木材粘结对胶黏剂的性能要求:
1、应有合适的黏度及良好的润湿性与流动性;
2、可以在高含水率条件下进行粘结;
3、固化后胶层有一定的弹性或韧性;
4、耐水、耐热性、耐老化性好;
5、工艺简单
胶黏剂的选用原则
1、根据性价比选择胶黏剂
A功能原则
在不同的应用领域,其对胶黏剂的性能以及工艺上的要求是不同的,应根据被粘材料特点和粘接工艺的要求,选取一项或几项作为考虑的重点。
B经济适用原则
应用于风挡玻璃、汽车车身与骨架,地板与骨架等地方的胶黏剂,其基本要求是粘接/密封,如、硅胶以及车身焊缝胶等都有类似作用,故在选择胶黏剂时,在满足其基本性能的基础上还要考虑其经济性。
C可靠性、安全性原则
由于很多材料粘接后不是处于静止状态,在进行胶黏剂选择时还应考虑产品在不同使用工况(使用条件与环境),长期使用(寿命周期)下的可靠性与安全性。
D其他要求——*、环保
轻量化是很多行业的发展趋势,以及化工新材料的应用,车辆、建筑等行业上非金属材料越来越多,就单台汽车来说,单台用胶量可达几公斤到几十公斤,一旦失火,非常容易燃烧,所以阻燃型粘接/密材料将成为发展的必然趋势之一;而且粘接/密封材料中往往含有一定量的溶剂,在胶黏剂施工过程中及被粘材料使用期内均会自由挥发,轻者在施工现场容易导致人员不适,重者可能对人体产生危害,所以无溶剂、低析出、无污染的环保型粘接/密封材料亦在胶黏剂选择中也越来越重要。
2、根据被粘材料的化学性质选择胶黏剂
选择目标是扩展接头上的粘接程度,使接头在受试时粘接是内聚破坏而不要在胶粘剂/被粘体界面上发生接头破坏,只有这样才有可能达到粘接剂的强度。
不同界面粘结机理
木材:依靠机械镶嵌作用和分子间作用力发生粘接
纸张:**纤维素的羟基,与涂层的表面羟基、羟、环氧基等发生化学反应,形成化学键,从而完成粘合
织物:纤维复合材料的粘结作用分为(1)表面极性(2)表面反应性
金属:金属表面成分较复杂,与PU胶之间形成的各种化学键或次价键
玻璃:玻璃的表面组成与其本体组成差异大,粘结时要根据具体情况分析,采取不同的表面处理方法
塑料:塑料表面的极性基团能与胶黏剂中的、酯键、醚键等基团形成键,具有一定的粘结强度
A. 被粘材料的分子结构选择(基团的类型)
B.被粘材料的极性选择
极性的大小有分子结构的正负电荷中心重合程度决定的。
强极性材料:金属、陶瓷、云母和含有极性基团(-OH、-NH2 、-COOH、-CN、-CO-NH2 、-SH)的聚合物选择极性胶黏剂
极性材料使用胶黏剂: -胶、-胶、环氧胶、酸聚酯、无机胶、胶、聚酰亚胺胶、不饱和聚酯胶、氯丁-胶、脲醛树脂胶、胶、聚乳胶、
非极性材料:聚、聚、聚、聚醚、硅树脂、硅橡胶、和含氟聚合物
非极性材料使用胶黏剂:聚异胶、EVA热熔胶、胶、酸聚酯胶、**硅胶、硅橡胶
弱极性材料:**玻璃、聚碳酸酯、氯化聚醚、聚、 ABS、天然橡胶、丁橡胶
弱极性材料的使用的胶黏剂:胶、酸聚酯胶、氯丁胶
C、综合考虑被粘物的种类和性质选择胶黏剂
对被粘物了解的越透彻、选用的胶黏剂会越合适、粘结的效果会越好。
D、根据被粘材料的结晶性选择胶黏剂(被粘结物多属于结晶材料)
在粘结强度要求不高时,结晶聚合物可选用非极性或弱极性材料的胶黏剂对粘结强度要求高的时候,被粘材料经适当的表面处理后,可选择极性胶黏剂
3、根据被粘材料的物理性能选择胶黏剂
A、粘结组合件
粘接组合件的整个加工过程或多或少对胶粘剂的选择有影响。粘接前的加工在被粘面所造成的表面直接关系到粘接效果,如果不能改变它,那就要选择与这种表面相匹配的胶粘剂。在粘接完成以后,整个被粘接件的加工方法(切削、冲压、加温、冷冻、浸渍等等)在选择胶粘剂时也都要考虑到。整个粘接件如果是生产流水线上的一个单元,为了与其他单元同步,所采用的胶粘剂操作性能必须与生产线的速度相适应。同时胶粘剂的形态(液体、膏状、膜状或固体)与粘接件的加工手段(手工或机械)也要相匹配。
B、被粘材料的强度
低强度材料,如织物、毛毡或某些类似木材的材料,可能比胶粘剂还要脆弱,因此接头破坏发生在材料内部。对这类应用,所选的胶粘剂允许粘接件在其材料经受得住的任何物理条件下使用,而且无粘接破坏的危险。此时使用高强度胶粘剂将使粘接材料**规格或者高价化了。
C、被粘材料的厚度
被粘体的厚度与强度同样重要,特别是在那些胶粘剂的弹性系数与接头设计相关的地方。柔性材料,如橡胶、薄金属片、塑料膜等,它们在使用中易于弯曲,不要用硬而碎的胶粘剂来粘接,因为这类胶粘剂可能破裂而导致粘接强度降低。被粘体的可曲挠性或热膨胀性的差异可使在胶层内产生内应力。这样的应力可能在接应承载任何外加负荷前就已导致接应过早地破坏了。这样的接应在零下温度使用特别危险。在一定程度上,应力可用接应设计减到小,但已固化的胶层仍存在应力。相同材料之间是客观存在小应力的地方。通过调节胶粘剂组成和挑选胶粘剂,可以指望一种胶粘剂,其流变性、热膨胀性和化学稳定性都与被粘材料类似。在化学介质(气体、液体)中接头材料之一膨胀,将导致应力接近到胶粘剂与被粘体界面上。
D、根据被粘材料的表面张力选择胶黏剂
胶黏剂的临界表面张力应小于被粘材料的临界表面张力(浸润性决定作用)
E、根据被粘材料的溶解度参数选择胶黏剂
二者的溶解度参数差不应大于 0.5
F、 根据被粘材料的脆性和刚性选择胶黏剂
质地硬脆的材料:选用强度高、硬度大且不易变形的热固性胶黏剂。
、树脂、不饱和聚酯等胶黏剂。
坚韧、强度高的刚性材料:选用强度高、冲击强度好切剥离强度也好的胶黏剂。
热固性树脂和橡胶复合型胶黏剂(-胶、-胶、环氧-胶)
G、 根据被粘材料的弹性和韧性选择胶黏剂
弹性形变大的材料:选用有相应的弹性和韧性的胶。如氯丁橡胶、胶、氯丁-胶
质地柔软的材料:选用韧性优良的胶黏剂(氯丁橡胶、、、聚等胶黏剂)
4、根据胶黏剂的效能选择胶黏剂
胶黏剂的性能指标:状态、粘度、适用期、固化条件、使用温度、粘结工艺、粘结强度、使用温度、收缩率、膨胀系数、耐腐蚀性、耐水性、耐油性、耐介质(水、酸、碱、油、溶剂)、耐老化性能等
5、根据接头的功能要求选择胶黏剂
接头的功能:机械强度(拉伸、剪切、剥离强度等)
耐热性能:200℃以下
耐油特性、耐水特性、光学特性
6、根据许可的固化条件选择胶黏剂
固化过程的温度、压力、时间是影响粘结强度及其他性能的三个主要因素。
7、其他因素
A:粘接的目的与用途
胶黏剂具有连接、密封、固定、定位、修补、填充、堵漏、嵌缝、防腐、灌注、罩光以及满足某种要求等多种。
B:粘接件受力的情况
外力:拉伸、剪切、撕裂、剥离四种力,力的大小、方向、频率、时间。
C:粘接件的使用环境
温度、湿度、介质、真空度、辐射计户外老化
D:工艺的可能性
粘接工艺:室温固化、加热固化、加压固化、加热加压固化、固化时间的长短
E:考虑是否经济和来源难易
胶黏剂的使用工艺
胶黏剂的粘接工艺
确定被粘结物——选择胶黏剂——表面处理————配胶——涂胶——凉置——粘结——固化——检查——整修
A表面处理
改变被粘接物表面不利的粘接状态。
表面处理法法:机械处理、物理处理(火焰处理、放电处理、等离子放电) 化学处理(酸碱等化学处理剂)、辐射接枝处理
金属材料的表面处理:
1:除油(碱液、、电解、超声波)
2、除锈(化学侵蚀、电化学侵蚀)
表面处理的检验(水膜)
表面处理的有效时间
B配胶
单组份直接使用
双组分:按照比例进行配胶。A、B成分相对误差不**过 2~5%
C涂胶
涂胶遍数(1 、2~3)、涂胶量(0.08~0.15mm)、涂胶方法(刷涂、喷涂、浸涂、注入、漏涂、滚涂、刮涂等)
D晾置
使溶剂蒸发、粘度、促进固化
溶剂胶(3~5min)
E粘接
粘接后以挤出微小胶圈为好,表示不缺胶。
F固化
初固化、基本固化、后固化
固化因素:固化温度(室温、低温、高温)、固化压力、固化时间
G检查
目测法、敲击法、溶剂法
H修整
灌钢胶具有低粘度,耐老化,抗震、抗冲击力其疲劳性能优良等特点,质量保证,特有低温(-5 ~ - 10℃)情况下可固化的冬期结构胶,保证冬季正常施工。
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