膠粘劑在陶瓷材料上的應用

一、膠粘劑

凡是能把同種或不同種的固體（或粉體）材料表面連線在一起的媒介物質統稱為膠粘劑（或粘合劑）。透過粘合劑的粘接力使固體表面連線在一起的方法叫粘接（或膠接）。近代的粘接技術膠粘劑的研究是一門多學科性的邊緣學科，它是在高分子化學、有機化學、膠體化學和材料力學等學科的基礎上發展起來的一門學科。在所有膠粘劑中，高分子膠粘劑約佔總量的80%。

二、陶瓷膠粘劑

陶瓷膠粘劑與古代陶瓷的興起、與用粘土製成陶器並存，是最古老的的膠粘劑。而自四十年代以來航空、航天技術的急速發展，迫切需要具有塑膠無能為力的耐高溫效能的、新的非金屬材料，於是促成了新一代無機材料的發展。陶瓷膠粘劑當前已用於金屬等各種材料的耐熱及其他功能性粘接，與其他無機材料一起成為本世紀末、下世紀初最有發展前途的新材料之一。

陶瓷膠粘劑的發展與近代無機聚合物研究、新陶瓷研究緊密相連。另一個原因就是，陶瓷材料的脆性和低延展性限制了它在大尺寸和複雜形狀結構中的應用，因而鉚接、焊接和粘接等連線技術在陶瓷材料的應用中顯得尤為重要。其中耐高溫膠黏劑粘接技術最為方便、有效，其有效地克服了傳統工藝帶來的容易應力集中、熱膨脹係數不匹配、連線強度低等缺陷。

三、陶瓷膠粘劑的分類

1.無機膠粘劑

無機膠黏劑的特點：耐高溫、粘接強度高、耐久性好、成本較低、無汙染、使用便利。

無機膠粘劑按化學組可分為磷酸鹽類、矽酸鹽類、氧化物類、硼酸鹽類、硫酸鹽類等幾大類，但是磷酸鹽類膠黏劑為主要類別。

①磷酸鹽類膠粘劑

磷酸鹽類膠粘劑可用通式MO·NP2O5表示，膠粘劑以酸式磷酸鹽、偏磷酸鹽、焦磷酸鹽或磷酸為主體，常加入金屬氧化物、氫氧化物、鹵化物等填料。其中磷酸-氧化銅膠粘劑使用的最為廣泛。

②矽酸鹽類膠粘劑

矽酸鹽類膠粘劑一般以鹼金屬矽酸鹽為粘料，加入固化劑和填料而組成，可分為矽酸鈉膠粘劑、矽酸鹽-石墨膠粘劑、矽酸鈉-氧化矽-氧化鋯膠粘劑等。其原料有矽酸鋁、矽酸鈉，固化劑如SiO2，MgO，氟矽酸鹽等，填料應選用本身機械強度高、耐水及耐熱性好，並能降低膠粘劑固化時收縮率的物質，如SiO2，Al2O3，莫來石，氮化矽，氮化硼等。

③氧化物類膠粘劑

磷酸鹽類和矽酸鹽類膠粘劑性脆、耐水性差，在1000攝氏度高溫膠粘劑溶解失效。氧化物類膠粘劑可彌補上述無機膠粘劑不耐1000℃以上高溫的缺點。

2.有機膠粘劑

①環氧樹脂膠粘劑

環氧樹脂膠粘劑屬熱固性高分子膠粘劑，由環氧樹脂、固化劑、促進劑、稀釋劑以及填料等配製而成。由於含有極性基團，以及可以加入多種聚合物和新增物改性，因此對非金屬材料如陶瓷、木材、玻璃等具有優良的粘接效能。可室溫固化，固化收縮小，尺寸穩定性好，在陶瓷粘接中應用最廣。

②酚醛樹脂膠粘劑

酚醛樹脂膠粘劑由酚類和醛類聚合而得，聚合條件因催化條件為酸性或鹼性的不同而得到線型酚醛樹脂和甲階酚醛樹脂膠粘劑之分。其中大多使用甲階酚醛樹脂。酚醛樹脂膠粘劑抗菌效能好，粘結強度高，而且價格低廉，對金屬、陶瓷、木材均有良好的粘接效能。

③丙烯酸酯類膠粘劑

丙烯酸酯指分子末端具有丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯基團的預聚體，其與官能團無規分佈的預聚物（如不飽和聚酯）相比雙鍵的活性更高，固化產物的效能更優良。丙烯酸酯類膠粘劑溫度比環氧樹脂膠粘劑低得多，可用於粘接玻璃、陶瓷、無紡布等非金屬材料。

還有一些有機膠粘劑如有機矽膠粘劑常用於耐熱、耐寒、防潮、絕緣等無線電陶瓷元件的粘接；a-氰基丙烯酸酯膠粘劑容易滲入陶瓷材料，適用於陶瓷元件的小面積粘接。天然膠粘劑蟲膠，為蟲膠樹上紫膠蟲吸食和消化樹脂後的分泌液在樹枝上凝結乾燥的產物，可用於陶瓷元件與金屬的粘接、壓電陶瓷片的粘接，具有絕緣、耐水、耐酸的特點。

公司舉例：全球領先的陶瓷膠粘劑公司包括3M，漢高，HB Fuller，Ardex Group，巴斯夫SE，Bostik，Kerakoll，Mapei Spa。，Sika AG，Norcros Plc。，聖戈班。

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