一、基材表面处理
基材表面处理是实现优质粘接的核心条件之一。被粘物表面常存在油脂、灰尘等“弱界面层”,会直接限制粘接强度提升;对于与胶粘剂表面张力不匹配的基材,还需通过化学处理优化表面特性。表面处理是提高粘接强度的首要步骤。
二、清洗脱脂
金属、塑料等基材表面易被汗液、油污、灰尘污染,塑料表面还可能残留脱模剂,这些都会导致胶粘层形成弱界面。油脂与聚氨酯相容性差,水分会与胶粘剂中的—NCO基团反应产生气泡,降低接触面积和内聚力。因此,粘接前必须彻底清洗干燥:可用含表面活性剂及有机溶剂的碱水清洗后水洗干燥,或直接用丙酮、乙醇等有机溶剂擦拭;带锈金属需先用砂纸、钢丝刷除锈。
三、粗糙化处理
光滑表面需进行粗糙化处理以增加接触面积,使胶粘剂渗入凹隙形成“嵌定作用”,增强粘接牢度。常用方法有喷砂、木锉粗化、砂纸打磨等。但需注意:过于粗糙会影响浸润效果,导致凹处残留气泡反而降低强度;若砂磨可能损伤基材,可采用涂底胶、浸蚀、电晕处理等方式改善表面性能。
四、金属表面化学处理
金属表面可通过化学处理同步实现除锈、脱脂和轻微腐蚀。常用酸性处理液:铝及铝合金可用重铬酸钾/浓硫酸/水(质量比约10:100:300)混合液,在70-100℃浸5-10分钟后水洗、中和、干燥;铁制品可用1:1硫酸(或盐酸)水溶液室温浸5-10分钟,或采用重铬酸钾/浓硫酸/水溶液处理。
五、塑料及橡胶表面化学处理
多数极性塑料及橡胶经粗糙化和溶剂脱脂即可,但聚烯烃等低表面能材料需通过化学方法增加极性,常用方式包括:
1. 溶液氧化法:用重铬酸钾/浓硫酸/水(如75:1500:12或5g:55ml:8ml等配比)混合液,对PP或PE在70℃浸1-10分钟,或室温浸泡15小时后,水洗、中和、干燥。
2. 电晕处理:通过高频高压放电使塑料表面被氧气氧化,产生羰基等极性基团。实际应用中常结合多种方法,如“砂磨→腐蚀→清洗→干燥”组合工艺。
六、涂覆底涂剂
为提升粘接性能,可在处理后的基材表面涂覆薄底涂剂,还能保护处理后的表面免受腐蚀污染,延长存放时间。常用底涂剂包括:聚氨酯清漆稀溶液、PAPI等多异氰酸酯稀溶液、有机硅偶联剂稀溶液、环氧树脂稀溶液等。
七、胶粘剂配制
1. 单组分胶:无需配制,可直接按操作要求使用,便捷性突出。
2. 双组分/多组分胶:需按说明书配比配制,也可根据羟基与异氰酸酯基含量计算,异氰酸酯指数R(NCO/OH)通常控制在0.5-1.4。
- 溶剂型双组分胶配比宽容度较大,但NCO过量过多会导致固化不完全、胶层硬脆;羟基过量则胶层软粘、内聚力低。
- 无溶剂双组分胶配比宽容度更小,因初始分子量低,任一组分过量都会导致固化慢、不完全,表面发粘强度低。
3. 适用期管理:调配好的胶应当天用完,不同品种适用期从几分钟到几天不等,工业使用前需预先测试。环境温度高(如夏季)适用期缩短,加催化剂也会缩短适用期;经氨酯级溶剂稀释可延长适用期(如软塑复合膜用胶适用期应≥8小时)。未用完的胶可适当稀释后密封阴凉存放,次日检查无变浊、凝胶且流动性好时,可少量掺入新胶使用,变质则需弃用。
4. 粘度与固化调节:可加丙酮、丁酮等溶剂降低粘度;加入有机锡类催化剂可加快固化速度。
八、粘接施工规范
1. 涂胶:根据胶型、粘度及生产需求选择喷涂、刷涂、浸涂、辊涂等方式,确保胶层均匀无气泡。涂胶量需控制:胶层过薄无法填充表面凹凸,过厚会因负荷时变形产生剥离力,降低剪切强度。
2. 晾置:溶剂型胶涂后需晾置几分钟到数十分钟(必要时加热鼓风干燥),让大部分溶剂挥发,避免固化时产生气泡;无溶剂胶涂后可直接贴合。
3. 贴合固定:将涂胶面贴合后,需用夹具固定确保完全贴合,必要时施加压力,促进胶粘剂塑性流动,增强对基材的浸润和分子作用力。
九、固化过程控制
聚氨酯胶粘剂需经固化(含后熟化)形成最终强度,即通过—NCO基团反应、溶剂挥发或分子链结晶实现固化。
1. 固化方式:单组分湿固化胶依赖空气中水分,需保持适宜湿度,干燥环境可在涂胶面加少量水分;双组分胶可加催化剂或加热加速固化,加热还能增强浸润和分子活动。
2. 加热注意事项:加热需逐步升温,避免溶剂或反应产生的CO₂气体快速气化形成气泡。溶剂型胶需控制剩余溶剂挥发速度,无溶剂胶及湿固化胶需防止—NCO与水分反应过快导致气泡残留。
3. 特殊情况处理:胶层夹于干燥硬质基材间且较厚时,水分难以渗入,需在胶中注入少量水分促进固化。
来源:晶华新材公告、胶黏剂在线整理编辑
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