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什么是無(wú)機(jī)膠黏劑的分類組成,應(yīng)用與特點(diǎn)、

作者:東莞玉明        2012年10月29日

一般來(lái)說(shuō),無(wú)機(jī)膠粘劑具有以下特點(diǎn):
1)耐高溫,無(wú)機(jī)膠粘劑本身可承受1000℃左右或更高的溫度。
2)抗老化性好。
3)收縮率小。
4)脆性大,其彈性模量比有機(jī)膠粘劑高一個(gè)數(shù)量級(jí),故無(wú)機(jī)膠粘劑套接強(qiáng)度高,硬度大;而平面對(duì)接,搭接、沖擊、剝離強(qiáng)度較低。改進(jìn)的辦法有:①使其形成無(wú)機(jī)大分子,如Si-O-Si,P-O-P鍵;②在無(wú)機(jī)膠粘劑中引入有機(jī)改性組分。
5)抗水、耐酸堿性差。目前,我國(guó)研制成功的陶瓷膠粘劑是具有陶瓷結(jié)構(gòu)的耐熱無(wú)機(jī)膠粘劑,其固化物一般為多晶復(fù)合體系。這種膠粘劑的主要特點(diǎn)是耐高溫(達(dá)1000-3000℃),同時(shí)具有抗氧化、絕緣、耐腐蝕、耐磨損及超硬等特點(diǎn)。

無(wú)機(jī)膠黏劑的分類
無(wú)機(jī)膠粘劑一般可分為氣干型膠粘劑、水固化型膠粘劑、低熔點(diǎn)玻璃、金屬焊料、反應(yīng)型膠粘劑及牙科用水泥六類。

(1)氣干型膠粘劑
水玻璃(硅酸鈉)等水溶性硅酸鹽隨著水分的蒸發(fā)而固化。這類膠粘劑可用于粘接木材、紙張等多孔性材料,但耐水性較差。

(2)固化型膠粘劑
氧化鋁水泥、石膏等因生成水合物而固化,其中氧化鋁水泥固化快,高溫性能和耐腐蝕性能優(yōu)異,在高溫下發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)而形成粘接,可用在鑄造模具上;鎂水泥是因水合反應(yīng)而快速固化的高強(qiáng)度水泥,在200℃下失去結(jié)晶水MgCl2+3MgO+11 H2O→MgCl2.3Mg(OH)2.3H2O(8-1)260℃時(shí)強(qiáng)度降至50%,耐酸性和耐水性較差。

(3)低熔點(diǎn)玻璃
玻璃焊料廣泛用于真空技術(shù)中玻璃、陶瓷、金屬的密封。在以PbO-B2O3為基體的玻璃中,加入SiO2和Al2O3等成分可提高其耐水性。如100-200目PbO)-B2O3-ZnO,PbO-B2O3-ZnO-SiO2,PbO-B2O3-SiO2-Al2O3等粉末可制成糊狀,也有不用PbO而以ZnO為主要成分的無(wú)鉛低熔點(diǎn)玻璃。這些玻璃的軟化溫度為300-600℃,焊接溫度為400-600℃,其耐熱溫度低于軟化溫度。焊接后進(jìn)一步加熱時(shí),在玻璃中可析出0.02-20μm微晶,可粘接耐高溫的結(jié)晶型玻璃,用在彩電顯象管上。

(4)金屬焊料
450℃以下低熔點(diǎn)焊料的代表是焊錫(Ph-Sn),而銀焊料(Ag-Cu-Zn-Cd-Sn)可用于450℃以上的場(chǎng)合。目前,正在開(kāi)發(fā)能粘接玻璃或陶瓷的Pb-Sn-Zn-Sb系列的焊藥。

(5)反應(yīng)型膠粘劑
硅酸鹽系列、磷酸鹽系列、膠態(tài)硅石系列都屬于反應(yīng)型膠粘劑。這些膠粘劑在固化劑作用下或在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)而固化。粘接強(qiáng)度、耐熱性、耐水性好,操作簡(jiǎn)便。通常由粘接劑、固化劑、骨材,必要的固化促進(jìn)劑,分散劑和顏料等配制而成。作為粘合劑的是硅酸鹽、磷酸鹽、膠態(tài)硅石、烷基硅酸鹽等。固化劑有金屬、金屬氧化物、金屬氫氧化物、硅氟化物、磷酸鹽、硼酸鹽等。骨材有氧化鋁、硅石、氧化鋯、氧化鎂等高溫性良好的氧化物、碳化物、氮化物。反應(yīng)型膠粘劑有三種類型:①單一型,即一種液體;②混合型,即使用前將兩種液體混合;③固體粉末,使用時(shí)加水調(diào)成糊狀。

(6)牙科用水泥
很久以來(lái),人們就使用的有代表性的牙科用水泥是磷酸鋅水泥。ZnO-MgO體系燒結(jié)粉末(通常10μm以下)與磷酸混合幾分鐘即可固化,其粘接主要不是依靠化學(xué)結(jié)合力,而是物理結(jié)合力,即機(jī)械嵌合力。

牙科用硅酸鹽水泥,是硅酸鋁玻璃粉末和含鋁、鋅離子的磷酸混合,數(shù)分鐘即可固化。H離子使玻璃往硅酸膠體中分散,使從玻璃溶出的Al3+、Ca2+與磷酸反應(yīng)而固化。它是一種磷酸鹽膠粘劑和玻璃粉末組成的復(fù)合體。

無(wú)機(jī)膠粘劑的應(yīng)用及存在問(wèn)題
一般來(lái)說(shuō),無(wú)機(jī)膠粘劑可在室溫至350℃下固化,有的使用溫度可達(dá)1000℃以上。因此,這些膠粘劑已廣泛用于需要耐熱性的各行各業(yè)中。

1.電子和電器部件
如用于熒光顯示管內(nèi)電極的固定,熱電偶的涂覆,各種陶瓷和金屬材料的粘接等。

2.陶瓷
用于陶瓷元器件組裝、爐子和耐火材料內(nèi)襯物的粘接,以及各種耐腐蝕涂層的粘接等。

3.其他
用于氣體裝置和暖房設(shè)備等需要的耐熱部件的粘接和阻止金屬氧化涂層等。

無(wú)機(jī)膠粘劑在應(yīng)用上存在的問(wèn)題
在應(yīng)用上無(wú)機(jī)膠粘劑也存在一些問(wèn)題。如氣密性不太好;吸濕引起電阻下降;常溫固化難于獲得物性良好的材料等。

目前,無(wú)機(jī)膠粘劑正向結(jié)構(gòu)膠粘劑和功能膠粘劑發(fā)展,這對(duì)于開(kāi)發(fā)宇航、飛機(jī)、汽車和電子等廣大市場(chǎng)是非常有利的,并已廣泛應(yīng)用于金屬、陶瓷等各種材料的耐熱粘接。無(wú)機(jī)膠粘劑與其他新型無(wú)機(jī)材料一起,將成為本世紀(jì)最有發(fā)展前途的新材料之一。