胶接原理及常用胶接剂简介
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胶粘剂的原理和应用
其他组分
促进剂：环氧树脂与固化剂反应，除一般的脂肪胺和部分脂环胺 类固化剂可在常温下固化外，其他大部分脂环胺、芳香胺以及几 乎全部的酸酐固化剂，都需要在较高温度下才能发生固化交联反 应。采用固化促进剂能降低固化温度，加速环氧树脂固化，缩短 固化时间。常用苯酚，或胺类作为促进剂。 增韧剂：是一类增加固化产物韧性的物质，它可以分为非活性增 韧剂和活性增韧剂两类。非活性增韧剂分子中不带活性基团，不 参与固化反应，仅仅是物理变化的添加物，本身粘度小，有利于 浸润扩散和吸附。活性增韧剂带有活性基团，直接参加固化反应。
偶联剂：就是分子两端含有性质不同基团的化合物。其一
端能与被粘物表面反应，另一端能与胶粘剂分子反应，以 化学键形式将被粘物及胶粘剂紧密地连接在一起，改变了 界面性质，增大了粘接力，提高了粘接强度、耐热性和耐 湿热老化性能。一般为硅烷类偶联剂。
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环氧树脂胶粘剂的性能特点
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胶粘剂的分类
按化学成分分类：分为有机胶粘剂和无机胶粘剂。有机
胶粘剂又分为合成胶粘剂和天然胶粘剂。合成胶粘剂有 树脂型、橡胶型、复合型等；天然胶粘剂有动物、植物、
矿物、天然橡胶等胶粘剂。无机胶粘剂按化学组份有磷
酸 盐 、 硅酸 盐 、 硫 酸 盐 、 硼 酸盐等 多种 。
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胶粘剂的组成
基料
固化剂
增塑剂和增韧剂
溶剂和稀释剂
填料 偶联剂 助剂（阻燃剂、防霉剂、抗老化剂）
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粘接理论
要达到良好的粘接，必须具备两个条件： a、胶粘剂要能很好地润湿被粘物表面； b、胶粘剂与被粘物之间要有较强的相互结合力，这种结合力 的来源和本质就是粘接机理。 界面作用理论： 吸附理论(分子间作用力:范德华力和氢键) 化学键形成理论 扩散理论（聚合物－聚合物） 静电理论（金属－聚合物） 机械作用力理论（摩擦力）
胶接工艺基础.
气体介质中的 固体表面张力 固体介质上的 液体表面张力 固体与液 体相接面 表面张力
液固间界面接触角
材料的润湿示意图
(a)亲水性材料；（b）憎水性材料
2.表面张力： 什么是表面张力：使液体表面收缩到最小面积的力，就叫做 「表面张力」。 实验证明：表面张力小的物质能够很好地润湿张力大的物质，而 反之则不然。如，油能很好的铺展在水的表面上，反之却不行。 一般金属和其它无机物的表面张力远远大于胶粘剂的表面张力。 如果它们表面是干净的，则很容易被胶粘剂润湿。从而为形成良好 的粘合力创造了条件。正因为如此它们也易被张力小的物质如油等 所污染，因此这些材料在胶粘前应进行仔细的表面处理。 一般塑料表面张力与胶粘剂的表面张力大致相仿，因此胶粘剂对 这些材料的润湿程度就要差一些。所以必要时应对塑料表面进行粗 化或活化处理。 也可在胶粘剂中加入表面活化剂，降低胶粘剂的表面张力。(表 面活性剂：具有很强表面活性、能使液体<胶粘剂>的表面张力显著 下降的物质）
• 硅酸盐类：硅酸盐水泥、硅酸钠（水玻璃） 无 机 • 磷酸盐类：磷酸-氧化铜 • 硫酸盐类：石膏 • 陶瓷：氧化锆、氧化铝 • 淀粉类：淀粉、糊精 天然有机胶 粘剂 • 蛋白类：大豆蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶、酪素、 虫胶 • 热塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩 甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、 聚酰胺、饱和聚酯等 树脂型 • 热固性：脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、 三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异 氰酸酯、呋喃树脂等 氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、 聚硫橡胶、端羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑 性橡胶 酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-氯丁橡胶、酚醛丁腈橡胶、环氧-酚醛、环氧-聚酰胺、环氧丁腈橡胶、环氧-聚氨酯 胶粘剂 有 机
5、胶粘剂与被粘物的机械结合
液固间界面接触角
材料的润湿示意图
(a)亲水性材料；（b）憎水性材料
2.表面张力： 什么是表面张力：使液体表面收缩到最小面积的力，就叫做 「表面张力」。 实验证明：表面张力小的物质能够很好地润湿张力大的物质，而 反之则不然。如，油能很好的铺展在水的表面上，反之却不行。 一般金属和其它无机物的表面张力远远大于胶粘剂的表面张力。 如果它们表面是干净的，则很容易被胶粘剂润湿。从而为形成良好 的粘合力创造了条件。正因为如此它们也易被张力小的物质如油等 所污染，因此这些材料在胶粘前应进行仔细的表面处理。 一般塑料表面张力与胶粘剂的表面张力大致相仿，因此胶粘剂对 这些材料的润湿程度就要差一些。所以必要时应对塑料表面进行粗 化或活化处理。 也可在胶粘剂中加入表面活化剂，降低胶粘剂的表面张力。(表 面活性剂：具有很强表面活性、能使液体<胶粘剂>的表面张力显著 下降的物质）
• 硅酸盐类：硅酸盐水泥、硅酸钠（水玻璃） 无 机 • 磷酸盐类：磷酸-氧化铜 • 硫酸盐类：石膏 • 陶瓷：氧化锆、氧化铝 • 淀粉类：淀粉、糊精 天然有机胶 粘剂 • 蛋白类：大豆蛋白、血蛋白、骨胶、鱼胶、酪素、 虫胶 • 热塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩 甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、 聚酰胺、饱和聚酯等 树脂型 • 热固性：脲醛树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、 三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、聚异 氰酸酯、呋喃树脂等 氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、 聚硫橡胶、端羧基橡胶、有机硅橡胶、热塑 性橡胶 酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-氯丁橡胶、酚醛丁腈橡胶、环氧-酚醛、环氧-聚酰胺、环氧丁腈橡胶、环氧-聚氨酯 胶粘剂 有 机
5、胶粘剂与被粘物的机械结合
胶粘剂基础知识及产品详解
耐油耐溶剂性 差
不易燃，燃烧 几乎无有害物
放出
耐强酸碱性差 高透水气性
有机硅固化机理
加成反应 Additional Cure 有机硅聚合物 + 固化剂 = 固化后硅胶
A +B= C
特点：固化时不需要水气、不产生副产物，可在密闭环境下固 化，可能产生固化抑制，或固化中毒 。
缩合反应 Condensation Cure 有机硅聚合物+固化剂=固化后硅胶+副产物（气体 ）
• 扩散理论 扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子 扩散产生的。（热塑性塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为 是分子扩散的结果。）
胶粘剂一般术语
• 润湿 胶粘剂和被粘物直接接触的过程。
润湿效果不好 润湿效果好
• 挤出率 表征粘度的单位，在一定压力下一定直径的管中单位时间
内挤出的胶粘剂的克数。 在90psi气压下1/8inch的管口每分钟挤出胶水的克数，单位g/min
胶粘剂一般术语
• 介电强度 是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。它 定义为试样被击穿时，单位厚度承受的最大电压，表示为 伏特每单位厚度。
测定方法：通常采用短时间法, 加在两电极间的电压从零开始以相同的 速率上升,直至介质被击穿。 单位：kV/mm、V/mil
1kV/mm=25.374V/mil
• 体积电阻率 指某材料单位厚度上的直流压降与单位面积 上通过的电流之比。
在一起的粘接现象。
粘接
非结构性粘接：主要指表面粘涂、密封和功能型粘接等。
涂敷
灌封
密封
粘接理论
• 机械理论：粘接主要是通过胶粘剂在两 粘接面间形成机械互锁结构。
胶粘剂粘接经表面打磨的致密材料效果 要比表面光滑的致密材料好。（如金属表面处理前的喷沙） 吸附理论
胶水的原理和应用说明
胶水的原理和应用说明胶水的原理胶水是一种粘接剂，主要由单体、交联剂、助剂和溶剂组成。
胶水的原理是通过物理或化学反应将两个或多个物体粘接在一起。
下面是胶水的原理解释：1.物理作用原理：胶水中的溶剂会挥发，使胶水粘稠，这种粘稠的性质可以使物体粘在一起。
胶水粘合的物体表面会因为溶剂的蒸发而产生物理变化，形成一种类似于粘合体的效果。
2.化学作用原理：胶水中的单体和交联剂会发生化学反应，形成强大而持久的化学键。
这种化学反应可以使胶水和被粘合的物体结合得更紧密，从而增加粘合强度和耐久性。
胶水的应用胶水广泛应用于各个领域，包括工业、建筑、家庭和手工艺等。
以下是胶水的一些常见应用：1.木材粘接：胶水在木材加工领域有着广泛的应用。
木工胶水可以将两个木材块粘合在一起，形成结实的木制品。
这种胶水具有极高的粘接强度和耐水性，适用于室内和室外使用。
2.纸张和纤维粘接：胶水在印刷和包装领域有着重要的作用。
纸张胶水可以将纸张和纤维资料粘接在一起，用于书籍装订、纸盒制造等。
纸张胶水具有快速干燥、透明度高和耐磨损的特点。
3.金属粘接：胶水在金属加工和修复领域也常被使用。
金属胶水可以将金属材料粘接在一起，形成结实的连接。
这种胶水具有抗温度变化、抗冲击和防腐蚀的特性，适用于汽车维修、船舶制造等行业。
4.陶瓷和玻璃粘接：胶水可以粘接陶瓷和玻璃材料，用于制作陶瓷器皿、玻璃器具等。
这种胶水具有高温耐性、透明度高和抗化学性的特点。
5.塑料粘接：胶水在塑料加工领域有着重要的作用。
塑料胶水可以将各种类型的塑料粘接在一起，用于塑料制品的修复和加固。
这种胶水具有高粘接强度、耐腐蚀和柔韧性。
胶水的注意事项在使用胶水时，需要注意以下事项：1.使用时应戴上手套，以防止胶水直接接触皮肤。
2.胶水应远离火源，因为胶水中的溶剂易燃。
3.使用前应先清洁待粘接的物体表面，确保胶水能够有效地与物体结合。
4.需要根据具体应用场景选择适合的类型和品牌的胶水，以确保粘接效果和耐久度。
胶粘剂基础知识及产品详解
胶粘剂基础知识及产品详解
一、胶粘剂概述
胶粘剂（Adhesive），又称为粘合剂，是一种非塑性的硬质材料，它
是用来结合物体表面的一种特殊材料。
根据粘合剂的分类，胶粘剂又可以
分为水胶、溶剂胶、热熔胶等。
根据胶粘剂的粘接效果，又能分为强粘、
中粘、弱粘等。
二、胶粘剂种类
1、水基胶粘剂：水性胶粘剂有聚酯胶、乳胶、聚氨酯等，是成膜粘
接的低毒、环保型胶粘剂，具有粘合性能优越，结果耐久，安全和无毒。
2、溶剂热熔胶：溶剂胶是指在溶剂的作用下，得到溶胶态的胶粘剂。
其特点是：由于溶剂的作用，热熔胶的粘接和软化温度较低，粘接迅速；
但是溶剂的挥发会使胶粘剂表面出现弱点，而且热熔胶的溶剂是有毒，对
于人体和环境有害。
3、热熔胶：热熔胶是一种以聚乙烯为主要原料的共聚物，具有较强
的粘性，当热熔胶加热到一定的温度后，其粘接牢度较高，热熔胶的溶解
不耗能，而且热熔胶能够满足各种结构强度的要求，耐温耐化学性好，无
毒无害。
第一章胶接的基本原理
液滴在水平固体表面上的接触角
习惯上将液体在固体表面的接触角θ= º时定为润湿与否的分界点。 习惯上将液体在固体表面的接触角 90º时定为润湿与否的分界点。 越小， θ＞90º 为不润湿，θ＜90º为润湿，接触角 越小，润湿性能越好。 ＞ º 不润湿， ＜ º 润湿，接触角θ越小 润湿性能越好。 Zisman将固体表面分为高能表面和低能表面。 将固体表面分为高能表面和低能表面。 将固体表面分为高能表面 凡表面能>200mN／m2为高能表面，金属、金属氧化物和无机化合 ／ 高能表面，金属、 凡表面能 物的表面，都是高能表面 物的表面，都是高能表面. 表面能<100mN／m2为低能表面，有机化合物、聚合物和水都属低 ／ 低能表面，有机化合物、 表面能 能表面。 能表面。 高能表面的临界表面张力 胶黏剂的γLV ，容易铺展润湿；低能 容易铺展润湿； 高能表面的临界表面张力γc >胶黏剂的 临界表面张力 胶黏剂的 表面的γc 一般胶黏剂的γLV ，所以不易铺展润湿。 所以不易铺展润湿 不易铺展润湿。 表面的 < 一般胶黏剂的
胶黏剂在涂胶阶段应当具有较好的流动性， 胶黏剂在涂胶阶段应当具有较好的流动性，而且其表面 流动性 张力应小于被粘物的表面张力。这意味着， 张力应小于被粘物的表面张力。这意味着，胶黏剂应当在 被粘物表面产生润湿， 自动铺展到被粘物表面上。 被粘物表面产生润湿，能自动铺展到被粘物表面上。 润湿 到被粘物表面上 当被粘物表面存在凹凸不平和峰谷的粗糙表面形貌时， 当被粘物表面存在凹凸不平和峰谷的粗糙表面形貌时， 能因胶黏剂的润湿和铺展， 填平峰谷的作用， 能因胶黏剂的润湿和铺展，起填平峰谷的作用，使两个被 的作用 粘物表面通过胶黏剂而大面积接触，并达到产生分子作用 粘物表面通过胶黏剂而大面积接触，并达到产生分子作用 大面积接触 以下的近程距离。 力的0.5 nm以下的近程距离。 以下的近程距离
胶接简介
螺 纹蒙 接皮 套与 与型 管材 件胶 胶接 接
组 合 蜗 轮 胶 接
蜂 窝 结 构 填 料
螺纹接套 与管件胶 接
蒙皮与型材 胶接
蜂窝结构填料
二、常用的胶粘剂 １、结构胶粘剂 在常温下的抗剪强度一般不低于15MPa，经受一般 高低温或化学的作用不降低其性能。例如：酚醛－缩醛－ 有机硅胶粘剂、环氧－酚醛胶粘剂和环氧－有机硅胶粘剂 等。这些也是目前在机械结构最为常用的胶粘剂。 ２、非结构胶粘剂 正常使用时有一定的胶接强度，但在受到高温或重载 时，性能迅速下降。例如：聚氨酯胶粘剂和酚醛－氯丁橡 胶胶粘剂等。 ３、其它胶粘剂 即具有特殊用途（如防锈、绝缘、导电、透明、超高 温、超低温、耐酸、耐碱等）的胶粘剂。例如：环氧导电 胶粘剂和环氧超低温胶粘剂等。
胶接接头的受力状况可分以下四类。实践证明， 胶缝的抗剪切及抗拉伸能力强，而抗剥离和抗扯 离的能力弱。
拉
伸
剪 切
剥
离
扯
离
2. 表面处理
材料的胶接表面状况对胶接质量有直接影响, 表面处理是为了使被粘物适宜于胶接或涂布而进 行的表面化学或物理处理。 表面处理工序包括预清理、脱脂、打磨和化 学处理等。化学处理是将被粘物放在酸或碱等溶 液中进行处理，使表面活化或钝化。接头强度要 求不高时或对非金属件可免去化学处理。 此外，还可采用电镀、等离子处理、热喷涂 等方法来改善被粘物表面的胶接性能或耐蚀性。
3. 胶粘剂的选择 胶粘剂品种繁多、性能各异。选择时要考 虑胶接件材料的种类和性质（金属或非金 属、刚性或柔性等）、接头使用环境（受 力状况、温度、湿度、介质等）、允许的 胶接工艺条件（固化温度、压力等），以 及胶粘剂的价格。
四 胶接的特点 与铆接、焊接相比，胶接的 主要优点是：被联接件的材料范围宽广；联接后的重量 轻，材料的利用率高；成本低；在全部胶接面上应力集中 小，故耐疲劳性能好；有良好的密封性、绝缘性和防腐性
组 合 蜗 轮 胶 接
蜂 窝 结 构 填 料
螺纹接套 与管件胶 接
蒙皮与型材 胶接
蜂窝结构填料
二、常用的胶粘剂 １、结构胶粘剂 在常温下的抗剪强度一般不低于15MPa，经受一般 高低温或化学的作用不降低其性能。例如：酚醛－缩醛－ 有机硅胶粘剂、环氧－酚醛胶粘剂和环氧－有机硅胶粘剂 等。这些也是目前在机械结构最为常用的胶粘剂。 ２、非结构胶粘剂 正常使用时有一定的胶接强度，但在受到高温或重载 时，性能迅速下降。例如：聚氨酯胶粘剂和酚醛－氯丁橡 胶胶粘剂等。 ３、其它胶粘剂 即具有特殊用途（如防锈、绝缘、导电、透明、超高 温、超低温、耐酸、耐碱等）的胶粘剂。例如：环氧导电 胶粘剂和环氧超低温胶粘剂等。
胶接接头的受力状况可分以下四类。实践证明， 胶缝的抗剪切及抗拉伸能力强，而抗剥离和抗扯 离的能力弱。
拉
伸
剪 切
剥
离
扯
离
2. 表面处理
材料的胶接表面状况对胶接质量有直接影响, 表面处理是为了使被粘物适宜于胶接或涂布而进 行的表面化学或物理处理。 表面处理工序包括预清理、脱脂、打磨和化 学处理等。化学处理是将被粘物放在酸或碱等溶 液中进行处理，使表面活化或钝化。接头强度要 求不高时或对非金属件可免去化学处理。 此外，还可采用电镀、等离子处理、热喷涂 等方法来改善被粘物表面的胶接性能或耐蚀性。
3. 胶粘剂的选择 胶粘剂品种繁多、性能各异。选择时要考 虑胶接件材料的种类和性质（金属或非金 属、刚性或柔性等）、接头使用环境（受 力状况、温度、湿度、介质等）、允许的 胶接工艺条件（固化温度、压力等），以 及胶粘剂的价格。
四 胶接的特点 与铆接、焊接相比，胶接的 主要优点是：被联接件的材料范围宽广；联接后的重量 轻，材料的利用率高；成本低；在全部胶接面上应力集中 小，故耐疲劳性能好；有良好的密封性、绝缘性和防腐性
胶粘剂材料及应用
胶粘剂材料及应用
一、胶粘剂材料
1、树脂胶粘剂：树脂胶粘剂是一种由树脂、填料、固化剂和添加剂
组成的复合材料。
它具有优良的粘接性能和结构性能，可广泛用于木质材料、金属、塑料、玻璃、陶瓷等物体之间的粘接。
2、橡胶胶粘剂：橡胶胶粘剂是一种由不同的橡胶材料混合而成的胶
粘剂。
它具有优良的机械弹性和耐热性，可用于粘接一般金属、橡胶、塑料、玻璃、纤维、皮革、陶瓷等材料。
3、热熔胶粘剂：热熔胶粘剂是一种在高温下易融化的胶粘剂，由半
固体和液体组成，由于其具有优良的柔韧性、耐热性和耐化学性，可用于
粘接各种材料，尤其适用于细小表面的粘接。
4、改性胶粘剂：改性胶粘剂是指利用化学改性材料制成的胶粘剂，
它具有优良的抗紫外线性能和耐温性能，可用于粘接各种原材料。
二、胶粘剂材料的应用
1、装饰装修：胶粘剂材料可用于装饰装修，包括室内装饰、墙壁护
墙板的安装、防水防潮、涂料、木材、石材和玻璃的固定，以及地板和门
窗的粘接。
2、建筑工程：胶粘剂材料可应用于建筑工程中，如混凝土结构改造、工程仓库、钢筋结构的粘接和保护、建筑物改造、墙面装饰、室外植物装饰、建筑外。
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胶接技术及原理
Charles Fu
Cherse_1981@ 2012.02
Topic1
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素
Topic2
Topic3
• 胶粘剂一般术语 • 胶粘剂分类
• 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
Topic4
Topic5
参考资料一
Topic1
固化机理：过氧化物引发的自由基交联反应。 室温硫化硅胶：基础胶料是羟基封端的低分子量聚硅氧烷。按其包 装形式可分为单组份和双组分两种。 单组分室温硫化硅胶固化机理：胶料中的羟基遇到空气中的水气， 水解成不稳定的羟基，再与交联剂发生缩合反应。按照交联剂类型不 同可分为以下几种：
① 脱脂酸型 ② 脱肟型 ③ 脱醇型 ④ 脱丙酮型
粘结的主要形式：结构性粘接和非结构性粘接
结构性粘接：将结构单元牢固地 固定在一起的粘接现象。
粘接剂
非结构性粘结：主要指表面粘涂、
密封和功能型粘接等。
Topic1
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素 • 胶粘剂一般术语
• 胶粘剂分类 • 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
它的大小反映出材料本身的软硬程度。 邵氏硬度，一般常用等级为 shore D 、A、 00，软硬程度依次递减，00级别一 般使用在凝胶类非常柔软的物体上，A级别类似橡胶带有弹性的软硬程度，D级 别描述坚硬的物体。具体硬度以数字表示，如80D、20D、60A、30 00等，同级 别下数值越大表示越硬。级别之间没有转换的公式，一般可以认为90A≈20D
•有机胶粘剂：分为天然胶粘剂和合成胶粘剂
•合成胶粘剂按化学成分主要分为： ① Epoxy ② Pu ③ Silicone
④ Acrylic
⑤ Etc
按物理形态分类 •水基型：基料分散于水中形成水溶液或乳液，水挥发而固化 •溶液型：基料在可挥发溶剂中配成一定粘度的溶液，靠溶剂挥发
而固化
•膏状和糊状：基料在可挥发溶剂中配成高黏度的胶粘剂，用于密 封和嵌缝。 •固体状：把热塑性合成树脂制成粒状或块状，加热熔融，冷却时 固化。
环氧胶粘剂
优点
• 高粘接性
缺点
• 固化物性脆，伸长率小
Topic2
Topic3
Topic4
Topic5
参考资料一
合成胶粘剂特性、固化机理及应用
在实际使用中，多按照胶粘剂的化学成分对其进行识别。而相对无机胶粘 剂和天然胶粘剂而言，合成类有机胶粘剂的特性以及固化机理均比较复杂， 下面针对这类胶粘剂进行具体的讲解。 A. 有机硅类胶粘剂 --Silicone B. 环氧类胶粘剂 --Epoxy C. 聚氨酯类胶粘剂 --Pu D. 丙烯酸类胶粘剂 --Acrylic
•膜状：将胶粘剂涂于基材上，呈薄膜装胶带
按固化方式分类
•热固化：通过加热的方式使粘合剂发生聚合反应而固化，温度和时间根 据不同的产品有很大的区别 •湿气固化：与空气中的水汽发生聚合反应达到固化。 •UV固化：光引发剂在紫外光照射下，形成自由基或阳离子从而引发胶 合剂的聚合反应而固化。 •厌氧固化：在隔绝空气的条件下，发生自由基聚合反应，空气存在会阻 碍聚合反应。 •催化固化：在催化剂作用下使粘合剂发生聚合反应达到固化
测定方法：将标准规格的式样置于两电极之间，60秒的时间内，加500伏特的 电压并测量电阻，计算提及电阻率。 单位：ohm.cm
玻璃化转变温度（Tg） 是指高分子材料开始从玻璃态（刚性）向
橡胶态（柔软）转变的温度。 特别是对于环氧这类固化后比较坚硬的胶体，在电子行业中，一旦超过Tg点 后，胶体的电性能会有所下降。
Topic4
Topic5
参考资料一
胶粘剂一般术语 粘度 液体的内摩擦力
粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度，我们一般常用的是绝对粘度。
绝对粘度又分为动力粘度和运动粘度。 在我们粘胶剂的参数表示中，粘度用动力粘度来表示，单位为泊（ps）或
厘泊（cps）。我们常用的单位还有帕.秒（Paic1
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素
Topic2
Topic3
• 胶粘剂一般术语 • 胶粘剂分类
• 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
Topic4
Topic5
参考资料一
粘结的主要形式： 结构性粘接和非结构性粘接
结构性粘接：将结构单元牢固地 固定在一起的粘接现象。
粘接薄型材料
降低成本 维持材料的整体性 无孔、洞等 既粘接又密封 工效提高
粘接不同材料
避免材料间的电化学反应
吸收热胀冷缩产生的应力
施工方便 外观漂亮
无焊接变形 无突出物
无疤痕
胶粘剂定义
定义：
胶粘剂又称粘合剂，简称胶（bonding agent，ashesive），是使物 体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料。在两个被粘物面之 间胶粘剂只占很薄一层体积，但使用胶粘剂完成胶接施工之后，所得 胶接件在机械性能和物理化学性能方面，能满足实际需要的各项要求。 粘接技术：是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力，将同 种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。
最终粘性 驻留时间 72h/70c
粘接面受外力的种类 粘结面受外力的种类
剪切
正拉
杠杆力或劈裂力
剥离力
接头破坏模式
粘接失败
胶层破坏
被粘物破坏
Topic1
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素
Topic2
Topic3
• 胶粘剂一般术语 • 胶粘剂分类
• 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
介电强度 是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。它定义为试样被击
穿时，单位厚度承受的最大电压，表示为伏特每单位厚度。 测定方法：通常采用短时间法，加在两电极间的电压从零开始以相同的速率上 升，直至介质被击穿。 单位：kV/mm、V/mil 1kV/mm=25.374V/mil
体积电阻率 指某材料单位厚度上的直流压降与单位面积上通过电流之比。
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素
Topic2
Topic3
• 胶粘剂一般术语 • 胶粘剂分类
• 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
Topic4
Topic5
参考资料一
胶接与机械固定相比的五大优点 胶接与机械固定相比的五大优点
接头有韧性 吸收能量 避免接头处的应力集中 分散应力 抗冲性能好
粘接剂
胶粘剂历史
历史：
考古学证据显示粘合剂的应用历史已经超过 6000多年，我们可以看到在博物馆
里展出的许多物体在经过3000多年后依然固定在一起。进入20世纪，人类发明 了应用高分子化学和石油化学制造的“合成粘结剂”，其种类繁多，粘结力强。
胶粘剂近现代史
• 20世纪初至30年代为诞生阶段 1907年 L. H. Baeke land 首次发明酚醛树脂； 1912年美国研制成功酚醛胶粘剂 • 20世纪30年代至60年代末为发展阶段 1937年 A. G. Bayer 公司开发出聚氨酯 1943年有机硅胶粘结剂投入生产 1946年 Ciba Geigy 公司试制成功双酚A环氧树脂 1953年乐泰公司年制成厌氧胶 1955年 Eastaman 公司开发出 α-氰基丙烯酸（瞬干胶） • 20世纪70年代至90年代末为完善阶段 胶粘剂的研制趋于功能化、高性能化、专用品级化和规模化发展
粘接剂
非结构性粘结：主要指表面粘涂、 密封和功能型粘接等。
粘结过程
润湿：为使被粘物表面 易被润湿，需清洗处理， 除去油污。
物理化学结合：化学键 结合，范德华力结合。
粘胶剂分子的移动和扩 散：胶粘剂分子按布朗 运动的规律向被粘物表 面移动。
粘胶剂的渗透：粘接时 胶粘剂间向被粘物的缝 隙渗透，从而增大了接 触面积。
按工艺分类 •粘合剂（Adhesive）：特殊有导电胶、导热胶、芯片的粘结。 •密封剂（sealant）
•灌封胶（potting & Encapselation）
•敷型涂敷（Conformal Coating）
•底部填充胶（Underfill）
•顶部包封（Glob top）
按受力情况（受拉力、剥离力、剪切力等） •结构胶 •非结构胶
适用期 指配置的胶粘剂与密封剂能维持可实用性的时间。
对单组份空气固化的胶粘剂与密封剂，则是指将它挤出暴露在空气中适合涂 布组装的最短时间。 双组分胶粘剂的试用期一般指粘度增加一倍的时间。
催化剂中毒 催化剂因与其他材料反应而是去反应活性。
温度冲击 又称高低温交变试验 high-low temperature cycles test ，使胶接试
双组分室温硫化硅胶固化机理：胶料中的羟基在催化剂（有机锡盐， 如二丁基二月桂酸锡，辛酸亚锡等）作用下与交联剂（烷氧基硅烷类， 如正硅酸乙酯或其部分水解物）上的烷氧基缩合反应而成。以脱醇型最 为常见。
加成型固化机理：在催化剂的作用下，发生加成交联。固化过程没有
副产物，但易催化剂中毒。
有机硅产品应用
影响粘结强度的因素：
1. 粘结剂的内聚强度； 2. 被粘材料的内聚强度； 3. 粘结剂与被粘材料之间的粘合力。
粘 接 力 和 内 聚 力
粘接力 存在两种不同表面之间的吸引力
内聚力 材料自身分子之间的吸引力
4. 基材条件：
① 基材（表面能）：表面能越大，基材润湿性约好，越易粘结。
② ③ 表面粗糙程度/间隙：要有一定的粗糙度，金属表面还应去除氧化膜； 表面的清洁：表面需除去污渍和油脂等污染物。
剪切强度 在平行于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所
承受的剪切力。
单位：Mpa、kgf/cm^2、psi
Charles Fu
Cherse_1981@ 2012.02
Topic1
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素
Topic2
Topic3
• 胶粘剂一般术语 • 胶粘剂分类
• 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
Topic4
Topic5
参考资料一
Topic1
固化机理：过氧化物引发的自由基交联反应。 室温硫化硅胶：基础胶料是羟基封端的低分子量聚硅氧烷。按其包 装形式可分为单组份和双组分两种。 单组分室温硫化硅胶固化机理：胶料中的羟基遇到空气中的水气， 水解成不稳定的羟基，再与交联剂发生缩合反应。按照交联剂类型不 同可分为以下几种：
① 脱脂酸型 ② 脱肟型 ③ 脱醇型 ④ 脱丙酮型
粘结的主要形式：结构性粘接和非结构性粘接
结构性粘接：将结构单元牢固地 固定在一起的粘接现象。
粘接剂
非结构性粘结：主要指表面粘涂、
密封和功能型粘接等。
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• 胶粘剂分类 • 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
它的大小反映出材料本身的软硬程度。 邵氏硬度，一般常用等级为 shore D 、A、 00，软硬程度依次递减，00级别一 般使用在凝胶类非常柔软的物体上，A级别类似橡胶带有弹性的软硬程度，D级 别描述坚硬的物体。具体硬度以数字表示，如80D、20D、60A、30 00等，同级 别下数值越大表示越硬。级别之间没有转换的公式，一般可以认为90A≈20D
•有机胶粘剂：分为天然胶粘剂和合成胶粘剂
•合成胶粘剂按化学成分主要分为： ① Epoxy ② Pu ③ Silicone
④ Acrylic
⑤ Etc
按物理形态分类 •水基型：基料分散于水中形成水溶液或乳液，水挥发而固化 •溶液型：基料在可挥发溶剂中配成一定粘度的溶液，靠溶剂挥发
而固化
•膏状和糊状：基料在可挥发溶剂中配成高黏度的胶粘剂，用于密 封和嵌缝。 •固体状：把热塑性合成树脂制成粒状或块状，加热熔融，冷却时 固化。
环氧胶粘剂
优点
• 高粘接性
缺点
• 固化物性脆，伸长率小
Topic2
Topic3
Topic4
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合成胶粘剂特性、固化机理及应用
在实际使用中，多按照胶粘剂的化学成分对其进行识别。而相对无机胶粘 剂和天然胶粘剂而言，合成类有机胶粘剂的特性以及固化机理均比较复杂， 下面针对这类胶粘剂进行具体的讲解。 A. 有机硅类胶粘剂 --Silicone B. 环氧类胶粘剂 --Epoxy C. 聚氨酯类胶粘剂 --Pu D. 丙烯酸类胶粘剂 --Acrylic
•膜状：将胶粘剂涂于基材上，呈薄膜装胶带
按固化方式分类
•热固化：通过加热的方式使粘合剂发生聚合反应而固化，温度和时间根 据不同的产品有很大的区别 •湿气固化：与空气中的水汽发生聚合反应达到固化。 •UV固化：光引发剂在紫外光照射下，形成自由基或阳离子从而引发胶 合剂的聚合反应而固化。 •厌氧固化：在隔绝空气的条件下，发生自由基聚合反应，空气存在会阻 碍聚合反应。 •催化固化：在催化剂作用下使粘合剂发生聚合反应达到固化
测定方法：将标准规格的式样置于两电极之间，60秒的时间内，加500伏特的 电压并测量电阻，计算提及电阻率。 单位：ohm.cm
玻璃化转变温度（Tg） 是指高分子材料开始从玻璃态（刚性）向
橡胶态（柔软）转变的温度。 特别是对于环氧这类固化后比较坚硬的胶体，在电子行业中，一旦超过Tg点 后，胶体的电性能会有所下降。
Topic4
Topic5
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胶粘剂一般术语 粘度 液体的内摩擦力
粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度，我们一般常用的是绝对粘度。
绝对粘度又分为动力粘度和运动粘度。 在我们粘胶剂的参数表示中，粘度用动力粘度来表示，单位为泊（ps）或
厘泊（cps）。我们常用的单位还有帕.秒（Paic1
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素
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• 合成胶粘剂特性、固化机理及应用 • 胶带力学性能测试方法
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粘结的主要形式： 结构性粘接和非结构性粘接
结构性粘接：将结构单元牢固地 固定在一起的粘接现象。
粘接薄型材料
降低成本 维持材料的整体性 无孔、洞等 既粘接又密封 工效提高
粘接不同材料
避免材料间的电化学反应
吸收热胀冷缩产生的应力
施工方便 外观漂亮
无焊接变形 无突出物
无疤痕
胶粘剂定义
定义：
胶粘剂又称粘合剂，简称胶（bonding agent，ashesive），是使物 体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料。在两个被粘物面之 间胶粘剂只占很薄一层体积，但使用胶粘剂完成胶接施工之后，所得 胶接件在机械性能和物理化学性能方面，能满足实际需要的各项要求。 粘接技术：是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力，将同 种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。
最终粘性 驻留时间 72h/70c
粘接面受外力的种类 粘结面受外力的种类
剪切
正拉
杠杆力或劈裂力
剥离力
接头破坏模式
粘接失败
胶层破坏
被粘物破坏
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介电强度 是一种材料作为绝缘体时的电强度的量度。它定义为试样被击
穿时，单位厚度承受的最大电压，表示为伏特每单位厚度。 测定方法：通常采用短时间法，加在两电极间的电压从零开始以相同的速率上 升，直至介质被击穿。 单位：kV/mm、V/mil 1kV/mm=25.374V/mil
体积电阻率 指某材料单位厚度上的直流压降与单位面积上通过电流之比。
• 胶接定义及发展史 • 胶粘原理及影响因素
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胶接与机械固定相比的五大优点 胶接与机械固定相比的五大优点
接头有韧性 吸收能量 避免接头处的应力集中 分散应力 抗冲性能好
粘接剂
胶粘剂历史
历史：
考古学证据显示粘合剂的应用历史已经超过 6000多年，我们可以看到在博物馆
里展出的许多物体在经过3000多年后依然固定在一起。进入20世纪，人类发明 了应用高分子化学和石油化学制造的“合成粘结剂”，其种类繁多，粘结力强。
胶粘剂近现代史
• 20世纪初至30年代为诞生阶段 1907年 L. H. Baeke land 首次发明酚醛树脂； 1912年美国研制成功酚醛胶粘剂 • 20世纪30年代至60年代末为发展阶段 1937年 A. G. Bayer 公司开发出聚氨酯 1943年有机硅胶粘结剂投入生产 1946年 Ciba Geigy 公司试制成功双酚A环氧树脂 1953年乐泰公司年制成厌氧胶 1955年 Eastaman 公司开发出 α-氰基丙烯酸（瞬干胶） • 20世纪70年代至90年代末为完善阶段 胶粘剂的研制趋于功能化、高性能化、专用品级化和规模化发展
粘接剂
非结构性粘结：主要指表面粘涂、 密封和功能型粘接等。
粘结过程
润湿：为使被粘物表面 易被润湿，需清洗处理， 除去油污。
物理化学结合：化学键 结合，范德华力结合。
粘胶剂分子的移动和扩 散：胶粘剂分子按布朗 运动的规律向被粘物表 面移动。
粘胶剂的渗透：粘接时 胶粘剂间向被粘物的缝 隙渗透，从而增大了接 触面积。
按工艺分类 •粘合剂（Adhesive）：特殊有导电胶、导热胶、芯片的粘结。 •密封剂（sealant）
•灌封胶（potting & Encapselation）
•敷型涂敷（Conformal Coating）
•底部填充胶（Underfill）
•顶部包封（Glob top）
按受力情况（受拉力、剥离力、剪切力等） •结构胶 •非结构胶
适用期 指配置的胶粘剂与密封剂能维持可实用性的时间。
对单组份空气固化的胶粘剂与密封剂，则是指将它挤出暴露在空气中适合涂 布组装的最短时间。 双组分胶粘剂的试用期一般指粘度增加一倍的时间。
催化剂中毒 催化剂因与其他材料反应而是去反应活性。
温度冲击 又称高低温交变试验 high-low temperature cycles test ，使胶接试
双组分室温硫化硅胶固化机理：胶料中的羟基在催化剂（有机锡盐， 如二丁基二月桂酸锡，辛酸亚锡等）作用下与交联剂（烷氧基硅烷类， 如正硅酸乙酯或其部分水解物）上的烷氧基缩合反应而成。以脱醇型最 为常见。
加成型固化机理：在催化剂的作用下，发生加成交联。固化过程没有
副产物，但易催化剂中毒。
有机硅产品应用
影响粘结强度的因素：
1. 粘结剂的内聚强度； 2. 被粘材料的内聚强度； 3. 粘结剂与被粘材料之间的粘合力。
粘 接 力 和 内 聚 力
粘接力 存在两种不同表面之间的吸引力
内聚力 材料自身分子之间的吸引力
4. 基材条件：
① 基材（表面能）：表面能越大，基材润湿性约好，越易粘结。
② ③ 表面粗糙程度/间隙：要有一定的粗糙度，金属表面还应去除氧化膜； 表面的清洁：表面需除去污渍和油脂等污染物。
剪切强度 在平行于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所
承受的剪切力。
单位：Mpa、kgf/cm^2、psi