膠粘劑一般由多種成分組成。它通常是以具有粘性或彈性體的天然產物或合成高分子化合物(無機膠粘劑除外)為基料(也稱為主料),加入適量的固化劑、填料、增韌劑、稀釋劑、防老劑等添加劑組成的一種混合物。對于某種具體的膠粘劑來說,并不是以上組分都需要,其組分的選擇主要決定于膠粘劑的性質和使用要求。
(1)基料基料是膠粘劑的主要而必須的成分;嫌址Q為基體,也稱膠粘劑的骨架,它具有賦予膠粘劑粘附功能的特性。基料通常是由一種或幾種高分子化合物混合而成,例如淀粉、天然橡膠、合成橡膠、合成樹脂等。
為了保證膠粘劑的質量要求,對基料有以下幾點基本要求:a.對被粘結制品材料應有良好的粘附性和潤濕性;b.應具有一定的基料強度和韌性;C.對被粘結制品材料不產生化學反應及腐蝕性,而且具有耐使用介質的特性;d.應具有一定的耐熱性能,能經受得住使用過程中較大的溫度變化;e.基料本身應具有一定的耐老化性能,并能夠溶解于一定的有機溶劑中;f.來源較廣,成本較低;g.對環境污染程度低。
有時,單獨使用一種熱固性樹脂作基料時,可能滿足不了膠粘劑的多種性能要求,因而常在基料中加入橡膠或熱塑性樹脂或其他熱固性樹脂,來改善膠粘劑的性能。例如,在熱固性樹脂中加入橡膠,可增加粘結層的柔韌性,從而使沖擊、彎曲、剝離強度得到提高。
第二次世界大戰之后,隨著新型合成樹脂新工藝的快速發展,作為膠粘劑基料的物質除了天然高分子之外,逐步形成了三大體系,即熱塑性樹脂、熱固性樹脂與合成橡膠。
熱塑性樹脂的膠粘劑一般有如聚醋酸乙烯、聚乙烯醇縮醛類、丙烯酸酯類等,該類膠粘劑的基料一般為線型高分子結構的化合物,膠粘劑在遇熱時膠膜產生軟化或熔融,冷卻后又會固化,其耐水、耐熱性能都較差。
熱固性樹脂類的膠粘劑一般有所謂的"三醛"膠,即脲醛、酚醛、三聚氰胺-甲醛樹脂等,這類膠粘劑的主劑大分子都具有三維結構,因此具有耐熱、耐水、耐介質性好的特點,同時抗蠕變性能好。
合成橡膠類膠粘劑一般有氯丁膠、丁腈膠、丁苯膠乳等,該類膠粘劑的特點是膠膜彈性好、柔軟性好,但耐熱性較差。
紙蜂窩材料的膠粘劑目前涉及的基料主要有天然高分子和熱塑性樹脂兩類,在實際應用中存在的問題將在后面的內容中予以討論。
(2)固化劑固化劑又稱硬化劑或熟化劑,是膠粘劑中重要的輔助材料。固化劑能與基料發生化學反應,可使線型高分子的結構轉變成網型或體型結構,使分子間距離、形態、熱穩定性、化學穩定性都產生一定的變化,從而使膠粘劑固化。一般可按基料固化反應的特點和需要形成粘結層膜的要求(如硬度、韌性等)以及使用時的情況等來選擇固化劑,也可以根據使用要求與具體的生產條件來進行選擇。
(3)填料填料的加入可以增加膠粘劑的彈性模量,降低線膨脹系數,減少固化收縮率,增加粘度、抗沖擊韌性,提高使用溫度、耐磨性能、膠接強度等,此外還可以改善膠粘劑耐水、耐其他介質性能和耐熱老化性能等等。此外,由于填料的加入也相應地降低了膠粘劑的生產成本。當然,填料的加入也有不利的一面,如增加了膠粘劑的質量而不利于蜂窩紙板質量的減輕,增加了粘度而不利于涂布施工,使膠粘劑喪失了透明度,容易造成氣孔等。
填料的種類、顆粒度、形態及加入量,對膠粘劑的性能影響很大,應根據不同的使用要求進行選擇。通常對膠粘劑的填料有如下幾點要求:a.應符合膠粘劑的某些特殊的性能要求,如耐熱性、耐老化性等;b.易于分散且與基料具有良好的潤濕性;c.無活性,與膠粘劑中其他組分不起反應;d.不含水分、不易吸濕變質且無毒;e.具有一定的物理狀態,如粉狀填料應有一定的顆粒度大小,而且顆粒大小均勻一致;f.來源廣泛,加工方便,成本低廉。
(4)增韌劑加入增韌劑能改善膠粘劑的性能,如增加韌性,降低脆性,提高粘結層的抗剝離、抗沖擊能力,還可以改善膠粘劑的流動性、耐寒性與耐振性等,但同時又可能會導致膠粘劑的抗剪強度、彈性模量、耐熱性能等有所降低。
增韌劑按其是否參與固化反應情況,可分為惰性增韌劑與活性增韌劑。惰性增韌劑是高沸點液體或低熔點的固體有機物,與基料有良好的相容性,它不參與膠粘劑的固化反應,僅與基料進行機械混合。常用的增韌劑有:鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯等;钚栽鲰g劑起增韌作用,它參與膠粘劑的固化反應,并進入到固化產物最終形成的一個大分子鏈結構之中。常用的活性增韌劑有:低分子聚酰胺樹脂、低分子聚硫橡膠等。
(5)稀釋劑稀釋劑的主要作用是降低膠粘劑的粘度,以便于進行涂布施工等,同時也有助于延長膠粘劑的使用時間。稀釋劑可分為兩大類,一類為非活性稀釋劑又稱為溶劑,例丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯等,該類稀釋劑不參與膠粘劑的固化反應。另一類是活性稀釋劑,它既可以降低膠粘劑的粘度,又會參與膠粘劑的固化反應,如環氧丙烷丙基醚、甘油環氧樹脂等,該類稀釋劑能夠克服因溶劑揮發不徹底而使膠粘劑的性能下降的缺點,但活性稀釋劑一般都有毒性,易使皮膚過敏,所以使用時應慎重。
(6)促進劑及著色劑在熱固性膠粘劑中,凡能加速固化反應或降低固化反應溫度的一類物質叫固化促進劑,如環氧樹脂膠粘劑中常用的叔胺、酚類,硫脲等。
能賦予膠粘劑所要求的顏色的物質,稱為著色劑,合理使用著色劑可使膠粘劑粘結的制品具有外表美觀的特點。
在膠粘劑的組成中,除了上述幾個組分外,有時為了滿足某種膠粘劑的特殊性能要求,在膠粘劑中還可以加入其他特殊組分,如抗紫外老化劑、抗蝕劑等。