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填料在胶粘剂中的应用大揭秘!赶紧收藏了
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发表时间:2018-08-27 14:50来源:金戈新材官网网站

01、概述

胶粘剂是六大高分子材料(包括胶粘剂、涂料、塑料、橡胶、纤维、高分子基复合材料)之一,广泛用于建筑行业,交通运输、设备制造与维修,电子、电器工业,新能源设备制造,航空、航天、军工领域以及医疗行业等领域。

02、胶粘剂的分类

按化学成分,胶粘剂主要分为:

(1)有机硅胶粘剂

(2)环氧树脂类胶粘剂

(3)丙烯酸类胶粘剂

(4)聚氨酯类胶粘剂

(5)合成橡胶类胶粘剂

03、填料在胶粘剂中的功能

胶粘剂的组成主要包括基料、固化剂、增韧剂、稀释剂、填料和改性剂等。而填料是一种在胶粘剂组分中不和主体材料起化学反应,但又可以改变其性能,降低成本的一种固体材料。其作用有:

(1)提高胶粘剂力学性能,起补强效果。有些聚合物分子间的相互作用力较弱,内聚能低,因此力学性能不高。选择适当颗粒大小的填料,能起到补强效果。由于填料粒子的活性表面能与若干大分子链相结合,形成交联结构。当其中一条分子链受到应力时,可通过交联点将应力分散、传递到其他分子上。若其中某一条链发生断裂,其他链仍起作用,不至于马上危及整体,故可以大幅度地提高胶粘剂的力学性能。常用的填料,如金属粉末、金属氧化物等均可提高胶黏剂的压缩强度、尺寸稳定性,但也会降低胶粘剂的某些性能,如剥离强度等。有机硅及橡胶中加入炭黑、白炭黑、碳酸钙等可提高拉伸强度、硬度和耐磨性。

(2)降低胶粘剂热膨胀系数和固化收缩率。胶体在固化过程中会因为化学作用而引起体积收缩,除此之外,由于胶粘剂与被胶物的不同的热膨胀系数,还会产生热收缩。这两种收缩均会在胶层中产生内应力,造成应力集中,以至于引起胶层开裂或接头破坏,直接影响胶接接头的使用寿命。填料可以调节固化过程的收缩率,减少胶粘剂和被胶物之间热膨胀系数的差别,并且阻止裂缝延伸,因此可以显著提高胶接强度尤其是高温下的剪切强度。

(3)增加胶的粘度,改善触变性,改善操作工艺。加入填料可以起到增稠作用,避免胶液因在固化过程中流动而造成缺胶。还可改善胶液的触变性能,以控制胶液的流动性,调节固化速度,延长使用寿命,利于操作施工。

(4)赋予胶粘剂新的功能。在胶水中加入导电良好的金属粉末如银粉,可配制成导电胶黏剂;导热粉如铜粉、铝粉、氧化铝、氧化镁、GD导热剂等作填料,改善胶粘剂的导热性;阻燃粉如氢氧化铝等填料,提高胶粘剂的阻燃性;当加入特殊的导电炭黑、碳基铁粉、磁粉作填料,则可制取特殊场合使用的导电或导磁胶粘剂;环氧树脂中加入铬酸锌,提高强度保持率;加入Zr(SO3)2可降低环氧树脂的吸水性。有的填料还可起到改善胶接接头耐湿热老化和耐盐雾的作用。

常用填料的种类及在胶粘剂中的用量和作用.png

表1 常用填料的种类及在胶粘剂中的用量和作用

04、胶粘剂中常用的填料的选择要求

胶粘剂中填料的选择有一定的要求,否则不仅不会改善胶的性能,还会影响胶的粘结性,起到相反的作用。一般填料的选择有如下几点要求:

(1)与胶粘剂量中的其它组分不起化学反应。
(2)易于分散,且与基料有良好的润滑性。
(3)不含水分、油脂和有害气体,不易吸湿变化。
(4)无毒。
(5)具有一定的物理状态,如粉状填料的粒度大小均匀等。
(6)应符合胶粘剂的特殊应用要求,如导电性、耐热性等。
(7)成本低廉,来源广泛,加工方便。

05、胶粘剂中常用的填料类型

胶粘剂种类繁多,不同用途的胶粘剂所用填料也各不相同,并且填料的种类、用量对胶粘剂的性能也有很大的影响。

胶黏剂中常用的填料.jpg

表2 胶粘剂中常用的填料


下面我们从填料在胶粘剂中所起到的不同作用这一角度进行分类:

(1)提高其抗冲击性能的填料有:石棉纤维、玻璃纤维、碳酸钙、云母粉、铝粉等;

(2)提高其硬度与抗压性能的填料:金属及其氧化物、石英砂、氧化铬粉、瓷粉、铁粉、水泥、碳化硼等;

(3)提高其耐磨性的填料:石墨粉、滑石粉、碳酸钙、二硫化钼等;

(4)提高其耐热性能的填料:石棉粉、硅胶粉、酚醛树脂、瓷粉、二氧化钛粉等;

(5)增加其粘附力的填科:氧化铝粉、瓷粉、钛白粉等;

(6)增加其导热性的填料:金属粉如铝粉、铜粉、铁粉、银粉,非金属粉如炭黑、石墨粉,氧化铝、氧化镁,复合导热填料如金戈新材的GD-S、HAR、FAR系列导热剂等;

(7)增加其阻燃性的填料:含有结晶水的化合物,氢氧化铝、氢氧化镁、硅铝酸盐,及上述物质的改性物如金戈新材的FA、FM系列、FS系列改性产品等;

(8)增加其导电性的填料:炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、银粉等;

(9)增加其润滑性的填料:石墨粉、高岭土、滑石粉、二硫化铝粉;

(10)增加其导磁性的填料:磁铁矿粉等磁性物质。

06、结语

填料是胶粘剂的主要成分,其制备、后处理和测试,尤其是粉碎过筛和活化处理及使用中的分散技术都对胶粘剂的性能起至关重要的作用。金戈新材对导热阻燃填料的研究已有20+年的经验,我司独特的复合表面处理及多段活化工艺技术,使产品具有更强的应用适应性,且产品具有结晶完整、粒径大小及分布范围可控、吸油值低、活性高等特点,深受广大客户的喜爱。欢迎有意向客户与我司洽谈合作。


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