一、基材表面處理
基材表面處理是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)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(huì)直接限制粘接強(qiáng)度提升;對(duì)于與膠粘劑表面張力不匹配的基材,還需通過(guò)化學(xué)處理優(yōu)化表面特性。表面處理是提高粘接強(qiáng)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(huì)導(dǎo)致膠粘層形成弱界面。油脂與聚氨酯相容性差,水分會(huì)與膠粘劑中的—NCO基團(tuán)反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,降低接觸面積和內(nèi)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(jī)溶劑的堿水清洗后水洗干燥,或直接用丙酮、乙醇等有機(jī)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(jìn)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(qiáng)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(guò)于粗糙會(huì)影響浸潤(rùn)效果,導(dǎo)致凹處殘留氣泡反而降低強(qiáng)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(xué)處理
金屬表面可通過(guò)化學(xué)處理同步實(shí)現(xiàn)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(zhì)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(xué)處理
多數(shù)極性塑料及橡膠經(jīng)粗糙化和溶劑脫脂即可,但聚烯烴等低表面能材料需通過(guò)化學(xué)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(duì)PP或PE在70℃浸1-10分鐘,或室溫浸泡15小時(shí)后,水洗、中和、干燥。
2. 電暈處理:通過(guò)高頻高壓放電使塑料表面被氧氣氧化,產(chǎn)生羰基等極性基團(tuán)。實(shí)際應(yīng)用中常結(jié)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(hù)處理后的表面免受腐蝕污染,延長(zhǎng)存放時(shí)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(jī)硅偶聯(lián)劑稀溶液、環(huán)氧樹(shù)脂稀溶液等。
七、膠粘劑配制
1. 單組分膠:無(wú)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(shuō)明書(shū)配比配制,也可根據(jù)羥基與異氰酸酯基含量計(jì)算,異氰酸酯指數(shù)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(guò)量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致固化不完全、膠層硬脆;羥基過(guò)量則膠層軟粘、內(nèi)聚力低。
- 無(wú)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(guò)量都會(huì)導(dǎo)致固化慢、不完全,表面發(fā)粘強(qiáng)度低。
3. 適用期管理:調(diào)配好的膠應(yīng)當(dāng)天用完,不同品種適用期從幾分鐘到幾天不等,工業(yè)使用前需預(yù)先測(cè)試。環(huán)境溫度高(如夏季)適用期縮短,加催化劑也會(huì)縮短適用期;經(jīng)氨酯級(jí)溶劑稀釋可延長(zhǎng)適用期(如軟塑復(fù)合膜用膠適用期應(yīng)≥8小時(shí))。未用完的膠可適當(dāng)稀釋后密封陰涼存放,次日檢查無(wú)變濁、凝膠且流動(dòng)性好時(shí),可少量摻入新膠使用,變質(zhì)則需棄用。
4. 粘度與固化調(diào)節(jié):可加丙酮、丁酮等溶劑降低粘度;加入有機(jī)錫類催化劑可加快固化速度。
八、粘接施工規(guī)范
1. 涂膠:根據(jù)膠型、粘度及生產(chǎn)需求選擇噴涂、刷涂、浸涂、輥涂等方式,確保膠層均勻無(wú)氣泡。涂膠量需控制:膠層過(guò)薄無(wú)法填充表面凹凸,過(guò)厚會(huì)因負(fù)荷時(shí)變形產(chǎn)生剝離力,降低剪切強(qiáng)度。
2. 晾置:溶劑型膠涂后需晾置幾分鐘到數(shù)十分鐘(必要時(shí)加熱鼓風(fēng)干燥),讓大部分溶劑揮發(fā),避免固化時(shí)產(chǎn)生氣泡;無(wú)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(shí)施加壓力,促進(jìn)膠粘劑塑性流動(dòng),增強(qiáng)對(duì)基材的浸潤(rùn)和分子作用力。
九、固化過(guò)程控制
聚氨酯膠粘劑需經(jīng)固化(含后熟化)形成最終強(qiáng)度,即通過(guò)—NCO基團(tuán)反應(yīng)、溶劑揮發(fā)或分子鏈結(jié)晶實(shí)現(xiàn)固化。
1. 固化方式:?jiǎn)谓M分濕固化膠依賴空氣中水分,需保持適宜濕度,干燥環(huán)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(qiáng)浸潤(rùn)和分子活動(dòng)。
2. 加熱注意事項(xiàng):加熱需逐步升溫,避免溶劑或反應(yīng)產(chǎn)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(fā)速度,無(wú)溶劑膠及濕固化膠需防止—NCO與水分反應(yīng)過(guò)快導(dǎo)致氣泡殘留。
3. 特殊情況處理:膠層夾于干燥硬質(zhì)基材間且較厚時(shí),水分難以滲入,需在膠中注入少量水分促進(jìn)固化。
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