溶劑基黏合劑

溶劑基黏合劑

劑基體系使用一種或多種揮發性溶劑溶解聚合物黏合劑,生產黏度相對低的溶液。黏合劑加到連線表面上後,溶劑揮發。只剩下高相對分子質量的聚合物;溶利基彈性體或橡膠叢黏合劑歸入此類。塗漆或稠化的熱塑性黏合劑也是由大量的溶於混合溶劑中的原樹脂組成。所選用的溶劑影響操作時間和粘接質量,而聚合物濃度影響黏度和體系的填縫能力。將這些稠化的熱塑性黏合劑稱作具有填縫能力的溶劑焊接材料更為合適,而不稱作真正的黏合劑;溶劑基黏合劑的安全性和環境公害已經導致其使用量的明顯降低。

基本介紹

  • 中文名:溶劑基黏合劑
  • 外文名:Solvent base adhesive
  • 屬於:黏合劑
  • 優點:填縫能力好
黏合劑的特點,溶劑基黏合劑的組成,溶劑基黏合劑黏合機理,黏合劑選擇,

黏合劑的特點

黏合劑是通過黏附作用使被粘物相互結合在一起的物質,又叫做膠黏劑。近年來,黏合技術發展迅速,套用十分廣泛,與焊接、鉚接、榫接、釘接、縫合等連線方法相比具有以下的特點:
①對被黏接材料的適用範圍較寬,可以黏合不同性質的材料。例如,對性質不同的金屬或脆性陶瓷材料很難焊接、鉚接和釘接,但採用黏合劑來黏合,以達到很好的結合效果。
②可以黏合結構複雜、異型或大型薄板類的機械部件。焊接時會產生熱變形.鉚接時會產生機械變形,而採用黏合的方法可以避免部件的各種變形。大型薄板的結構部件如果不採用黏合方法是難以製造的。
③黏合件外形平滑美觀,有利於提高空氣動力學性能。這一特點在飛機、飛彈和火箭等高速運載工具上有重要套用。
④黏合是面粘接,不易產生應力集中,接頭有良好的疲勞強度,同時具有優異的密封、絕緣和耐腐蝕等性能。
但是。黏合技術對被粘物的表面處理和黏合工藝要求很嚴格。目前,對黏合質量也沒有簡便可行的無損檢驗方法。

溶劑基黏合劑的組成

黏合劑一般是以聚合物為主要成分的多組分體系。其組成中除了基料以外,還有許多可對基料起到改性或提高品質作用的輔助成分。通過選擇輔料的品種和數量,可使黏合劑的性能達到最佳。根據配方及用途的不同,包含以下輔料中的一種或數種。
(1)固化劑
固化劑用來使黏合劑交聯固化,從而提高黏合劑的黏合強度、化學穩定性、耐熱性等,固化劑是熱固性樹脂為基料的黏合劑必須的成分。不同的樹脂要針對其分子鏈上的反應基團而選用合適的固化劑。
(2)硫化劑
硫化劑與固化劑的作用類似,是使橡膠為主要成分的黏合劑產生交聯的物質。
(3)促進劑
促進劑可加速固化劑或硫化劑的固化反應或硫化反應的物質。
(4)增韌劑及增塑劑
增韌劑及增塑劑能改進黏合劑的脆性、抗衝擊性和伸長率。
(5)填料
填料具有降低固化時的收縮卒、提高尺寸穩定性、耐熱性和機械強度、降低成本等作用。
(6)溶劑
溶劑的作用是溶解主料以及調節黏度,便於施工,溶劑的種類和用量與粘接工藝密切相關。
(7)其他輔料
其他輔助成分主要有稀釋劑、偶聯劑、防老劑等。

溶劑基黏合劑黏合機理

連線聚合物基材使用的聚合物黏合劑與連線金屬製件的過程明顯不同。界面處的實際黏合力或強度是范德華力(物理吸附連線)或主價鍵(化學吸附粘接)結合的結果下,如圖(a)所示。然而當聚合物黏合劑和聚合物基材一起使用時,分子鏈有可能擴散到界面上,如圖(b)所示。當黏合體系含有可能使基材表面軟化的溶劑時,這種情況可以被理解。當溶劑基黏合劑(塗漆的)或類似單體黏合劑的溶劑被使用時,或甚至在某種程度上當熱塑熔體黏合劑被使用時(由於熱效應),可能產生這種情況。事實上,許多聚合物製件的粘接過程,特別是那些無定形的熱塑性製件的粘接是溶劑粘接(焊接)和粘接的交叉過程。重要的要考慮到是否存在鏈擴散。溶劑粘接(或焊接)的極端情況如圖(c)所示。
黏合機理黏合機理

黏合劑選擇

特定套用的黏合劑的選擇取決於許多因素,包括:使用環境、應力值、基材表面化學、基材剛性-溫度特性,基材熱膨脹係數、填縫要求和套用方法。
(1)使用環境
黏合劑是塑性材料,因此對溫度、相對濕度和其他環境因素有較強依賴性。被選定的黏合劑在期望的極端氣候條件下被適當使用是重要的。由於在高溫下運行良好的黏合劑在低溫下可能生脆,或者相反,即黏合劑在低溫下是韌性的,在高溫下容易破壞或變軟,因此這是個重要問題。注意到長期環境作用或老化可能對表面化;芒和粘接強度有影響也是重要的:界面處弱界面層優先替換黏合劑的過程稱為解吸、聚合物和環境中存在的濕分都可引起長期範圍內的解吸。
(2)應力值
所期望的負載值對接頭設計和黏合劑的選擇都有影響。載入速率、載入頻率和載入周期這些因素必須在黏合劑選擇之前量化。另外也必須仔細考慮誤用的可能。
(3)基材表面化學
所選黏合劑必須潤濕和有效接觸所連線的兩個表面。當粘接材料的表面能值很低時設計者可採用的黏合劑方案是有限的。對由同一種聚合物(如ABS和ABS)生產的製件進行粘接時,黏合劑的選擇也比較容易,而粘接不同材料(如ABS和鋁)製件的黏合劑必須對兩種基材都有親和力。
(4)基材熱膨脹係數(CTE)
為使基材和黏合劑間的CTE相對差值儘可能小,使熱誘導應變降至最低,也應該選擇黏合劑。在兩種基材具有明顯不同的熱膨脹係數的情況下,理論上黏合劑具有的CTE值介乎兩種基材之間,且為了解釋CTE的差別,在剪下時應是足夠柔順。黏合劑的CTE值的調節也可用填料或添加劑實現。當產品經受熱循環時,對CTE失配的影響是合成的結果。
(5)填縫要求
基材的表面粗糙度和平整度決定了黏合劑的填縫要求。塑膠製件一般可用相當緊的公差模製,然而由於取向和收縮作用它們確實具有彎曲的傾向。在粘接過程中為了用夾具矯正彎曲製件,製件一般應是十分柔軟的。熱塑熔體和反應性的預聚物黏合劑通常具有良好的填縫能力,而單體黏合劑具有較低的黏度和差的填縫能力。塗漆溶劑體系(溶劑膠結)的填縫能力是由聚合物在溶液中的濃度決定的。

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