3CH3O -,甲基丙烯酸酯丙基三甲氧基硅烷,KH-580 HS-,（,CH2,）,3Si,（,OC2H5,）,3 -,硫羟基丙基三乙氧硅烷 南大,-42 C6H5-NHCH2Si,（,OC2H5,）,3 -,苯甲基三乙氧基硅烷,B-201 H2N,（,CH2,）,2NH,（,CH2,）,2NH,（,CH2,）,3-Si,（,OC2H53,）二乙烯三胺基丙基三乙氧硅烷,促进剂,环氧树脂胶黏剂,环氧树脂胶黏剂有万能胶之称，是最重要的一类合成胶粘剂。,在环氧树脂结构中含有脂肪族羟基、醛基和极活泼的环氧基。羟基和醚基都有高度的极性，使环氧树脂分子能与临界面产生静电引力，而环氧基也可能与介质表面的自由基起反应形成化学键，所以环氧树脂的粘合力特别强。,1,、环氧树脂胶黏剂分类,固化剂的类型,如无溶剂型胶粘剂、,(,有机,),溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂,(,又可分为水乳型和水溶型两种,),、膏状胶粘剂、薄膜状胶粘剂,(,环氧胶膜,),等,结构胶,次受力结构胶,非结构胶，即通用型胶粘剂,胺固化环氧胶、酸酐固化胶等。还可分为双组分胶和单组分胶，纯环氧胶和改性环氧胶,(,如环氧,-,尼龙胶、环氧,-,聚硫橡胶胶、环氧,-,丁腈胶、环氧,-,聚氨酯胶、环氧,-,酚醛胶、有机硅环氧胶、丙烯酸环氧胶等,),。,按胶粘剂的形态,按胶接强度,按固化条件分类,1),冷固化胶,(,不加热固化胶,),。又分为：,低温固化胶，固化温度,15,；,室温固化胶，固化温度,1540,。,2),热固化胶。又可分为：,中温固化胶，固化温度约,80120,；,高温固化胶，固化温度,150,。,3),其他方式固化胶，如光固化胶、潮湿面及水中固化胶、潜伏性固化胶等。,2,、环氧树脂胶黏剂的特点,（,1,）环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧基，因而与金属、玻璃、水泥、木材、塑料等多种极性材料，尤其是表面活性高的材料具有很强的粘接力，同时环氧固化物的内聚强度也很大，所以其,胶接强度很高。,（,2,）环氧树脂固化时基本上无低分子挥发物产生。胶层的体积收缩率小，约,1,一,2,，是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一。加入填料后可降到,0,2,以下。环氧固化物的线胀系数也很小。因此内应力小，对胶接强度影响小。加之环氧固化物的蠕变小，所以,胶层的尺寸稳定性好。,（,3,）不增韧时，固化物一般偏脆，抗剥离、抗开裂、抗冲击性能差。（,4,）对极性小的材料,(,如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等,),粘接力小。必须先进行表面活化处理。（,5,）有些原材料如活性稀释剂、固化剂等有不同程度的毒性和刺激性。设计配方时应尽量避免选用，施工操作时应加强通风和防护。,缺点：,3,、环氧树脂胶粘剂的主要用途,应用领域,被粘材料,主要特征,主要用途,土木建筑,混凝土，木，金属，玻璃，热固性塑,低黏度，能在潮湿面（或水中）固化，低温固化性,混凝土修补（新旧面的衔接），外墙裂缝修补，嵌板的粘结，下水道管的连接，地板粘结，建筑结构加固。,电子电器,金属、陶瓷，玻璃，,FRP,等势固性塑料,电绝缘性、耐湿性，耐热冲击性，耐热性，低腐蚀性,电子元件，集成电路，液晶屏，光盘，扬声器，磁头，铁芯，电池盒，抛物面天线，印制电路板,航天航空,金属，热固性塑料，,FRP,（纤维增强塑料）,耐热，耐冲击，耐湿性，耐疲劳，耐辐射线,同种金属、异种金属的粘接，蜂窝芯和金属的粘接，复合材料，配电盘的粘接,汽车机械,金属，热固性塑料，,FRP,耐湿性，防锈，油面粘接，耐磨耐久性（疲劳特性）,车身粘结，薄钢板补强，,FRP,粘结，机械结构的修复、安装,体育用品,金属，木，玻璃，热固性塑料，,FRP,耐久性，耐冲击性,滑雪板，高尔夫球杆，网球拍,其,他,金属，玻璃，陶瓷,低毒性，不泛黄,文物修补，家庭用,4,、环氧树脂胶黏剂的有害成分,环氧树脂胶粘剂中的有害物质是芳香胺、乙二胺、二甲基丙胺、顺酐、十二烯基丁二酸酐等固化剂；磷酸三甲酚酯、,DBP,、,DOP,等增塑剂；,501,、,690,、丁二烯双环氧、环氧化苯乙烯、乙烯基环己烯双环氧,(YJ,一,132),、煤焦油等稀释剂；石英粉、石棉粉、三氧化二铬、铬酸锌、氧化铍等填料。,芳香胺类物质如间苯二胺、二氨基二苯甲烷等能诱发泌尿系统的癌症如膀胱癌等。乙二胺刺激眼睛、皮肤和粘膜，并被皮肤吸收，引起中毒，顺酐有强烈的刺激性。磷酸三甲酚酯为剧毒物质，能引起中枢神经系统弛缓或痉挛性瘫痪，稀释剂对皮肤有过敏现象。,690,稀释剂对皮肤有强烈过敏中毒作用。丁二烯双环氧毒性最大，乙烯基环己烯双环氧对皮肤有刺激性，还能使白鼠产生肉瘤。煤焦油对环境和人体都有较大危害。,5,、环氧树脂胶黏剂的现状及发展趋势,现状,发展趋势,1,、实现室温固化,2,、低毒、无毒、无污染,3,、粘接作用更强,4,、稳定性高,5,、高强度、高韧性、高耐热、高耐久、多功能、阻燃型、环保化,国内每年环氧胶产量为,2000,余吨,环氧灌封料约,800,余吨,主要生产单位有天津合成材料工业研究所、机械工业部上海研究所、江苏南通化工厂、济南树脂厂等,40,个单位,其品种牌号,200,余种。国内与环氧胶配套的环氧树脂品种单一,产品没有竞争能力。,三、环氧树脂胶黏剂配方,室温固化环氧树脂胶黏剂配方,快速固化环氧树脂胶黏剂配方,阻燃环氧树脂胶黏剂配方,知识扩展,（一）,室温固化环氧树脂胶黏剂配方,主要原料规格及消耗定额,原料,规格,消耗定额,甲组分,环氧树脂,工业,100kg,聚醚树脂,工业,1520kg,乙组分,苯酚,工业,60kg,甲醛（,37%,）,工业,13.6kg,乙二胺,工业,70kg,2,4,6,-,三（二甲氨基甲基苯酚等）,工业,26kg,工艺流程说明,双组分室温固化环氧树脂胶黏剂的甲组分是双酚,A,环氧树脂，用聚醚增韧；乙组分以苯酚,-,甲醛,-,多胺缩合物为固化剂。使用前甲乙以,23/L,（重量）比例混合。,在配料釜中加入聚醚和环氧树脂，开动搅拌，搅拌,0.5h,左右，混合后出料装桶即甲组分。,在苯酚加热熔化后投入反应釜中，搅拌，加入乙二胺，保持物料温度,45,下滴加甲醛液，加完后继续反应,1h,，减压脱水，放料红棕色粘稠液体。产品,450kg,与,2,4,6,-,三（二甲氨基甲基苯酚等）,90kg,混合配成乙组分。,快速固化环氧树脂胶黏剂配方,原材料,:,双酚,A,环氧树脂,;,增韧剂,Q;,自制固化剂,C;,硅灰石填料。,操作步骤：,将双酚,A,环氧树脂与增韧剂,Q,首先混合均匀,然后按比例加入自制固化剂,C,和硅灰石填料,混合均匀。,将铝试样表面进行吹砂处理,在粘接处均匀涂薄胶层,在胶黏剂适用期内合拢试样加压固化,压力为,014,MPa,在,25,时,3 d,的条件下固化。,1,、将盛有一定量环氧树脂的反应器放入,70,的水浴锅中,待环氧树脂软化后,加入包覆后的阻燃剂和成炭剂淀粉,搅拌半小时。,2,、待充分混合均匀后加入纳米,SiO2,采用超声波机进行分散,制得,A,组分。将固化剂,651,聚酰胺和,T-31,在常温下按一定比例混合,并滴入,DMP-30,固化促进剂混合均匀,制得,B,组分。将所得,A,组分与,B,组分充分混合,完成配胶。,阻燃环氧树脂胶黏剂配方,（二）环氧树脂胶粘剂常用配方,序号,配方,/,质量份,固化条件,性,能,应,用,1,E-42,环氧树脂,100,室温,2d,或,80,2h,剪切强度：,铝,-,钢,20MPa(,室温,),粘接铝、钢等金属以及塑料、陶瓷、玻璃等。使用温度,-55,80,B-63,环氧树脂,20,600,稀释剂,10,B-201,偶联剂,3,氧化铝粉,(270,目,),50,650,聚酰胺,140,2,E-51,环氧树脂,100,室温,2d,-,粘接铝合金等金属,600,稀释剂,24,JLY-121,液体聚硫橡胶,20,还原铁粉,50,650,聚酰胺,80,3,E-51(,或,E-44),环氧树脂,100(,或,120),室温,24h,或,100,1h,毒性小，耐酸碱、耐,老化,用于金属或非金属的粘接,氧化铝粉,(200,目,),50,650,聚酰胺,120,4,甲组分,:E-44,环氧树脂,100,室温,24h,-,用于金属粘接与修补,氧化铝粉,(200,目,),10,气相白炭黑,(1,号,),20,乙组分,:,氧化铝粉（,200,目）,20,650,聚酰胺,100,DMP-30,1,KH-550,2,甲,:,乙,1:1,5,E-44,环氧树,80,室温,24h+60,4h,耐热好,用于修补,D-17,环氧树脂,20,气相白炭黑,(1,号,),10,650,聚酰胺,10,2-,乙基,4-,甲基咪唑,4,KH-550,1,6,E-51(,或,E-44),环氧树脂,100,室温,24h,或,(60,80,)4h,剪切强度,20Mha,用于聚甲醛、聚碳酸酯、酚醛、环氧等塑料或其与铝、钢等金属的粘接,650,聚酰胺,80,多乙烯多胺,10,7,E-51,环氧树脂,100,室温,24h,或,60,2h,耐油、耐乙醇等,用于金属、石材、玻璃、陶瓷、热固塑料等的粘接,邻苯二甲酸二丁酯,10,石英粉,(270,目,),25,30,三乙烯四胺,13,14,8,E-44,环氧树脂,100,室温,24h,-,用于机床导轨拉毛后的修复,铜粉,(600,目,),15,651,聚酰胺,40,60,序号,配方,/,质量份,固化条件,性,能,应,用,9,E-44,环氧树脂,70,160,1h,剪切强度：,铝合金：,19.0Mpa(,室温,),粘接金属和非金属,E-44,环氧树脂,30,聚醚树脂,20,JLY-124,液体聚硫橡胶,10,双氰胺,10,气相白碳黑,3,10,E-51,环氧树脂,80,160,3h,剪切强度：,铝合金：,20Mpa(,室温,),用于金属与橡胶的粘接,丁腈橡胶,(NBR3604),20,咪唑,5,11,509,环氧化酚醛,100,70,8d,剪切强度：,钢：,20MPa(,室温,),用于螺栓固定、高温密封的堵漏等,丁二醇二缩水甘油醚,20,咪唑,6,气相白碳黑,3,12,E-51,环氧树脂,100,80,1h+170,3h,强度高,耐振动,抗冲击,可作为,120,下使用的结构粘接剂,粘接硬质合金和,45#,钢,端羧基液体丁腈橡胶,20,双氰胺,9,2-,甲基咪唑,1,气相白碳黑,1.5,13,E-51,环氧树脂,100,65,4h,剪切强度：铝合金：,13MPa(,室温,),用于粘接金属,H-71,环氧树脂,100,石英粉,(270,目,),50,2-,甲基咪唑,10,14,F-46,环氧树脂,100,室温,24h+70,4h,-,用于耐高温的粘接与密封,501,稀释剂,10,液体丁腈橡胶,10,云母粉,(325),4,瓷粉,(CP-1),8,玻璃粉,(200,目,),12,2-,乙基,4-,甲基咪唑,6,15,E-51,环氧树脂,100,70,3h,-,用于金属或非金属的粘接,羧基液体丁腈橡胶,25,氧铝化粉,(300,目,),25,2-,乙基,4-,甲基咪唑,8,16,E-51,环氧树脂,100,室温,24h+(80,100),6h,剪切强度：,铝合金：,13MPa(,室温,),用于修补汽车水箱裂缝以及铝合金的粘接等,羧基液体丁腈橡胶,20,2-,乙基,4-,甲基咪唑,10,还原铁粉,20,17,E-51,环氧树脂,60,150,3h,粘接力大、韧性好,用于粘接经处理的聚烯烃塑料,（三）环氧树脂胶黏剂的生产配方选择,环氧树脂种类很多，用作胶粘剂的品种主要是双酚,A,缩水甘油醚，即双酚,A,型环氧树脂,主要步骤：双酚,A,型环氧树脂制备,加入增韧剂、填料等，搅拌,加入固化剂固化成胶,1,、双酚,A,型环氧树脂制备,双酚,A,型环氧树脂,是环氧树脂中产量最大、使用最广的一种品种，它有很高的透明度，是由双酚,A,和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应生成的：工业上将,软化点低于,50,（平均聚合度小于,2,）的称为低分子量树脂或软树脂；软化点在,50,95,之间（平均聚合度在,2,5,之间）的称为中等分子量树脂；软化点高于,100,（平均聚合度大于,5,）的称为高分子量树脂。,环氧树脂的分子量与单体的配料比有密切关系，当反应条件相同，环氧氯丙烷与双酚,A,的物质的量的比越接近,1,：,1,时，所得的树脂分子量就越大；碱的用量越多，环氧氯丙烷过量越多，所得树脂的分子量就越低。,环氧树脂的合成方法分类,（,1,）多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活泼氢原子的化合物与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。,（,2,）链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸经环氧化而成。,双酚,A,型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种：一步法和二步法。一步法又可分为一次加碱法和二次加碱法。二步法又可分为间歇法和连续法。,具体涉及反应,双键化合物的,空气,氧化,以过,氧化,氢或过酸（例过,醋酸,）将双键进行液相氧化,活性,氢,化物与环氧氯丙烷反应,双酚,A,环氧树脂的制备,一步法,把双酚,A(BPA),和环氧氯丙烷,(,EcH,),在氢氧化钠作用下进行缩聚，即开环和闭环在同一反应条件下进行的工艺方法,两步法,将双酚,A,、环氧氯丙烷，同时加入三苯基膦卤化物或三苯基膦作催化剂，升温使体系在,40120,发生醚化反应,双酚,A,型环氧树脂,反应原理,（,1,）在碱催化下，双酚,A,的羟基与环氧氯丙烷的环氧基反应，生成端基为氯化羟基的化合物,-,开环反应。,（,2,）氯化羟基与,NaOH,反应，脱,HCl,再形成环氧基,-,闭环反应。,（,3,）新生成的环氧基与双酚,A,的羟基反应生成端羟基化合物,-,开环反应。,（,4,）端羟基化合物与环氧氯丙烷反应生成端氯化羟基化合物,-,开环反应。,（,5,）生成的氯化羟基与,NaOH,反应，脱,HCl,再生成环氧基,-,闭环反应。,在环氧氯丙烷过量情况下，继续不断地进行上述开环,-,开环,-,闭环反应，最终即可得到二端基为环氧基的双酚,A,型环氧树脂。,将配方量的双酚,A,和环氧氯丙烷在,80,下搅拌溶解，然后降温至,50,，滴加,30,的,NaOH,。碱滴加完后保温反应一段时间，然后减压回收未反应的环氧氯丙烷。,接着再次降温到,50,，滴加,15,的,NaOH,，加完后保温反应。反应完毕，加入苯，升温溶解，然后静置水洗，上层的树脂苯溶液真空吸入脱水釜，残液再加苯萃取一次，弃去下层盐水溶液，萃取液仍吸入脱水釜。最后蒸出苯，得到清澈透明的树脂。,此外还有一次加碱法，即将碱改成一次滴加完，然后再蒸馏未反应的环氧氯丙烷,1,2,3,一步法制备步骤,环氧树脂反应分子式,原料配比,以,E44,配方为例,原料,质量,%,摩尔比,双酚,A,环氧氯丙烷,氢氧化钠（,l,）,氢氧化钠（,2,）,苯,100,93,94,35,30,适量,1,2.75,1.435,0.775,适量,两步法制备步骤,将双酚,A,、环氧氯丙烷，同时加入三苯基膦卤化物或三苯基膦作催化剂，升温使体系在,40120,发生醚化反应，生成氯醇醚。当羟基转化率达到,80,90,后，在,2090,以下一次性加入,Na0H,水溶液，进行闭环反应。然后，在减压下蒸尽环氧氯丙烷。加入有机溶剂，溶解粗产物，再加入水水洗至中性，静置分去水层，最后蒸馏除去苯，得到树脂产品。二步法也可以选择铵盐、胆碱作为催化剂，无机盐，含硫有机化合物，考虑到价格因素，国内企业选用铵盐的居多。,配方：,环氧氯丙烷,925g,（,10mol,）,双酚,228g,（,1mol,）,四甲基溴化铵,0.03mol/,酚羟基,48%,氢氧化钠,102.5g,反应时间长，而且要求环氧氯丙烷大量过量，环氧氯丙烷消耗,较多，增加了反应能耗。在碱的存在下，环氧氯丙烷也会发生水解反应，生成副产物丙三醇，影响产品品质。同时，双酚,A,和环氧氯丙烷还会发生加成反应，生成,1,，,3,氯代醇，从而降低产物的环氧值，也提高了产物的含氯量,两步法,反应时间短，操作稳定，温度波动小，易于控制，产生的三废少，质量稳定，产率高，可生产系列环氧树脂，但很难从树脂中除去催化剂。,两种方法间的比较,一步法,结论：,选择“两步法”进行生产（以铵盐为催化剂）,理由：工艺流程简单，操作方便，费用低，符合工业化大生产。,三废处理,-,三废来源,清洁生产工艺,反应结束后，,向树脂混合物中加高浓度氢氧化钠，彻底水解环氧氯丙烷，再添加甲苯溶解萃取环氧树脂，然后分离脱去大部分盐饱和液（此饱和盐液可直接进行浓缩结晶），上清液为含环氧树脂的甲苯溶液。此清液经逆流套洗除盐后，蒸馏得到纯净的环氧树脂成品，回收的甲苯可作溶剂重复利用。套洗的高浓度废水进入废水治理闭路循环。首先经液相分离得到老化树脂和盐碱溶液，老化树脂可进行重复回收利用，对碱盐液可蒸发浓缩，得到纯度较高的氯化钠，结晶母液可直接用作环氧氯丙烷的水解，而蒸馏冷凝液可做树脂洗涤用水。,2,、胶黏剂制备步骤,（,1,）加助剂,在制备出的双酚,A,型环氧树脂中加入聚醚树脂（增韧剂），还可加入双缩水甘油醚（稀释剂），或依据某种特性加入适合的填料，搅拌均匀。,(2),固化剂固化,使用多元胺固化时，固化反应为多元胺的氨基与环氧预聚体的环氧端基之间的加成反应。该反应无需加热，可在室温下进行，叫冷固化。当选用乙二胺作为室温固化剂时，其固化机理如下：,3,、环氧树脂胶黏剂配制举例,（,1,）常温固化环氧胶,称取,100,份环氧树脂、,20,份邻苯二甲酸二丁酯、,50100,份氧化铝粉，将它们混合并搅拌均匀，再加入,8,份二乙烯三胺，混合搅拌均匀后即可使用。,（,2,）高温固化环氧胶,称取,100,份环氧树脂、,20,份线型聚酯树脂、,50100,份氧化铝粉，放入容器中混合加热至,120140,：用另一容器称取,40,份邻苯二甲酸酐，加热熔化，然后倒入上面的环氧树脂混合物中迅速搅拌，即可使用。,（,3,）高强度环氧胶,将,10,份环氧树脂和,80,份聚砜树脂混合加热至,140150,，搅拌至聚砜全部溶解后冷却，也可以先将聚砜溶于,200,份三氯甲烷，然后混入环氧树脂（如果配制无溶剂胶黏剂，可加热将三氯甲烷除去）。最后加入,200,份三氯甲烷、,50,份二甲基甲酰胺和,12,份双氰胺。混合均匀即可使用。,四、环氧树脂胶黏剂工艺参数及设备,1,、影响胶黏剂性能的主要因素：,固化剂用量,原料配比,制造树脂时的温度,（,1,）固化剂用量对胶黏剂影响,固化剂的用量对成品的机械加工性能影响很大，必须控制适当。,若固化剂用量太少，无法与环氧树脂很好地配合，形成的胶黏剂胶黏性能就不强，结构比较松散，无胶接作用。,若固化剂用量过多，缩短了凝胶时间，会使胶黏剂发生钝化，胶黏剂的剥离强度和剪切强度变弱。,（,2,）原料配比对胶黏剂影响,环氧树脂的分子量与单体的配料比有密切关系，当反应条件相同，环氧氯丙烷与双酚,A,的物质的量的比越接近,1,：,1,时，所得的树脂分子量就越大；碱的用量越多，环氧氯丙烷过量越多，所得树脂的分子量就越低。,（,3,）树脂生产时的温度,反应体系在,120,时反应较缓慢,140,时环氧基团开始大量消耗,160,时转化率达,831%,在体系温度上升至,160,后,反应体系温度开始高于油浴温度,放热明显,体系达到,180,的峰值温度时,取样测得的环氧当量为,941,g/eq,同冷却后的最终产物的环氧当量在考虑滴定可能的系统误差情况下基本相同,说明反应体系在,180,后的冷却阶段虽然在,180120,经历了一段较高温度的停留时间,但反应在体系达到峰值温度,180,或之前已经达到最终产物的分子质量,从而也验证了反应温度选择的可行性。,2,、工艺参数选择,温度：,180,原料配比：,n,(,环氧氯丙烷,):,n(,双酚,A)=1:1,固化剂用量：适量,3,、设备选型,主要设备有预反应釜、反应釜、精制釜、反应物接受罐、粗树脂接受罐、,ECH,蒸发器、,MIBK,蒸发器、预涂料混合罐、树脂溶液过滤器、产品过滤器、成品混合罐。,（,1,）反应釜,搪玻璃反应釜,俗称搪瓷锅。在碳钢锅的内表面涂上含有二氧化硅玻璃釉，经,900,左右的高温焙烧，形成玻璃搪层。搪玻璃反应釜对许多介质具有良好的抗腐蚀性，所以广泛用于精细化工生产的卤化反应及有盐酸、硫酸、硝酸等存在时的各种反应。搪玻璃反应釜具有如下特性,:,a,、耐腐蚀性 它能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质，尤其在盐酸、硝酸、王水等介质中具有良好的耐腐蚀性能。,b,、耐热性 允许在,-30+240,范围内的使用，耐热温差小于,120,，耐冷温差小于,110,。,c,、耐冲击性 耐冲击性较小，因而使用时应避免硬物冲击碰撞。搪玻璃反应釜在运输和安装是要防止碰撞。加料时严防重物掉入容器内。使用时要缓冲加压升温，防止剧变。,（,2,）齿轮泵,齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作,容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转,泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭,空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体,积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮,合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管,路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合,线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决,于泵出处阻力的大小。,（,3,）过滤器,过滤器原理：,过滤器待处理的水由入水口进入机体，水中的杂质,沉积在不锈钢滤网上，由此产生压差。通过压差开,关监测进出水口压差变化，当压差达到设定值时，,电控器给水力控制阀、驱动电机信号，引发下列动,作：电动机带动刷子旋转，对滤芯进行清洗，同时,控制阀打开进行排污，整个清洗过程只需持续数十,秒钟，当清洗结束时，关闭控制阀，电机停止转,动，系统恢复至其初始状态，开始进入下一个过滤,工序。,选用,板框过滤器,结构：由许多正方形的滤板与滤框交替排列组合而成的，板与框之间装有滤布，板框与滤板靠支耳架在一对横梁上，并用一端的压紧装置将他们压紧。,特点：结构简单，制造容易设备紧凑，过滤面积大而占地小，操作压强高，滤饼含水少对各种物料的适应能力强。,缺点：间歇操作，劳动强度大，生产效率低,降膜式蒸发器,蒸发器,降膜式蒸发器料液是从蒸发器的顶部加入，在重力作用下沿管壁成膜状下降，并在此过程中蒸发增浓，在其底部得到浓缩液。它可以蒸发,浓度较高、粘度较大,（例如在,0.05,0.45Ns/m2,范围内）、,热敏性的物料。,但因液膜在管内分布不易均匀，传热系数比升膜式蒸发器的较小，仍不适用易结晶或易结垢的物料。,由于溶液在单程型蒸发器中呈膜状流动，因而对流传热系数大为提高，使得溶液能在加热室中一次通过不再循环就达到要求的浓度，因此比循环型蒸发器具有更大的优点。,溶液不循环带来好处有：（,1,）溶液在蒸发器中的停留时间很短，因而特别适用于热敏性物料的蒸发；（,2,）整个溶液的浓度，不象循环型那样总是接近于完成液的浓度，因而这种蒸发器的有效温差较大。其主要缺点是：对进料负荷的波动相当敏感，当设计或操作不适当时不易成膜，此时，对流传热系数将明显下降。,谢谢观赏,谢谢观赏,