胶粘剂在陶瓷材料上的应用

一、胶粘剂

凡是能把同种或不同种的固体（或粉体）材料表面连接在一起的媒介物质统称为胶粘剂（或粘合剂）。通过粘合剂的粘接力使固体表面连接在一起的方法叫粘接（或胶接）。近代的粘接技术胶粘剂的研究是一门多学科性的边缘学科，它是在高分子化学、有机化学、胶体化学和材料力学等学科的基础上发展起来的一门学科。在所有胶粘剂中，高分子胶粘剂约占总量的80%。

二、陶瓷胶粘剂

陶瓷胶粘剂与古代陶瓷的兴起、与用粘土制成陶器并存，是最古老的的胶粘剂。而自四十年代以来航空、航天技术的急速发展，迫切需要具有塑料无能为力的耐高温性能的、新的非金属材料，于是促成了新一代无机材料的发展。陶瓷胶粘剂当前已用于金属等各种材料的耐热及其他功能性粘接，与其他无机材料一起成为本世纪末、下世纪初最有发展前途的新材料之一。

陶瓷胶粘剂的发展与近代无机聚合物研究、新陶瓷研究紧密相连。另一个原因就是，陶瓷材料的脆性和低延展性限制了它在大尺寸和复杂形状结构中的应用，因而铆接、焊接和粘接等连接技术在陶瓷材料的应用中显得尤为重要。其中耐高温胶黏剂粘接技术最为方便、有效，其有效地克服了传统工艺带来的容易应力集中、热膨胀系数不匹配、连接强度低等缺陷。

三、陶瓷胶粘剂的分类

1.无机胶粘剂

无机胶黏剂的特点：耐高温、粘接强度高、耐久性好、成本较低、无污染、使用便利。

无机胶粘剂按化学组可分为磷酸盐类、硅酸盐类、氧化物类、硼酸盐类、硫酸盐类等几大类，但是磷酸盐类胶黏剂为主要类别。

①磷酸盐类胶粘剂

磷酸盐类胶粘剂可用通式MO·NP2O5表示，胶粘剂以酸式磷酸盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐或磷酸为主体，常加入金属氧化物、氢氧化物、卤化物等填料。其中磷酸-氧化铜胶粘剂使用的最为广泛。

②硅酸盐类胶粘剂

硅酸盐类胶粘剂一般以碱金属硅酸盐为粘料，加入固化剂和填料而组成，可分为硅酸钠胶粘剂、硅酸盐-石墨胶粘剂、硅酸钠-氧化硅-氧化锆胶粘剂等。其原料有硅酸铝、硅酸钠，固化剂如SiO2，MgO，氟硅酸盐等，填料应选用本身机械强度高、耐水及耐热性好，并能降低胶粘剂固化时收缩率的物质，如SiO2，Al2O3，莫来石，氮化硅，氮化硼等。

③氧化物类胶粘剂

磷酸盐类和硅酸盐类胶粘剂性脆、耐水性差，在1000摄氏度高温胶粘剂溶解失效。氧化物类胶粘剂可弥补上述无机胶粘剂不耐1000℃以上高温的缺点。

2.有机胶粘剂

①环氧树脂胶粘剂

环氧树脂胶粘剂属热固性高分子胶粘剂，由环氧树脂、固化剂、促进剂、稀释剂以及填料等配制而成。由于含有极性基团，以及可以加入多种聚合物和添加物改性，因此对非金属材料如陶瓷、木材、玻璃等具有优良的粘接性能。可室温固化，固化收缩小，尺寸稳定性好，在陶瓷粘接中应用最广。

②酚醛树脂胶粘剂

酚醛树脂胶粘剂由酚类和醛类聚合而得，聚合条件因催化条件为酸性或碱性的不同而得到线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂胶粘剂之分。其中大多使用甲阶酚醛树脂。酚醛树脂胶粘剂抗菌性能好，粘结强度高，而且价格低廉，对金属、陶瓷、木材均有良好的粘接性能。

③丙烯酸酯类胶粘剂

丙烯酸酯指分子末端具有丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯基团的预聚体，其与官能团无规分布的预聚物（如不饱和聚酯）相比双键的活性更高，固化产物的性能更优良。丙烯酸酯类胶粘剂温度比环氧树脂胶粘剂低得多，可用于粘接玻璃、陶瓷、无纺布等非金属材料。

还有一些有机胶粘剂如有机硅胶粘剂常用于耐热、耐寒、防潮、绝缘等无线电陶瓷元件的粘接；a-氰基丙烯酸酯胶粘剂容易渗入陶瓷材料，适用于陶瓷元件的小面积粘接。天然胶粘剂虫胶，为虫胶树上紫胶虫吸食和消化树脂后的分泌液在树枝上凝结干燥的产物，可用于陶瓷元件与金属的粘接、压电陶瓷片的粘接，具有绝缘、耐水、耐酸的特点。

公司举例：全球领先的陶瓷胶粘剂公司包括3M，汉高，HB Fuller，Ardex Group，巴斯夫SE，Bostik，Kerakoll，Mapei Spa。，Sika AG，Norcros Plc。，圣戈班。