胶黏剂与涂料.docx

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胶黏剂与涂料

1.接触角：

胶黏剂液滴与被胶接固体表面接触时，经过气、液、固三相交界线上的一点液面切线与液体附着面一侧的夹角θ。

2.凝胶化：

线型高分子化合物由于分子间的交联反应使粘度无限增大而产生的凝胶现象。

3.弱界面层：

当被胶接的材料、胶粘剂及环境中的低分子物或杂质等，通过渗析、吸附及聚集等过程，在部分或全部界面内产生这些低分子物的富集区，这就是弱界面层。

4.丙阶酚醛树脂：

甲阶酚醛树脂在加热时不用固化剂既可以进一步缩聚成最后的不溶不熔的体型结构树脂。

5.聚氨酯树脂：

是由多异氰酸酯和多羟基化合物如聚酯多元醇一集聚醚多元醇等化合而成。

6.机械交接理论：

液态胶黏剂充满被胶接物表面的缝隙或凹陷处，固化后在界面区产生啮合连接或投锚效果。

7.甲阶酚醛树脂：

羟甲基酚的缩聚反应若再凝胶点前停止下来，可得到各种用途的可溶性酚醛树脂。

8.湿润性：

将气—固界面转换成液—固界面的能力。

9.胶黏剂：

在一定条件下凡是能够把两种同种或异种被胶接材料通过表面粘附作用紧密地连接起来起传递作用并能满足一定物化性能要求的非金属物质。

10.API：

水性高分子异氰酸酯胶黏剂，以水性高分子聚合物、乳液、填料为主剂，与多异氰酸酯交联构成的胶黏剂。

11.热固性胶黏剂：

在热、催化剂的单独作用下或联合作用下会形成化学键的一类胶黏剂，固化后不溶不熔。

12.熔融粘度：

热塑性高聚物在规定温度、压力条件下，熔体在10min内通过标准毛细管的质量值。

13.涂料：

是一类呈流动状态,能在物体表面扩展形成薄层,并随时间延续与加热以及供给其他能量,能在被涂饰表面牢固粘附固化,形成具有特定性能的连续皮膜的物质。

14.热熔胶:

胶接作用主要是化学键力作用的结果，胶黏剂与被胶接分子间产生化学反应而获得高强度主价键结合。

15.化学键理论：

改理论认为胶接作用主要是化学键力作用的结果。

包括离子键、共价键和金属键。

16.环氧值：

是指每100g树脂中所含环氧基的当量数。

17.光固化涂料:

是用光能来引发涂膜内含不饱和键的聚合物和活性溶剂进行自由基或阳离子聚合，从而固化成膜的涂料。

18.硝基漆:

是由硝化纤维素与合成树脂、增塑剂溶于混合溶剂中，调制而成。

19.最低成膜温度（MFT）：

能使乳液胶形成连续的胶膜的最低温度。

20.PVAc乳液：

是以乙酸乙烯酯作为单体在分散介质中经乳液聚合而制得的一种热塑性胶黏剂。

（聚乙烯醇PVA保护胶体，热塑性胶）改性：

共聚改性（乙烯，丙烯类单体，有机硅）、PVA的改性（缩甲醛化）、制备核壳复合乳液。

21.乳化：

使互不相溶的油水转变为相当稳定、难以分层的乳液的过程。

22.临界胶束浓度（CMC）:

乳化剂开始形成胶束时的浓度。

在CMC处，溶液的许多物理性能有突变。

23.硬化：

胶接时靠溶剂或分散相的挥发及溶剂在被粘物中的扩散和渗透而使胶层固化。

通过化学反应或物理作用（如聚合、氧化、凝胶化、水合、冷却、挥发性组分蒸发等）获得并提高胶接强度和内聚强度等性能的过程。

24.固化：

胶接时靠化学反应而使胶层固化。

胶黏剂通过化学反应（聚合、交联等）获得并提高胶接强度等性能的过程。

25.软化点：

是指以一定形式施以一定负荷，并按规定升温速率加热到试样变形达到规定值的温度。

26.醇酸树脂:

由多元醇、多元酸和一元酸制成的缩聚物。

27.环氧树脂:

是泛指含有两个或两个以上环氧基以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚体.

28.环氧值:

是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量数。

环氧当量=100/环氧值

1．简述传统三段式脲醛树脂的合成工艺特点并予以解释

“碱—酸—碱”工艺

尿素与甲醛的羟甲基化加成反应在碱性条件下进行（pH=7~9）；在酸性条件下进行缩聚反应（pH=4.3~5.0）；达到反应终点时，将产物调至弱碱性或中性进行贮存（pH=7~8）。

2.简述影响胶接强度的因素

被胶接物的表面状态、弱界面层、内应力、交联度、极性、分子量分布、胶黏剂的固化、胶层厚度、木材比重，纤维方向，抽提成分.

3.简述胶黏剂硬化与固化的区别

硬化是指胶黏剂通过干燥、结晶等物理过程变硬的现象。

固化是指胶黏剂与固化剂，催化剂作用分子间发生交联反应，逐步由液态转变为固态，并获得胶接强度的过程。

硬化是物理变化，固化是化学变化。

热塑性树脂通过硬化实现胶接，热固性树脂通过固化实现胶接，且固化过程分子量增大。

4.合成脲醛树脂时分批加尿素，合成酚醛树脂时一般分批加入甲醛，为什么？

尿素分次加入量的不同即F/U摩尔比不同，会影响UF的耐水性。

酸性阶段再加尿素可降低F/U，使反应充分缩聚达理想程度，反应后期加入尿素课降低树脂中游离甲醛量。

在强碱催化下，甲醛分两次投料与苯酚进行缩聚课形成甲阶酚醛树脂，可减缓反应中的放热，使反应易于控制，有利于减少游离酚，提高质量与得率。

5.简述各种粘接理论的要点及局限性。

吸附理论要点：

胶接过程分为两个阶段①胶黏剂分子通过布朗运动扩散②吸附引力的产生。

局限性：

无法解释胶接力大于胶黏剂本身强度；无法解释胶接强度大小与分子间的分离速度关系；无法解释极性过大高分子化合物的胶接强度降低以及水的影响。

扩散理论要点：

胶黏剂与被胶接物质通过相互扩散而形成牢固接头。

局限性：

不能解释高聚物以外的胶粘现象。

化学键理论要点：

胶接作用主要是化学键力作用的结果。

局限性：

无法解释不发生化学反应的胶接现象。

静电理论：

胶接接头存在双电层，胶接力来自双电层的静电引力。

局限性：

无法解释炭黑作填料的胶黏剂的胶接现象；无法解释两种以上互溶高聚物构成的胶接体系的胶接现象；无法解释湿度、温度等对剥离实验的影响。

机械接合理论：

液态胶黏剂充满被胶接物表面的缝隙或凹陷处，固化后在界面区产生啮合连接或投锚效果。

局：

无法解释非多观材料粘结。

6.胶黏剂为什么一定要有润湿性？

胶黏剂的润湿性是指胶黏剂在被胶接物的表面浸润扩散开，使气固界面转换为液固界面的能力。

一般润湿性的好坏直接影响胶接强度，因为胶黏剂的润湿能力是获得高强度胶接接头的必要条件。

7.简述高邻位酚醛树脂固化速度较普通酚醛树脂固化速度较快的原因。

高邻位酚醛树脂因为支链中单取代酚的比例较高。

由于高邻位酚醛树脂的生成，用金属离子作催化剂时，使邻位的羟甲基化反应占优势，使较多的自由活性对位剩余下来，必然导致固化速度加快。

8.白胶与氯丁橡胶胶黏剂的硬化过程是否相同，为什么？

不同。

白胶通过乳液中水分逐渐渗到被胶接材料中或挥发掉，最后使高分子胶体颗粒发生变形凝聚固化。

氯丁橡胶随着溶剂的挥发，胶黏剂浓度不断增大，最后达到一定强度。

9.热熔胶的主要成分及其作用是什么？

基本聚合物：

使胶具有必要的胶接强度和内聚强度。

增粘剂：

降低熔融黏度，提高初黏性。

蜡类：

降低热熔胶的熔点和熔融黏度，改善胶体流动性和润湿性，提高胶接强度，防止结块。

填料：

降低收缩性，提高耐热性，热容量，延长操作时间，降成本。

增塑剂：

提高柔韧性，耐寒性。

抗氧剂：

防止氧化，热分解。

10.在不饱和聚酯树脂固化过程中，为什么需加入引发剂和促进剂？

因为不饱和聚酯树脂的固化是自由基反应，需加入引发剂形成自由基，从而促使固化反应发生，而通常的过氧化物类引发剂在低温下分解速度很慢，为了在常温下加速引发剂的分解，一般加入促进剂就可使引发剂的分解温度降到室温。

11.简述UF树脂、乳白胶、热熔胶的胶接机理。

答：

①.UF树脂的胶接机理是在树脂加入酸或能释放酸的盐类（固化剂），使树脂的PH降低，缩聚反应迅速进行，从而达到固化胶接。

②乳白胶的胶接机理是胶液中水分挥发，乳胶粒发生粘性流动而融合粘连，失去流动性，当水分进一步挥发时若胶的温度高于某一温度时，粒子就发生变形、融合，从而形成连续的胶膜而胶接。

③热熔胶的胶接机理是在热熔状态下进行涂布，再借冷却硬化而实现胶接。

12.简述PVAc乳液的形成机理和合成工艺，如何改性？

答：

①形成机理：

PVAc乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配置而成的乳状液中进行的聚合，绝大部分聚合发生在油溶性单体和熔性引发剂相遇的场所胶束内。

首先是游离基由水相扩散进入胶束，引发链增长，至链终止，然后在胶束聚合后形成聚合物乳胶粒，并均匀而稳定地分散在水相中形成乳液。

②合成工艺：

先将乳化剂、表面张力调节剂等组分先后加入水相中，搅匀后加入单体总量的5%~15%的单体和30%左右的引发剂，并将温度调节在70～80℃，然后滴加单体和引发剂，反应结束后，升温至90～95℃，保温一段时间，冷却50℃以下，加入碳酸氢钠溶液调PH=4～6，最后加入增塑剂领苯二甲酸丁二酯，搅拌1h放料。

③改性:

一般采用内加交联剂和外加交联剂两种方法，此外还有在乳液中加入金属盐来提高耐水和耐热性。

13.简述胶黏剂与涂料的组成及其各组分的作用；胶黏剂与涂料的异同。

答：

⑴胶黏剂的组成：

①胶料:

是胶黏剂中的主要成分，并起胶接作用；②固化剂：

在胶接时起固化作用；③增塑剂与增韧剂：

改善胶层的脆性和改善胶黏剂的流动性；④填料：

改善胶黏剂的某些特性，降低成本或赋予它一些心的功能；⑤稀释剂与溶剂：

用来降低低胶黏剂的粘度；⑥偶联剂：

改善胶接界面并提高胶接强度；⑦其它助剂如防老剂提高抗老化性，防霉剂防止没变等。

⑵涂料的组成：

①成膜物质：

是决定漆膜性能的主要成分；②着色材料：

用于调制着色剂、填孔剂、腻子等；③溶剂：

用于溶解或稀释固体或高粘度的成膜物质;④助剂：

增加涂料某些方面的性能。

同：

涂料是一种特殊胶黏剂，与胶黏剂一样有一定的胶接作用。

异：

①胶黏剂主要用于材料的胶接，而涂料则主要用于装饰和作为材料的保护层。

②胶黏剂在被胶接物间受压形成胶接层，不直接产生表面；涂料自身的表面张力和重力作用决定涂膜的表面形态。

14.分别叙述热塑性、热固性和高邻位酚醛树脂合成的工艺条件。

答：

①热塑性酚醛树脂：

强酸性（PH<3）条件下，苯酚过量；②高邻位酚醛树脂：

P/F>1，在二价金属离子催化剂作用下；③热固性酚醛树脂：

在碱性条件下PH>7，甲醛过量热固性酚醛树脂。

15.固化后的脲醛树脂产生游离甲醛的原因有哪些？

如何降低游离甲醛释放？

答：

由于树脂胶中羟基和游离甲醛之间存在平衡，而在加入固化剂后，树脂液酸性增大，从而促进平衡向生成甲醛方向移动，因此只要在脲醛树脂中存在羟甲基和二次甲基醚键，固化时就会有游离甲醛产生，此外脲醛树脂中的游离甲醛含量还取决于甲醛与尿素的摩尔比。

降低游离甲醛释放的方法：

可适当降低板坯含水率和提高热压温度，同时使热压时间保持在经济允许范围内；可适当降低F/U摩尔比；向树脂中添加甲醛捕捉剂及成品板进行后处理；尿素分次加入。

1.论述影响脲醛树脂性能质量的因素。

答：

脲醛树脂的性能取决于其缩聚作用机理的固化后树脂空间结构特点，其中原料组分的摩尔比，不同反应阶段PH；反应温度及反应时间等对树脂性能的影响起决定作用。

①尿素与甲醛的摩尔比：

若F/U过高，甲醛过低，甲醛则不足，交联度就会下降，同样导致耐水性降低。

②反应介质的PH值：

反应介质PH不同，直接影响尿素与甲醛的反应过程和生成物的化学构造，故而树脂的性质有很大差异。

③反应温度：

若反应温度过高，会造成凝胶化现象或分子量分布不均匀，致使胶接强度下降，贮存期缩短；若反应温度过低，则缩聚缓慢，致使树脂聚合度低，粘度小，固化速度慢，从而降低胶层内聚力。

④反应时间:

反应时间直接关系到树脂缩聚程度，若反应时间过短，树脂缩聚不完全，从而导致固含量低，粘度小，游离甲醛含量高，联合强度低。

反之，若时间过长，则缩聚程度过高，分子量过大，粘度过高，水溶性降低，则会影响施胶操作及贮存期。

2.试述降低脲醛树脂的胶接制品甲醛释放的途径。

答：

①合理选择缩聚次数，对尿素进行分次加入，这样可提高第一次尿素与甲醛摩尔比，有利于形成二羟甲基脲和降低游离甲醛含量；②由于板坯含水率越高，热压时间越短，游离甲醛越多，因此可适当降低板坯含水率和提高热温度，同时使热压时间保持在经济允许范围内；③在合成反应时，可设法降低F/U摩尔比，从而降低游离甲醛量；④在树脂中添加甲醛捕捉剂，及对成品板进行后处理；⑤在各种UF制取最外层涂布一层阻隔甲醛释放的膜；⑥开发低甲醛释放量的脲醛树脂。

4.请你综述甲醛系列树脂木材胶黏剂的现状及发展趋势。

答：

①甲醛类胶黏剂是木材加工业使用的主要胶种，包括UF，PF，MF这类胶黏剂性能优良，分子量低，润湿性好，胶接强度高，耐水性良好并耐化学药剂侵蚀，目前是木材加工业中消耗量最大的一类胶黏剂.

②发展趋势：

专用化、综合性全面化、低毒环保、低成本、低耗能和高效。

UF：

降低游离甲醛释放、提高耐水性和耐老化性；PF：

向低游离酚、低游离甲醛、低碱含量、低成本；MF：

提高耐韧性和降低成本，开发新型浸渍树脂。

5.你认为最有发展前途的天然胶黏剂和合成树脂胶黏剂分别是什么呢？

为什么？

答：

我认为天然胶黏剂中最有发展前途的是木塑胶黏剂，木素是木材的主要成分之一，其含量约占木材的20%~40%，因此，原料丰富，其次木素的应用还在起步阶段，因此，发展空间很大且木素胶黏剂应用范围广。

合成树脂胶黏剂中，最有发展前途的应属热熔胶。

因为①其胶接速度快，可自动化连续生产，生产效率高②不含溶剂，低环境无污染，贮存运输方便③课反复熔化胶接④可胶接多种材料，经济效益显著。

6.说明脲醛树脂合成中，发生凝胶现象的原因?

并结合脲醛树脂的合成原理从理论上加以分析。

答：

在缩聚进行到一度程度，线型成带有支链的线型缩聚物间进行交枝连接，羟甲基间进行缩合，脱去小分子水或甲醛，形成亚甲基或醚键，从而将线型可溶性缩聚物连接在一起，粘度岁缩聚程度增大而增大，特别是酸性阶段二次加尿素时缩聚反应控制不当导致粘度突然增加,导致树脂造成凝胶。

U/F越低，甲醛数量相对减少，成型缩合越困难，越容易造成缩聚不完全，更易出现凝胶现象。

1.影响PVAc乳液质量的因素：

单体质量：

醛有阻碍作用，酸影响活化时间影响聚合速度；乳化剂用量增大，胶粒数目增多，粒径减小，聚合速度变大，过多耐水性降低；引发剂过多，分子量降低，影响胶接强度；增塑剂过多会降低聚合速率和分子量；用水量，影响含量和粘度；操作工艺：

搅拌速度和反应温度。

2.热塑性树脂：

是具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。

凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。

热固性树脂：

加热后产生化学变化，逐渐固化成型，再受热也不软化，也不能溶解。

它们之间的区别在于树脂受热后，再冷却后的变化可不可以恢复。

热塑性树脂可以恢复，热固性树脂不可以。

3.E-51环氧树脂：

E表示类别及品种，指二酚基丙烷为主要组成物质；“-”表示未改性；“51”表示该树脂环氧指标为0.48～0.54mol/100g，则其算术平均值为0.51。

4.涂料的功能：

装饰、保护、标志功能、特殊功能（导电导磁涂料、烧蚀温控涂料、伪装和隐形涂料）

5.涂料的分类：

按贮存的组分数分（单、多组分）；按涂膜行装分（高光、亚光漆）；按挥发分特点分（溶剂型、无溶剂、水性与粉末涂料）；按固化特点分（挥发型与反应型漆）；按涂装工程的层次分（下、中、上涂漆）。

6.涂料的命名：

全名由颜料或颜色名称、成膜物质名称和基本名称三部分组成。

7.UF：

脲醛树脂；MF：

三聚氰胺甲醛树脂；PF：

酚醛树脂；PVAc乳液胶：

聚醋酸乙烯酯乳液胶；RF:

间苯二酚甲醛树脂；PRF：

苯酚间苯二酚甲醛树脂；PU:

聚氨酯；PVA：

聚乙烯醇；OP-10：

辛烷基酚聚氧乙烯醚；NC漆：

硝基漆；MUF：

三聚氰胺-脲醛甲醛树脂；SBS胶：

苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物；EEA：

乙烯-丙乙烯乙酯树脂；EAA：

乙烯-丙烯酸共聚物；PES:

聚酯树脂;SIS：

苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物；MDI:

4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯;TDI:

甲苯二异氰酸酯。

8.UF与MF合成原理异同：

同：

两者树脂化历程相同，都是分子间失水或脱甲醛形成次甲基醚或醚键链接的过程。

异：

MF缩聚及固化酸碱下都能进行，而UF只能在酸性条件下。

9.热固性PF合成原理：

碱性条件下，酚羟基易电离成负离子使邻对位活性增强并形成共振平衡，与甲醛作用生成亚甲基醌并与酚环上的活性氢生成次甲基键，后缩聚成树脂。

热塑性PF合成原理：

酸性条件下，羟甲基及苯环质子化作用，甲醛被活化形成碳正离子，进行取代反应，后进一步的质子化作用产生苄基正碳离子，随之缩聚。

高邻位PF合成原理：

金属离子有催化作用，使邻位羟甲基化反应占优势。