將同質或異質物體(ti) 表麵通過化學力或物理力連接在一起的技術稱為(wei) 膠接,膠接粘合所用的材料稱為(wei) 膠粘劑,也叫粘合劑、粘接劑,俗稱膠。
膠粘劑是一種具有很好粘合性能的物質,固化後具有足夠的強度,能夠將同種、兩(liang) 種或兩(liang) 種以上的材料及製件通過表麵粘附作用使其相互緊密粘結在一起,同時也能夠添補縫隙。膠粘劑是通用術語,包括其他一些膠水、膠泥、膠漿、膠有等。膠粘劑也可表述為(wei) 使兩(liang) 種或兩(liang) 種以上的製件(或材料)連接在一起的天然的或合成的、有機的或無機的二類物質。
我們(men) 常見的膠粘劑一般都是液體(ti) 或者有狀的,但為(wei) 了便於(yu) 膠粘劑對被粘物麵的浸潤,在粘接前要將膠粘劑製成液態或使之變成液態。大部分膠粘劑需要固化後才能發揮粘接作用(導熱矽脂除外),因此膠粘劑的固化過程十分重要,如若不清楚固化的注意事項或者固化不好,對粘接物的粘接影響非常大,即使使用了最好的膠粘劑,也會(hui) 影響其粘接效果。
膠粘劑固化是指膠粘劑通過溶劑揮發、熔體(ti) 冷卻、乳液凝聚等物理作用或聚合交聯等化學反應,使其變成固體(ti) ,獲得並提高膠接強度等性能的過程,隻有完全固化才能夠獲得較好的粘接強度和使用壽命。
固化分為(wei) 初固化、基本固化和後固化。
1、初固化:在一定溫度條件下,經過一段時間達到一定的強度,表麵已硬化,不發粘,但固化並未結束。
2、基本固化:經過一段時間,反應基團大部分參加反應達到一定的交聯程度。
3、後固化:為(wei) 了改善粘接性能或因工藝過程的需要而對基本固化後的粘接物進行的處理。一般是在一定溫度下,保持一段時間,能夠補充固化,進一步提高固化程度,並可有效地消除內(nei) 應力,提高粘接強度。
為(wei) 了獲得固化良好的膠層,固化過程必須在適當的條件下進行。膠粘劑的固化工藝對膠接質量有很重要的影響,大多數的膠粘劑都是按照一定的比例來操作的,其中使用最多的比例方式是重量比。在操作過程中,除了比例不均勻這個(ge) 最主要的因素外,固化中三個(ge) 基本工藝參數(溫度、壓力和時間)對膠粘劑的固化影響也是非常大的。
膠黏劑的固化主要受到下麵三個因素影響:
1.固化溫度
固化溫度是膠粘劑固化的主要參數之一,不僅(jin) 影響固化程度,還影響固化速度,從(cong) 而影響粘接件的粘接性能。若固化溫度過高,容易造成膠液流失或使膠層脆化,導致膠接強度下降;若固化溫度過低,基體(ti) 的分子鏈運動困難,則會(hui) 使膠層的交聯密度過低,導致固化反應無法完成。因此,在固化過程中必須嚴(yan) 格控製固化溫度。
每種膠粘劑都有其特定的固化溫度,固化反應隻有在其規定固化溫度下才能充分進行。固化溫度與(yu) 固化時間相互依存,通常固化溫度越高,固化時間越快;反之亦然。
2.固化壓力
固化壓力是指在固化過程中對粘接件施加一定的壓力,固化壓力有利於(yu) 膠層與(yu) 被粘物膠接的更好,保證其質量,其優(you) 異性主要表現在以下幾個(ge) 方麵:
(1)有利於(yu) 膠粘劑的流動、滲透和潤濕;
(2)有利於(yu) 膠層厚薄均勻;
(3)有利於(yu) 膠層中氣體(ti) 、水分等低分子物的排出,避免產(chan) 生空洞與(yu) 氣孔;
(4)有利於(yu) 被粘物表麵的緊密接觸和準確定位。
膠粘劑固化壓力大小應根據膠粘劑種類而定,一般分為(wei) 下列三種情況:
(1)隻需接觸壓力進行固化不必另外再施加壓力,所謂的接觸壓力就是由被粘物自身重量所產(chan) 生的壓力。如高強度丙烯酸結構膠與(yu) 高強度環氧結構膠等。
(2)0.1-0.3MPa壓力,適用於(yu) 溶劑型膠粘劑。如酚醛一縮醛膠、酚醛一丁腈膠、環氧一丁腈膠、環氧一尼龍膠和聚酰亞(ya) 胺膠等。
(3)0.3-0.5MPa壓力,適用於(yu) 膜狀、粉狀、管狀、粒狀的各種膠粘劑。
粘接時要注意兩(liang) 點:一是壓力的大小要適當,壓力太小,很難得到高強度的粘接件;壓力太大,會(hui) 造成溢膠,導致膠層過薄、粘接強度降低。二是壓力要均勻。對於(yu) 溶劑型膠粘劑粘接試件,必須從(cong) 始至終對粘接件施加足夠且恒定的固化壓力,否則粘接件難以準確定位,粘接強度會(hui) 受到較大影響。有些膠粘劑的初始粘度較小,在進行粘接時,可采取逐漸增加壓力的方式,否則易造成膠粘劑流淌而導致粘接麵上缺膠。
3.固化時間
固化時間是指在一定的溫度、壓力條件下,膠接固化獲得最佳粘接強度所需的最短時間,不同的膠粘劑其固化時間也不同。如瞬間固化的有a一氰基丙烯酸酯膠;有幾小時固化的熱熔膠,如室溫快固環氧膠;有長達幾天才固化的,如環氧聚酰胺膠等。
當固化時間較短時,固化反應進行不完全,不僅(jin) 粘接強度較低,而且接頭的耐久性、耐介質性能也會(hui) 相應下降;而固化時間過長,不僅(jin) 生產(chan) 效率低下,而且浪費能源,提高生產(chan) 成本。
固化的時間也受固化溫度和壓力的影響,當固化溫度過低時,固化時間將會(hui) 大大延長,有時低於(yu) 室溫幾天也不固化的情況常有。在實際生產(chan) 過程中,通常會(hui) 利用時溫等效性原理,為(wei) 縮短固化時間采用較高的固化溫度。
雖然膠粘劑的質量很重要,但固化因素也不容忽視。再好的膠粘劑,如果不考慮固化溫度、壓力和時間,其粘接性能都將會(hui) 產(chan) 生非常大的影響,可能會(hui) 導致物品粘接強度不夠、膠粘劑長時間不固化等。因此我們(men) 在使用膠粘劑的時候一定要注意這些因素。