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常見問題

  • 環(huán)氧膠黏劑的選用
  • 2018/1/29 閱讀次數(shù):[4279]

  • 環(huán)氧膠黏劑雖然品種很多,但尚無哪種環(huán)氧膠能解決任何粘接問題。并非隨便拿來一種環(huán)氧膠黏劑都可以進(jìn)行任何目的的粘接。至于使用何種環(huán)氧膠黏劑 為合適,必須進(jìn)行反復(fù)比較、縝密遴選。環(huán)氧膠黏劑的選用極其重要,如果用膠不當(dāng),任憑多大的技巧也無法獲得牢固耐久的粘接,必然事與愿違,徒勞無功,顯然很有必要詳盡了解環(huán)氧膠黏劑選用的基本依據(jù)。

    1、 膠黏劑選用的重要性

    當(dāng)正確采用粘接方案之后,究竟選用何種環(huán)氧膠黏劑確實(shí)是關(guān)鍵問題。每種膠黏劑都不是萬用的,不同品種的環(huán)氧膠黏劑具有不同的性能和特點(diǎn)、工藝條件和適用范圍。即使是同一種環(huán)氧膠黏劑,不同的使用方法,也會有不用的用途。 其實(shí)用性而言,各種環(huán)氧膠黏劑的差別是很大的。普通的環(huán)氧膠脆性很大,不耐沖擊震動;增韌改性的環(huán)氧膠高強(qiáng)堅(jiān)韌,可用于結(jié)構(gòu)粘接;有的環(huán)氧膠粘接強(qiáng)度很高,但耐濕熱性能較差;有的環(huán)氧膠剪切強(qiáng)度很大,但耐熱性不佳;有的環(huán)氧膠既耐高溫,又耐低溫,適用于溫度交變場合。由此可見,性能迥異不同品種的環(huán)氧膠,不可能隨意所用,必須加以選擇。

           粘接技術(shù)涉及被粘物、膠黏劑、工藝方法、受力狀態(tài)、環(huán)境因素等。實(shí)際上被粘物有不同的表面性質(zhì),各種環(huán)氧膠有不同的粘接性能,工藝上有不同的具體要求,粘接件有不同的受力類型,使用時(shí)還有不同的環(huán)境條件,這些復(fù)雜的情況,絕不可以隨便拿來一種環(huán)氧膠黏劑 去粘接。況且尚不存在,今后也不可能有“ ”的環(huán)氧膠黏劑,能滿足各種應(yīng)用要求,只能進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇,才會適其所用。

           任何一種環(huán)氧膠黏劑都有其長處,也有之缺憾,所謂環(huán)氧膠黏劑的選用也 是用其之長,揚(yáng)長避短,充分發(fā)揮粘接技術(shù)的優(yōu)越性。否則,不是收效甚微, 是枉費(fèi)力氣,甚至造成不良影響和經(jīng)濟(jì)損失。因此,正確地選用膠黏劑是決定粘接成敗的關(guān)鍵之一,可見花些功夫,動動腦筋,精心甄選合適的環(huán)氧膠黏劑意義重大,這可表現(xiàn)在如下幾個方面。

    1.1克服盲目性,提高主動性

    環(huán)氧膠黏劑品種很多,性能差別很大,用途多種多樣,要對幾百上千種環(huán)氧膠黏劑都實(shí)際實(shí)驗(yàn),當(dāng)然是不可能的。 是手頭上有的幾種環(huán)氧膠,僅憑粘接來看也不一定可靠,即使當(dāng)時(shí)粘上了,日后使用結(jié)果如何,也是胸中無數(shù),帶來很大的盲目性。如果我們有科學(xué)根據(jù),按照各品種環(huán)氧膠黏劑的性能和粘接對象與使用條件進(jìn)行一下篩選, 能更有把握、更為可靠、更主動、更加省時(shí)。

    1.2既滿足要求,又經(jīng)濟(jì)合理

    粘接都要滿足一定的使用要求,往往同時(shí)有幾種環(huán)氧膠黏劑都能達(dá)到同樣要求,這 需要進(jìn)行一下比較,綜合分析,保證性能可靠,還要花費(fèi)更少,而環(huán)氧膠黏劑的正確選用,便能達(dá)到既滿足要求,又經(jīng)濟(jì)合理的目的。

    1.3避免浪費(fèi),提高效率

     如果不對環(huán)氧膠黏劑進(jìn)行合理的選用,貿(mào)然拿來試用,非常容易造成被粘物和膠黏劑的報(bào)廢,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。尤其是對于產(chǎn)品制造,其經(jīng)濟(jì)和信譽(yù)損失更是不可估量,有事還會貽誤商機(jī)。即使用于維修,因環(huán)氧膠黏劑用之不當(dāng)也會引起很大的后患,還有可能發(fā)生事故,后果不堪設(shè)想。合理地選用環(huán)氧膠黏劑 可以避免上述問題的出現(xiàn),當(dāng)然這樣做是需要花費(fèi)一些時(shí)間和精力,但從減少反復(fù)來看,確實(shí)是值得的,總的結(jié)果還是縮短了時(shí)間,提高了效率。

    1、膠黏劑選用的基本原則

    由于粘接技術(shù)還是一門年輕的學(xué)科,如何選用膠黏劑尚缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)和完整的資料參考,目前主要還是依靠實(shí)際積累的知識和經(jīng)驗(yàn),以及總結(jié)出來的一些基本原則。然而,僅此對于環(huán)氧膠黏劑的合理選用,亦能提供依據(jù)和指導(dǎo),必然茅塞頓開且受益良多。

    2.1必須熟知膠黏劑的種類和性能

      進(jìn)行粘接實(shí)踐,膠黏劑是基礎(chǔ),正確選用環(huán)氧膠黏劑,其性能是重要依據(jù)。不同品種的環(huán)氧膠黏劑,具有不同的性能,決定著它們的各種用途,只有熟悉各種環(huán)氧膠黏劑的性能,才能得心應(yīng)手德選用。也 是說,對環(huán)氧膠黏劑的信息知之越多,選擇越準(zhǔn)。

    2.2應(yīng)當(dāng)了解被粘物的類型及特征

           被粘物種類很多,性質(zhì)殊異,必須根據(jù)材料的類型和表面特性去選擇合適的環(huán)氧膠黏劑。材料分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料。金屬及其合金極性大(表面能高)、表面致密、模量大、強(qiáng)度高,一般多用于受力結(jié)構(gòu),應(yīng)該選用強(qiáng)度比較高的環(huán)氧膠黏劑。金屬及其合金包括鋼、鐵、不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳、鉻、鎂、鋅、鉛、錫等,性質(zhì)上還有差異,鋼鐵、銅非常容易氧化、不銹鋼、鎳、鉻、鎘等容易鈍化,錫、鉛等質(zhì)地柔軟,其粘接性能都是不同的。鋼鐵與鋁合金比較容易粘接,不銹鋼、鑄鐵、鎳、鉻、鎘等 難以粘接,必須采用化學(xué)處理方法,除掉鈍化層。

           非金屬材料有塑料、橡膠、織物、陶瓷、玻璃、石料、寶石、混凝土、木材、竹材、紙板(張)、皮革、人造革、合成革、仿牛革、橡塑材料等。塑料又分為熱固性和熱塑性兩大類,前者為不熔不溶的體型結(jié)構(gòu),后者為可熔可溶的線型結(jié)構(gòu)。熱固性塑料如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等,可用強(qiáng)度較高的環(huán)氧膠黏劑粘接,而熱塑性塑料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS、聚碳酸酯、尼龍等,易選用室溫固化環(huán)氧膠黏劑,還可用熱熔膠和溶劑型環(huán)氧膠進(jìn)行粘接。對于非極性的難粘塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等,需要對表面進(jìn)行特殊處理,才能用改性環(huán)氧膠黏劑粘接。

    橡膠分為天然橡膠、合成橡膠、熱塑性彈性體等。天然橡膠和合成橡膠的制品都是經(jīng)過硫化成為交聯(lián)結(jié)構(gòu)的,在天然橡膠制品中又都含有再生膠與合成橡膠的成分。橡膠的特點(diǎn)是彈性大,易撓曲,應(yīng)選用彈性環(huán)氧膠黏劑。

    陶瓷和玻璃為熱膨脹系數(shù)小的極性材料,硬度高、脆性大,需要選用韌性好、室溫固化的環(huán)氧膠黏劑。

    木材、紙板、織物、竹材、海綿、泡沫塑料等為多孔材料,非常容易吸收膠黏劑,應(yīng)該選用改性環(huán)氧膠黏劑。

    復(fù)合材料包括玻璃纖維、碳纖維增強(qiáng)的熱固性塑料和熱塑性塑料、紙和棉布及石棉增強(qiáng)的層壓材料、金屬板與塑料和木材制成的復(fù)合板、金屬箔與塑料膜或紙張制成的復(fù)合膜等。玻璃鋼和層壓材料的粘接都要選用強(qiáng)度高、耐熱性好的環(huán)氧膠黏劑。

    不同材料的相互粘接可選用對每種材料都有粘接能力的環(huán)氧膠黏劑,應(yīng)考慮環(huán)氧膠黏劑的彈性模量和熱膨脹系數(shù)與被粘材料相近。

    2.3認(rèn)真考慮膠黏劑對被粘物的濕潤型

    膠黏劑對被粘物的濕潤性是實(shí)現(xiàn)粘接的先決條件,濕潤性與表面張力有關(guān),盡量選用表面張力低于被粘物表面能的環(huán)氧膠黏劑,反之則不會完全濕潤。例如聚乙烯(PE)的表面張力31mN/m,聚四氟乙烯(PTFE)的表面張力為18.5mN/m,環(huán)氧樹脂的表面張力為47mN/m,因此,粘接PTFE 不能選用普通的環(huán)氧樹脂膠黏劑,而氟化環(huán)氧樹脂的表面張力只有20mN/m, 可用于粘接PE

    溶劑型環(huán)氧膠黏劑所含溶劑不同,濕潤性亦不同。溶劑型膠黏劑比乳液型環(huán)氧膠黏劑表面張力小,因此,在低表面能的被粘物上濕潤性好。

    2.4定要明確粘接的主要用途與目的

    粘接具有諸多用途,能夠?qū)崿F(xiàn)多重目的,包括連接、緊固、密封、堵漏、填充、定位、絕緣、防腐、隔潮、阻燃、耐油、導(dǎo)磁、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、貼片、邦定、嵌縫、修補(bǔ)、保護(hù)、灌注、恢復(fù)尺寸、輔助加工等。任何一種環(huán)氧膠黏劑的使用都會同時(shí)達(dá)到幾個目的,應(yīng)以其中之一為主去選用環(huán)氧膠黏劑,例如連接 要根據(jù)粘接部位是否受力、受力大小、力的種類,決定選用何種環(huán)氧膠黏劑。受力比較大的,要選用結(jié)構(gòu)環(huán)氧膠黏劑。

    對于大面積的粘接和大批量的生產(chǎn),選用的環(huán)氧膠黏劑固化速度不能太快,要有比較長的適用期,不能選用室溫快固環(huán)氧膠。選用光固化膠必須是被粘物中至少有一種是透光的。電子工業(yè)中的導(dǎo)電連接或代替鉛錫焊應(yīng)選用環(huán)氧導(dǎo)電膠黏劑?傊,環(huán)氧膠黏劑的用途多種多樣,要根據(jù)具體情況,切合實(shí)際地選用。

    2.5切莫忽視使用的環(huán)境因素

    粘接制品都要在一定的環(huán)境中使用,環(huán)境因素對粘接性能有著重要影響。因此,在選用環(huán)氧膠黏劑時(shí) 不能忽視使用的環(huán)境因素。這些因素包括溫度、濕度、光、氧、水、臭氧、鹽霧、化學(xué)介質(zhì)、真空、輻射、微生物等,選用環(huán)氧膠黏劑時(shí)必須加以考慮。

    1.溫度  環(huán)氧膠黏劑的性能與溫度關(guān)系密切,隨著溫度升高粘結(jié)強(qiáng)度降低,在低溫時(shí)膠層發(fā)生脆裂。不同的環(huán)氧膠黏劑有不同的耐熱性,有的耐熱性好,可以在較高溫度下使用;有的耐熱性差,只能在較低溫度下使用。一般的環(huán)氧膠黏劑使用溫度為-40~120℃,如果在150℃以上或-70℃以下長期使用,必須選用耐高溫膠粘劑和耐超低溫環(huán)氧膠黏劑。

    如果需要在高低溫循環(huán)條件下工作,應(yīng)選擇既耐高溫又耐低溫的環(huán)氧膠黏劑。

     2.濕度  濕氣和水分對粘接界面的穩(wěn)定非常不利,可以說是有害無益。粘接件在使用中難免要接觸空氣和水分,因?yàn)樗肿芋w積小、極性大,能夠通過膠層類似毛細(xì)管作用而滲透、擴(kuò)散、積累于粘接界面,取代已形成的次價(jià)鍵,水解某些化學(xué)鍵,使粘接界面破壞或自行脫開,造成粘接強(qiáng)度和耐久性降低。如果有應(yīng)力、濕度與濕氣的綜合作用,則濕度的影響更為嚴(yán)重。

     3.化學(xué)介質(zhì) 主要是指酸、堿、鹽、油、溶劑等,不同品種的環(huán)氧膠黏劑,不同的固化條件,具有不同的耐受介質(zhì)的能力。在燃油或潤滑劑中,一些環(huán)氧膠黏劑隨著時(shí)間推移強(qiáng)度反而會增加,其原因是介質(zhì)起了增塑作用。加熱固化的環(huán)氧膠黏劑耐化學(xué)介質(zhì)性很好。一般來說,溫度升高會使化學(xué)介質(zhì)變差。應(yīng)根據(jù)粘接件接觸的介質(zhì)類型和濃度選用環(huán)氧膠黏劑。

     4.戶外 戶外使用的粘接件所處的條件比較復(fù)雜,氣候周期變化。風(fēng)吹雨淋,酷暑嚴(yán)寒,熱、光、氧、臭氧、紫外線等綜合作用,會加速膠層的老化,使用壽命減短。特別是濕熱、鹽霧環(huán)境更為惡劣。因此,在戶外條件下應(yīng)選用加溫固化或耐大氣老化性能好的環(huán)氧膠黏劑。

    2.6慎重關(guān)注工藝實(shí)施的可能性

           各種不同品種的環(huán)氧膠黏劑要求不同的固化條件,有的只需接觸壓力,室溫 能完成固化;有的不僅需要一定壓力,還要加熱才能固化;有的在室溫下能夠快速固化,有的固化則需很長時(shí)間。一般來說,加熱固化的膠黏劑性能遠(yuǎn)優(yōu)于室溫固化,因此要求強(qiáng)度高、耐久性好、耐介質(zhì)性強(qiáng)的粘接,應(yīng)選用加熱固化的環(huán)氧膠黏劑。

      選用膠黏劑不能只注重強(qiáng)度高、性能好,還必須考慮工藝條件是否允許。對于耐熱性差和熱敏感被粘物,例如熱塑性塑料、電子元器件、橡膠制品等,或大型設(shè)備、易燃儲罐、野外作業(yè)等,因加熱困難度不能選用加溫固化的環(huán)氧膠黏劑。對于大型、異形、極薄、很脆等不能加壓或無法加壓的零部件,不要選用加壓固化的環(huán)氧膠黏劑。

      由于套接、嵌接接頭結(jié)構(gòu)不易加壓,溶劑也難以完全揮發(fā),因此,不能選用需要加壓固化和溶劑型環(huán)氧膠黏劑。

      在連續(xù)生產(chǎn)的流水線上,如果不允許有很長的固化時(shí)間, 要選用快速固化的環(huán)氧膠黏劑,例如高、中溫快固單組分環(huán)氧膠、光固化環(huán)氧膠等。對于大面積的粘接,需要較長的時(shí)間,不宜選用室溫快速固化的環(huán)氧膠黏劑。

    2.7充分重視安全與環(huán)保

    環(huán)氧膠黏劑大多數(shù)比較易燃,存在火災(zāi)和爆炸的隱患,若是發(fā)生火災(zāi)或引發(fā)爆炸,不僅造成生命和財(cái)產(chǎn)損失,而且還會污染環(huán)境、危害健康。一定不可忽視環(huán)氧膠黏劑的安全性和環(huán)保性。為防患未然,確保安全,盡可能選用阻燃性和環(huán)保型環(huán)氧膠黏劑。

    無溶劑環(huán)氧膠、水性環(huán)氧膠、光固化環(huán)氧膠等,對環(huán)境和健康基本無危害。

    2.8盡量兼顧經(jīng)濟(jì)性和來源性

    總體而言,采用粘接技術(shù)受益是很明顯的,使用很少的環(huán)氧膠黏劑 會解決很大的問題,節(jié)約很多的經(jīng)費(fèi)。但是在選用環(huán)氧膠黏劑時(shí)也必須充分兼顧經(jīng)濟(jì)性,盡量考慮環(huán)氧膠的價(jià)格和粘接后所創(chuàng)造的價(jià)值。在應(yīng)急修補(bǔ)和用膠量少時(shí),只要解決大問題,即使膠價(jià)高一點(diǎn)也無所顧忌。但對于產(chǎn)品制造、批量生產(chǎn)、所用膠量較大的情況,價(jià)格 要錙銖必較,在保證性能的前提下,盡量選用便宜的環(huán)氧膠黏劑,以免影響整體經(jīng)濟(jì)效益。

    隨著粘接技術(shù)的廣泛使用,環(huán)氧膠黏劑用量日益增加,國外引進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)很多方面都需要環(huán)氧膠黏劑。如果完全從國外進(jìn)口,一耗外匯,二無保證,況且好多環(huán)氧膠黏劑國內(nèi)已有產(chǎn)品,其性能也不遜國外產(chǎn)品,價(jià)格卻很便宜,應(yīng)盡量立足國內(nèi)。環(huán)氧膠黏劑遠(yuǎn)途運(yùn)輸不便,還會增加成本,供應(yīng)也不及時(shí)。因此應(yīng)盡量 近解決,且勿舍近求遠(yuǎn),這在選用環(huán)氧膠黏劑時(shí)也是不可忽略的。

    環(huán)氧膠黏劑選用既重要又艱難,需要考慮很多因素。以上所述幾點(diǎn)原則在實(shí)際選用膠黏劑時(shí)難以同時(shí)滿足,只能根據(jù)具體情況抓住關(guān)鍵要求再兼顧其他,做到綜合分析,全面考慮,分清主次,比較異同,精心選擇,找出 。初步選定的環(huán)氧膠黏劑,還要進(jìn)行實(shí)際的粘接實(shí)驗(yàn),測試力學(xué)性能數(shù)據(jù)和進(jìn)行人工加速老化試驗(yàn),能夠滿足預(yù)期要求,才算是 終選定的環(huán)氧膠黏劑。