热塑性塑料应该用什么样的胶水粘接好

热塑性塑料

(1) 聚烯烃 聚烯烃(如聚乙烯，聚丙烯) 经表面处理后，可选用环氧，酚醛-丁腈，聚乙烯醇缩丁醛-酚醛等胶粘剂进行粘接即可。然而，聚烯烃塑料没有可溶解溶剂，因此，还不能选用溶剂粘接法。

如聚乙烯薄膜或层压材料粘接时，由于薄膜强度较低，表面处理不方便时，可不进行表面处理，选用粘性胶粘剂 (如有机硅胶)进行粘接。但在70℃时其剥离强度很低。采用丁基橡胶如聚异丁烯胶粘剂也可对不经表面处理的聚烯烃进行粘接，但其耐热性较差。因而建议，聚乙烯和聚丙烯自身粘接时，最好选用热熔粘接法进行粘接。

聚乙烯与金属粘接时，可选用氯化丁基橡胶胶粘剂，在低温下固化可获得较高的粘接强度，聚乙烯与黄铜或丁苯，氯丁或天然橡胶粘接时，应选用经部分氢化的，不饱和度为 3%～30%的聚丁二烯胶粘剂，在固化温度为120～180℃，固化压力为7.0MPa条件下，接头的剥离强度可为28N/cm，拉伸强度为7.0MPa。选用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为胶粘剂，在140～150℃，粘接聚丙烯薄膜，其剥离强度可为28N/cm。选用苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物胶粘剂，其中添加松香的锌盐和微晶蜡，制成热熔胶，在149～154℃下粘接聚乙烯薄膜，其剥离强度在23℃下为10.8N/cm。用乙烯-醋酸乙烯共聚物，无规聚丙烯，氯化联苯，多萜烯树脂等配制的热熔胶在205℃的熔融温度下粘度较低，粘接聚乙烯时，其剥离强度为18N/cm。若在乙烯-醋酸乙烯热熔胶中加入无机填料，可明显提高聚乙烯和聚丙烯的高温粘接强度。用低密度聚乙烯(或乙烯-丙烯酸甲酯，乙烯-醋酸乙烯共聚物)，无机填料(如硫酸钙或钡)，三氯乙烯(或全氯乙烯)制备的胶粘剂，粘接聚乙烯与铝合金，在200℃，1MPa压力下固化10min，其剥离强度为40N/cm，剪切强度为5MPa 左右，用乙烯-醋酸乙烯热熔胶粘接聚丙烯，其粘接强度可达4MPa左右。

然后，经处理过的聚乙烯和聚丙烯表面已具有极性，可进行高强度的粘接。粘接时应该注意：

①根据所用胶粘剂的固化工艺进行粘接。如环氧胶粘剂，可在室温下固化1～3d，在 100℃下固化1～24h; 如选用酚醛-丁腈胶粘剂，贴合后可在160℃下0.3MPa压力固化3h 即可; 若选用酚醛-偏丁醛胶粘剂，可在150～155℃下0.5MPa压力固化1h即可。

②还应根据被粘接材料特性，选择适合的胶粘剂进行粘接。

③选择胶粘剂时应考虑到聚乙烯或聚丙烯的熔点或降解温度，不能选用固化温度高于其降解温度的胶粘剂。

(2)聚苯乙烯及其共聚物 聚苯乙烯一般采用溶剂粘接法对其本体进行粘接。当与其它材料进行粘接时通常选用胶粘剂粘接法。

聚苯乙烯与橡胶粘接时，经表面处理后，可选用橡胶型胶粘剂粘接，但不能选用快干型胶，而最好选用溶剂型胶。

玻纤增强聚苯乙烯塑料，应选用聚氨酯或氰基丙烯酸酯胶粘剂进行粘接，可获得极佳粘接效果，其室温粘接强度要大于聚苯乙烯本身的强度。聚苯乙烯与酚醛，三聚氰胺甲醛、环氧或不饱和聚酯等热固性塑料粘接时，选用不饱和聚酯-苯乙烯胶粘剂，可获得极好的粘接性能。另外，用上述两种胶粘剂，还可对橡胶改性的高耐冲击聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯共聚物塑料进行良好的粘接。

聚苯乙烯泡沫塑料更容易粘接，通常选用无溶剂或溶剂含量少的中等粘度或高粘度胶粘剂，在室温及接触压力下固化形成粘接。常用的胶粘剂有： 聚硫，低分子聚酰胺-环氧，聚氨酯，或醋酸乙烯和丙烯酸酯共聚物乳胶等。

聚苯乙烯薄膜可采用聚醋酸乙烯乳液、氯丁或丁腈橡胶胶乳，聚丙烯酸酯乳液，环氧等胶粘剂进行良好粘接，粘接时应按照胶粘剂制造厂家使用说明书实施。

(3)聚氯乙烯(PVC) 硬聚氯乙烯粘接可使用的胶粘剂有： 聚氨酯，改性丙烯酸酯，有机硅弹性体，厌氧结构胶粘剂，聚酯-多异氰酸酯，PMMA，丁腈-酚醛，聚异丁烯橡胶，丁腈橡胶，氯丁橡胶，环氧-尼龙，聚羟基醚，聚醋酸乙烯酯以及树脂乳液等。

注意事项：

① PVC制品中不同程度地含有增塑剂，在使用过程中，增塑剂会迁移到胶层，易造成粘接失败。因此，选胶时必须了解所用胶粘剂抵抗增塑剂的能力。选择耐增塑剂浸蚀的胶粘剂，是PVC粘接成功的关键。丁腈橡胶胶粘剂耐增塑剂性极好，聚氨酯和氯丁橡胶胶粘剂耐增塑剂性尚可，均可选用;

②尽管硬PVC中含5%的增塑剂，但由于其对非弹性体类胶粘剂浸蚀严重，在运用环氧胶粘剂粘接PVC中往往粘接破坏，而且粘接十分困难;

③PVC制品表面处理之后，可以用弹性体胶粘剂进行粘接; 也可采用含有乙烯基团或合成橡胶的溶剂型胶粘剂进行粘接;

④采用氰基丙烯酸酯胶粘剂，经表面处理的硬PVC与PVC、硬PVC与铝，均可获得良好的粘接强度; 运用双组分室温固化的橡胶改性环氧胶粘剂，粘接半硬质或硬质 PVC，其粘接强度可达最大值;

⑤软PVC粘接中，不能选用与PVC所用的增塑剂相溶的胶粘剂，否则，增塑剂进入胶层会使胶层变软，其粘接强度会逐步降低。这一点应予以注意。

PVC薄膜与皮革或织物层压时，选用双组分聚氨酯胶粘剂可获得良好的粘接效果。 PVC人造革或片材与金属，木材，纤维板粘接时，可选用丁腈-酚醛，热塑性聚氨酯，氯丁橡胶等胶粘剂，便可实现良好的粘接。PVC薄膜与尼龙或聚酯纤维粘接，可采用由氯乙烯树酯，甲乙酮，邻苯二甲酸二辛酯及双-(4-异氰酸苯酯) 配制的胶粘剂来粘接。 PVC薄膜与橡胶粘接时，应选用与橡胶同类的橡胶型胶粘剂进行粘接。将这种胶粘剂涂敷到已表面处理的粘合面上，贴合后，在120℃，0.5MPa压力下固化即可。

(4) 丙烯酸塑料 丙烯酸类塑料一般采用溶剂粘接或单体胶粘剂粘接。若采用下列方法配制的胶粘剂粘接丙烯酸类塑料，其粘接效果极佳，与单体胶粘剂相比，其收缩率低，耐水性，耐候性更好。胶粘剂配制如下： 将聚丙烯酸酯溶解于甲基丙烯酸甲酯单体中，配成树脂含量4%～20%的胶粘剂，使用时加入过氧化苯甲酰引发剂即可。

聚甲基丙烯酸甲酯可用间苯二酚甲醛胶粘剂进行粘接，其胶粘剂室温粘接强度已超过丙烯酸酯塑料本身强度，也可用α-氰基丙烯酸酯粘接，其粘接强度也超过28MPa。若用聚氨酯胶粘剂粘接PMMA，也获得较好的粘接性能，但使用温度接近70℃时，其粘接强度会下降。采用不饱和聚酯-苯乙烯胶粘剂粘接PMMA时，其低温强度太低。PMMA与铝粘接时，可在铝表面涂聚硫-环氧底胶，选用聚氨酯胶粘剂粘接，在55～71℃温度范围内，其粘接强度大于PMMA塑料的内聚强度。

(5)纤维素塑料 这类塑料通常采用溶剂粘接法粘接。像聚氨酯，环氧和α-氰基丙烯酸酯等胶粘剂也常用于此类塑料的粘接。几种塑料可选胶粘剂如下：

适于醋酸纤维素塑料粘接用的胶粘剂有： 聚氨酯、环氧、间苯二酚-甲醛胶粘剂等;

适于醋酸丁酸纤维素塑料粘接用的胶粘剂有： 天然橡胶、聚异丁烯橡胶、氯丁橡胶、聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯酯/丙烯酸、氯乙烯/醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、尼龙、聚酯及异氰酸酯、丁腈-酚醛胶粘剂等;

适于硝酸纤维素塑料粘接用的胶粘剂有： 环氧，丁腈橡胶、聚氨酯和氰基丙烯酸酯胶粘剂等;

适于乙基纤维素塑料粘接用胶粘剂有： 环氧、丁腈-酚醛，氯丁、合成橡胶、热固性树酯、热塑性树脂和间苯二酚-甲醛胶粘剂等;

适于丙烯纤维素塑料粘接的胶粘剂与醋酸丁酸纤维素塑料相同。

粘接注意事项：

①采用胶粘剂粘接此类塑料，同样应考虑到塑料制品体内增塑剂迁移的问题，不然会使粘接失败或使用过程中粘接强度逐步下降。

②最好采用耐增塑剂浸蚀的橡胶型或橡胶改性型胶粘剂为最佳。

③固化时，应参照胶粘剂生产厂家的使用说明书实施。

(6) ABS ABS通常采用溶剂粘接法粘接，采用胶粘剂粘接时也比较容易。常用的胶粘剂有： 环氧、聚氨酯、热固性丙烯酸酯、弹性体、乙烯类、丁腈-酚醛和氰基丙烯酚酯胶粘剂等。这些胶粘剂可用于ABS塑料与其它材料的粘接。粘接步骤与固化条件依据所选用胶粘剂而定。

(7) 聚甲醛

①均聚甲醛：均聚甲醛不能采用溶剂粘接，只能采用胶粘剂粘接。在均聚甲醛之间或与其它材料(如钢，铝，天然橡胶，氯丁橡胶等)粘接中，可选用的胶粘剂有： 聚酯型异氰酸酯胶、橡胶胶粘剂、酚醛、环氧、改性环氧和乙烯基胶粘剂等。

②共聚甲醛：通常采用热焊即可获得最佳粘接强度，但在某些情况下不得不使用胶粘剂。在粘接共聚甲醛中使用三种类型的胶粘剂：溶剂，结构与非结构胶粘剂。多数结构胶粘剂是以热固性树脂为基体材料的，要求加入催化剂或加热固化。一般在持续负载下要求接头具有较大粘接强度和很小蠕变的应用中使用这种类型的胶粘剂。许多结构胶粘剂的连续使用温度高达177℃，高于共聚物的连续使用温度104℃。

推荐的结构胶粘剂类型有：

环氧(到70℃)

用异氰酸酯固化的聚酯(到93℃)

聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛(到121℃)

氰基丙烯酸酯(到82℃)

用结构胶粘接的共聚甲醛与共聚甲醛的剪切强度4.14～5.52MPa，但剥离强度至少减少25%。

非结构胶粘剂一般为单组分的室温固化体系或者是以热塑性树脂为基础，或者是在溶剂中分散的弹性体材料为基础。它们一般用于不必承受重载及/或连续负载，不曝置于高于82℃温度的应用中。对喷砂表面，氯丁橡胶胶粘剂可提供2.24MPa的剪切强度，对未喷砂表面，能提供2.1MPa的剪切强度。和使用结构胶粘剂一样，在剥离载荷下粘接强度会降低。

(8) 尼龙 尼龙之间粘接时一般采用溶剂粘接。尼龙与金属或其它材料粘接时通常采用胶粘剂粘接。所推荐的胶粘剂有： 尼龙-酚醛，丁腈-酚醛，丁腈，氯丁，聚氨酯，环氧- 橡胶和环氧胶粘剂等。下面列出美国杜邦公司推荐的胶粘剂供参考。

尼龙与金属粘接：选用Hardman公司生产的Phenolweld 7.酚醛胶粘剂;

尼龙与木材，皮革和金属粘接应选用M.B.Fuller公司的Resiweld7004环氧胶粘剂;

尼龙与乙烯基塑料和金属粘接时，应选用M.B.Tuller公司生产的Resiweld 7006环氧胶粘剂。

注意事项

①采用间苯二酚-甲醛胶粘剂粘接时，其粘接强度大于尼龙本身的强度。为此尼龙还可选用热塑性聚氨酯，尼龙热熔胶粘接;

②尼龙与钢，铝，钛等金属粘接时，应在金属表面涂上环氧底胶，待固化后再涂上间苯二酚-甲醛胶粘剂与尼龙贴合，这样可获取很高的粘接强度。若采用丁腈-酚醛或氯丁橡胶胶粘剂粘接尼龙，其粘接强度较低;

③尼龙与橡胶粘接时，可选用丁二烯-苯乙烯-乙烯吡啶胶乳和间苯二酚-甲醛的混合胶粘剂，进行粘接，粘接性能良好。还可用于尼龙与木材或金属层压粘接，其粘接性能良好;

④尼龙薄膜层之间粘接时，可选用双组分聚氨酯或热塑性聚氨酯胶粘剂粘接，仍可获得良好的粘接效果。

(9)聚碳酸酯(PC) 聚碳酸酯一般可采用热熔粘接和溶剂粘接，便可获得优良的粘接效果。但与玻璃，铝，黄铜，钢材，木材和其它塑料等材料粘接时，还采用胶粘剂粘接。但粘接时注意事项如下：

①为促进粘接效果并保证粘接所需的干燥表面，在用胶粘剂粘接聚碳酸酯时可以使用硅烷底胶。环氧和聚氨酯胶粘剂可对聚碳酸酯提供良好的粘接强度;

②为聚碳酸酯推荐的胶粘剂包括环氧，聚氨酯，硅酮，氰基丙烯酸酯，某些环氧-聚酰胺，橡胶或氯丁基材料及热熔胶粘剂。最好是用无溶剂胶粘剂，如环氧和聚氨酯。然而每一种应用对柔韧性、耐温，易于施工和表观质量都有特殊的要求，因而要进行细心的胶粘剂选择;

③用聚碳酸酯树脂模制的部件可以使用室温固化剂，如二亚乙基三胺的环氧体系或使用酸酐等高温固化的环氧体系粘接。在粘接聚碳酸酯制件与金属件时，应使用室温固化体系以避免由于热胀系数不同而产生应变，从而导致被粘接物产生龟裂，并明显降低预计的粘接强度。固化温度不应超过132℃，这是标准聚碳酸酯树脂的热变形温度;

④无论是室温或者高温使用的含有胺类固化剂的环氧配方都具有变硬和变脆的趋向。加入多硫化物改性剂可增加弹性，但通常要损失部分粘接强度。这些胶粘剂允许相当厚的胶层。对于121℃以上的热水或蒸气环境，一般不推荐使用胺固化的或聚酰胺固化的环氧。酸酐固化的环氧要求高温固化。在施加环氧胶粘剂之前，制件必须在121℃的空气循环烘箱中预干燥2～3h，以排出残留的水分。固化温度必须超过132℃;

⑤对粘接强度，使用温度和热膨胀性能有较高要求的应用场合，推荐使用室温硫化的有机硅胶粘剂。有机硅胶粘剂可以用于所有标准的聚碳酸酯树脂，包括玻纤增强的品级。在用细刚砂稍加磨蚀并用甲醇或其它相溶的清洗溶液进行表面清洁之后，表面允许使用美国GE公司的有机硅底胶SS-4004，并允许最少1h的干燥时间。然后按要求的厚度施加有机硅胶粘剂。最后的胶层厚度可能为0.013～0.076cm;

⑥粘接聚碳酸酯与金属、玻璃、陶瓷、氟碳塑料和其它塑料，一般推荐使用聚氨酯双组分胶粘剂，具有优良的室温剪切和搭接强度，高的耐冲击性能和优良的耐低温性能。然而，聚氨酯胶粘剂的使用温度一般限于93℃以下。高于93℃时，搭接强度值显著降低。室温时也有过度蠕变的缺点，并伴随老化，在性能方面可能表现出不符合要求的变化;

⑦氰基丙烯酸酯在室温固化成一层透明的薄膜，并具有使用温度范围宽的优点。某些环氧-聚酰胺单组分体系和橡胶或氯丁基体系也能提供良好的粘合。热熔胶粘剂也能产生优良的粘接。这些胶粘剂在应用中能达到要求强度，但可能在低于-18℃和高于93℃ 时失去其强度。一些胶粘剂在长时间的重载荷条件下也会受到冷流的影响。然而其耐热水性能优良;

⑧在一份最近的美国陆军ARRADCOM研究报告中，利用两种不同表面制备工艺和各种表面曝置时间 (SET) 评价了双组分聚氨酯 (Uralane 5738) 和双组分环氧 (EPON828/Versamid140) 胶。聚氨酯粘接强度4.96MPa，而环氧-聚酰胺为2.69MPa。老化后的粘接强度分别为3.86MPa和0.97MPa。长达30d的表面曝置时间 (SET) 对聚氨酯粘接试样的强度无影响，但对环氧-聚酰胺的粘接强度有不利影响。老化条件是在49℃和 95%RH条件下30d。

(10)改性聚苯醚(PPO) 改性PPO一般采用溶剂粘接，但与其它不同材料粘接时，也要采用胶粘剂粘接。常用的胶粘剂有环氧、改性环氧、丁腈-酚醛、聚氨酯、有机硅，氰基丙烯酸酯胶粘剂等。粘接时注意事项如下：

①采用乙烯基酚醛胶粘剂作底胶，可明显改善其粘接性能;

②胶粘剂的固化温度必须高于PPO树脂的热变形温度(100～149℃)，方可实现固化完全的目标。

(11)热塑性聚酯(PET.PBT) 此类塑料常用的胶粘剂有丁腈橡胶，聚丙烯酸酯，聚氨酯，氯乙烯-醋酸乙烯共聚物胶粘剂等。另外，美国通用电气公司的VALOX热塑性聚酯和Celanese公司的CELANEX热塑性聚酯可采用六氟丙酮水合物和六氟异丙醇进行溶剂粘接，在接触压下固化18h，VALOX热塑性聚酯粘接拉伸强度高达10.3MPa。将苯酚封端的二苯甲烷二异氰酸酯溶于丁二烯基吡啶-苯乙烯胶乳中，用来粘接聚酯纤维与丁苯橡胶或氯丁橡胶，其粘接效果良好。而聚酯涤纶帘子布与橡胶粘接时，也可将帘子布用水基胶乳胶粘剂浸渍，然后与橡胶粘接，并于215～228℃下固化1～2min，可获得相当高的剥离强度。

美国还推荐了乐泰(LOCTITE)公司的IS06和IS12氰基丙烯酸酯，3M公司的单组分环氧S-cotch-Weld、2214、2214Hi-density以及双组分环氧胶粘剂Scotch-Weld 3520。也可以使用USM公司的Boetikio-253一类的粘合胶带。使用后者(胶带)，粘接CELANEX 玻纤增强聚酯获得下列结果：

固化条件 剪切强度 固化条件 剪切强度 固化条件 剪切强度

135℃ 2h 3.31MPa 149℃ 4h 4.14MPa 177℃ 2h 5.17MPa

对用六氟丙酮水合物(HFS)溶剂溶接和用EPON828/Versamid140环氧/聚酰胺粘接进行了对比。试件表面用乙醇清洗和喷砂处理，剪切强度为8.01MPa，而环氧/聚酰胺的剪切强度为7.54MPa。陆军工作人员认为，经醇洗喷砂的粘接18h的固化时间太长，不适于生产应用，且溶剂对生产使用来说危害太大。

(12)氟塑料 氟塑料经表面处理后，可用环氧、聚氨酯、丁腈-酚醛胶粘剂粘接。未处理的氟塑料可用聚异丁烯、改性氟橡胶、改性有机硅树脂、乙烯、醋酸乙烯共聚物等胶粘剂粘接、获得较低粘接强度，只能起压敏胶的作用。

聚氟乙烯(PVF)薄膜经表面处理后可与塑料、金属、泡沫塑料、织物、木材和其它纤维材料进行良好的粘接。所用胶粘剂有丙烯酸酯、聚酯环氧、弹性体和压敏胶粘剂等。

如采用环氧-尼龙和环氧-聚硫胶粘剂，粘接处理过的聚三氟氯乙烯 (PCTFE)，在室温下固化16h，而在74℃下固化4h，其粘接接头的拉伸剪切强度达19.6～20.8MPa。又如采用环氧胶粘剂，对聚乙烯-三氟氯乙烯进行粘接，经表面处理后，其粘接强度分别为 6.87MPa(钢浸蚀处理) 和2.43MPa(火焰处理)。

(13) 聚苯硫醚(PPS) 采用胶粘剂粘接PPS的报道很少，国内也未见报道。最近美国匹克汀尼兵工厂在一项研究中，采用了70份 (质量) EPON828环氧与30份Versamid140聚酰胺配制的胶粘剂，粘接PPS，在127℃的接触压力下固化3h。对被粘接物试验表明，其剪切强度为3.35MPa。

(14)聚芳砜 采用聚酰胺改性环氧胶粘剂可对聚芳砜进行成功的粘接。其固化工艺为： 在71℃下固化4h，或在93～121℃，0.2MPa压力下固化1h，便可得到14MPa的粘接剪切强度。

如美国的匹克汀尼兵工厂在一项研究中采用了EPON828环氧-Versamid140聚酰胺胶粘剂，来粘接ASTREL360聚芳砜塑料，胶粘剂配比为70份环氧和30份的聚酰胺，其固化条件为： 在127℃接触压力下固化3h。粘接接头的平均剪切强度为5.16MPa。而采用酚醛-环氧胶粘剂粘接，其剪切强度变低(2.83MPa)。

(15)聚砜 聚砜可用氯化烃溶剂粘接。但经表面处理后，在与其它材料粘接时，可采用乙烯-酚醛、环氧-尼龙、环氧、聚酰亚胺、橡胶类胶粘剂、苯乙烯-聚酯、间苯二酚- 甲醛、聚氨酯和氰基丙烯酸酯等胶粘剂粘接。其粘接工艺及固化条件按所使用胶粘剂的要求实施。