一、基材表面處理
基材表面處理是實現優質粘接的核心條件之一。被粘物表面常存在油脂、灰塵等“弱界面層”,會直接限制粘接強度提升;對于與膠粘劑表面張力不匹配的基材,還需通過化學處理優化表面特性。表面處理是提高粘接強度的首要步驟。
二、清洗脫脂
金屬、塑料等基材表面易被汗液、油污、灰塵污染,塑料表面還可能殘留脫模劑,這些都會導致膠粘層形成弱界面。油脂與聚氨酯相容性差,水分會與膠粘劑中的—NCO基團反應產生氣泡,降低接觸面積和內聚力。因此,粘接前必須徹底清洗干燥:可用含表面活性劑及有機溶劑的堿水清洗后水洗干燥,或直接用丙酮、乙醇等有機溶劑擦拭;帶銹金屬需先用砂紙、鋼絲刷除銹。
三、粗糙化處理
光滑表面需進行粗糙化處理以增加接觸面積,使膠粘劑滲入凹隙形成“嵌定作用”,增強粘接牢度。常用方法有噴砂、木銼粗化、砂紙打磨等。但需注意:過于粗糙會影響浸潤效果,導致凹處殘留氣泡反而降低強度;若砂磨可能損傷基材,可采用涂底膠、浸蝕、電暈處理等方式改善表面性能。
四、金屬表面化學處理
金屬表面可通過化學處理同步實現除銹、脫脂和輕微腐蝕。常用酸性處理液:鋁及鋁合金可用重鉻酸鉀/濃硫酸/水(質量比約10:100:300)混合液,在70-100℃浸5-10分鐘后水洗、中和、干燥;鐵制品可用1:1硫酸(或鹽酸)水溶液室溫浸5-10分鐘,或采用重鉻酸鉀/濃硫酸/水溶液處理。
五、塑料及橡膠表面化學處理
多數極性塑料及橡膠經粗糙化和溶劑脫脂即可,但聚烯烴等低表面能材料需通過化學方法增加極性,常用方式包括:
1. 溶液氧化法:用重鉻酸鉀/濃硫酸/水(如75:1500:12或5g:55ml:8ml等配比)混合液,對PP或PE在70℃浸1-10分鐘,或室溫浸泡15小時后,水洗、中和、干燥。
2. 電暈處理:通過高頻高壓放電使塑料表面被氧氣氧化,產生羰基等極性基團。實際應用中常結合多種方法,如“砂磨→腐蝕→清洗→干燥”組合工藝。
六、涂覆底涂劑
為提升粘接性能,可在處理后的基材表面涂覆薄底涂劑,還能保護處理后的表面免受腐蝕污染,延長存放時間。常用底涂劑包括:聚氨酯清漆稀溶液、PAPI等多異氰酸酯稀溶液、有機硅偶聯劑稀溶液、環氧樹脂稀溶液等。
七、膠粘劑配制
1. 單組分膠:無需配制,可直接按操作要求使用,便捷性突出。
2. 雙組分/多組分膠:需按說明書配比配制,也可根據羥基與異氰酸酯基含量計算,異氰酸酯指數R(NCO/OH)通常控制在0.5-1.4。
- 溶劑型雙組分膠配比寬容度較大,但NCO過量過多會導致固化不完全、膠層硬脆;羥基過量則膠層軟粘、內聚力低。
- 無溶劑雙組分膠配比寬容度更小,因初始分子量低,任一組分過量都會導致固化慢、不完全,表面發粘強度低。
3. 適用期管理:調配好的膠應當天用完,不同品種適用期從幾分鐘到幾天不等,工業使用前需預先測試。環境溫度高(如夏季)適用期縮短,加催化劑也會縮短適用期;經氨酯級溶劑稀釋可延長適用期(如軟塑復合膜用膠適用期應≥8小時)。未用完的膠可適當稀釋后密封陰涼存放,次日檢查無變濁、凝膠且流動性好時,可少量摻入新膠使用,變質則需棄用。
4. 粘度與固化調節:可加丙酮、丁酮等溶劑降低粘度;加入有機錫類催化劑可加快固化速度。
八、粘接施工規范
1. 涂膠:根據膠型、粘度及生產需求選擇噴涂、刷涂、浸涂、輥涂等方式,確保膠層均勻無氣泡。涂膠量需控制:膠層過薄無法填充表面凹凸,過厚會因負荷時變形產生剝離力,降低剪切強度。
2. 晾置:溶劑型膠涂后需晾置幾分鐘到數十分鐘(必要時加熱鼓風干燥),讓大部分溶劑揮發,避免固化時產生氣泡;無溶劑膠涂后可直接貼合。
3. 貼合固定:將涂膠面貼合后,需用夾具固定確保完全貼合,必要時施加壓力,促進膠粘劑塑性流動,增強對基材的浸潤和分子作用力。
九、固化過程控制
聚氨酯膠粘劑需經固化(含后熟化)形成最終強度,即通過—NCO基團反應、溶劑揮發或分子鏈結晶實現固化。
1. 固化方式:單組分濕固化膠依賴空氣中水分,需保持適宜濕度,干燥環境可在涂膠面加少量水分;雙組分膠可加催化劑或加熱加速固化,加熱還能增強浸潤和分子活動。
2. 加熱注意事項:加熱需逐步升溫,避免溶劑或反應產生的CO₂氣體快速氣化形成氣泡。溶劑型膠需控制剩余溶劑揮發速度,無溶劑膠及濕固化膠需防止—NCO與水分反應過快導致氣泡殘留。
3. 特殊情況處理:膠層夾于干燥硬質基材間且較厚時,水分難以滲入,需在膠中注入少量水分促進固化。
來源:晶華新材公告、膠黏劑在線整理編輯
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