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        常見問題

        • 環氧膠黏劑的選用
        • 2018/1/29 閱讀次數:[2906]

        • 環氧膠黏劑雖然品種很多,但尚無哪種環氧膠能解決任何粘接問題。并非隨便拿來一種環氧膠黏劑都可以進行任何目的的粘接。至于使用何種環氧膠黏劑 為合適,必須進行反復比較、縝密遴選。環氧膠黏劑的選用極其重要,如果用膠不當,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氧膠黏劑選用的基本依據。

          1、 膠黏劑選用的重要性

          當正確采用粘接方案之后,究竟選用何種環氧膠黏劑確實是關鍵問題。每種膠黏劑都不是萬用的,不同品種的環氧膠黏劑具有不同的性能和特點、工藝條件和適用范圍。即使是同一種環氧膠黏劑,不同的使用方法,也會有不用的用途。 其實用性而言,各種環氧膠黏劑的差別是很大的。普通的環氧膠脆性很大,不耐沖擊震動;增韌改性的環氧膠高強堅韌,可用于結構粘接;有的環氧膠粘接強度很高,但耐濕熱性能較差;有的環氧膠剪切強度很大,但耐熱性不佳;有的環氧膠既耐高溫,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氧膠,不可能隨意所用,必須加以選擇。

                 粘接技術涉及被粘物、膠黏劑、工藝方法、受力狀態、環境因素等。實際上被粘物有不同的表面性質,各種環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,使用時還有不同的環境條件,這些復雜的情況,絕不可以隨便拿來一種環氧膠黏劑 去粘接。況且尚不存在,今后也不可能有“ ”的環氧膠黏劑,能滿足各種應用要求,只能進行適當的選擇,才會適其所用。

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

          1.1克服盲目性,提高主動性

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

          1.2既滿足要求,又經濟合理

          粘接都要滿足一定的使用要求,往往同時有幾種環氧膠黏劑都能達到同樣要求,這 需要進行一下比較,綜合分析,保證性能可靠,還要花費更少,而環氧膠黏劑的正確選用,便能達到既滿足要求,又經濟合理的目的。

          1.3避免浪費,提高效率

           如果不對環氧膠黏劑進行合理的選用,貿然拿來試用,非常容易造成被粘物和膠黏劑的報廢,甚至出現嚴重的質量問題。尤其是對于產品制造,其經濟和信譽損失更是不可估量,有事還會貽誤商機。即使用于維修,因環氧膠黏劑用之不當也會引起很大的后患,還有可能發生事故,后果不堪設想。合理地選用環氧膠黏劑 可以避免上述問題的出現,當然這樣做是需要花費一些時間和精力,但從減少反復來看,確實是值得的,總的結果還是縮短了時間,提高了效率。

          1、膠黏劑選用的基本原則

          由于粘接技術還是一門年輕的學科,如何選用膠黏劑尚缺乏系統的理論指導和完整的資料參考,目前主要還是依靠實際積累的知識和經驗,以及總結出來的一些基本原則。然而,僅此對于環氧膠黏劑的合理選用,亦能提供依據和指導,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

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

          2.2應當了解被粘物的類型及特征

                 被粘物種類很多,性質殊異,必須根據材料的類型和表面特性去選擇合適的環氧膠黏劑。材料分為金屬材料、非金屬材料和復合材料。金屬及其合金極性大(表面能高)、表面致密、模量大、強度高,一般多用于受力結構,應該選用強度比較高的環氧膠黏劑。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構,后者為可熔可溶的線型結構。熱固性塑料如環氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等,可用強度較高的環氧膠黏劑粘接,而熱塑性塑料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS、聚碳酸酯、尼龍等,易選用室溫固化環氧膠黏劑,還可用熱熔膠和溶劑型環氧膠進行粘接。對于非極性的難粘塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等,需要對表面進行特殊處理,才能用改性環氧膠黏劑粘接。

          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過硫化成為交聯結構的,在天然橡膠制品中又都含有再生膠與合成橡膠的成分。橡膠的特點是彈性大,易撓曲,應選用彈性環氧膠黏劑。

          陶瓷和玻璃為熱膨脹系數小的極性材料,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,應該選用改性環氧膠黏劑。

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

          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氧膠黏劑,應考慮環氧膠黏劑的彈性模量和熱膨脹系數與被粘材料相近。

          2.3認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現粘接的先決條件,濕潤性與表面張力有關,盡量選用表面張力低于被粘物表面能的環氧膠黏劑,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,環氧樹脂的表面張力為47mN/m,因此,粘接PTFE 不能選用普通的環氧樹脂膠黏劑,而氟化環氧樹脂的表面張力只有20mN/m, 可用于粘接PE。

          溶劑型環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,能夠實現多重目的,包括連接、緊固、密封、堵漏、填充、定位、絕緣、防腐、隔潮、阻燃、耐油、導磁、導電、導熱、貼片、邦定、嵌縫、修補、保護、灌注、恢復尺寸、輔助加工等。任何一種環氧膠黏劑的使用都會同時達到幾個目的,應以其中之一為主去選用環氧膠黏劑,例如連接 要根據粘接部位是否受力、受力大小、力的種類,決定選用何種環氧膠黏劑。受力比較大的,要選用結構環氧膠黏劑。

          對于大面積的粘接和大批量的生產,選用的環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。電子工業中的導電連接或代替鉛錫焊應選用環氧導電膠黏劑?傊,環氧膠黏劑的用途多種多樣,要根據具體情況,切合實際地選用。

          2.5切莫忽視使用的環境因素

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

          1.溫度  環氧膠黏劑的性能與溫度關系密切,隨著溫度升高粘結強度降低,在低溫時膠層發生脆裂。不同的環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氧膠黏劑。

          如果需要在高低溫循環條件下工作,應選擇既耐高溫又耐低溫的環氧膠黏劑。

           2.濕度  濕氣和水分對粘接界面的穩定非常不利,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,因為水分子體積小、極性大,能夠通過膠層類似毛細管作用而滲透、擴散、積累于粘接界面,取代已形成的次價鍵,水解某些化學鍵,使粘接界面破壞或自行脫開,造成粘接強度和耐久性降低。如果有應力、濕度與濕氣的綜合作用,則濕度的影響更為嚴重。

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

           4.戶外 戶外使用的粘接件所處的條件比較復雜,氣候周期變化。風吹雨淋,酷暑嚴寒,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、鹽霧環境更為惡劣。因此,在戶外條件下應選用加溫固化或耐大氣老化性能好的環氧膠黏劑。

          2.6慎重關注工藝實施的可能性

                 各種不同品種的環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間。一般來說,加熱固化的膠黏劑性能遠優于室溫固化,因此要求強度高、耐久性好、耐介質性強的粘接,應選用加熱固化的環氧膠黏劑。

            選用膠黏劑不能只注重強度高、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,或大型設備、易燃儲罐、野外作業等,因加熱困難度不能選用加溫固化的環氧膠黏劑。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氧膠黏劑。

            由于套接、嵌接接頭結構不易加壓,溶劑也難以完全揮發,因此,不能選用需要加壓固化和溶劑型環氧膠黏劑。

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

          2.7充分重視安全與環保

          環氧膠黏劑大多數比較易燃,存在火災和爆炸的隱患,若是發生火災或引發爆炸,不僅造成生命和財產損失,而且還會污染環境、危害健康。一定不可忽視環氧膠黏劑的安全性和環保性。為防患未然,確保安全,盡可能選用阻燃性和環保型環氧膠黏劑。

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

          2.8盡量兼顧經濟性和來源性

          總體而言,采用粘接技術受益是很明顯的,使用很少的環氧膠黏劑 會解決很大的問題,節約很多的經費。但是在選用環氧膠黏劑時也必須充分兼顧經濟性,盡量考慮環氧膠的價格和粘接后所創造的價值。在應急修補和用膠量少時,只要解決大問題,即使膠價高一點也無所顧忌。但對于產品制造、批量生產、所用膠量較大的情況,價格 要錙銖必較,在保證性能的前提下,盡量選用便宜的環氧膠黏劑,以免影響整體經濟效益。

          隨著粘接技術的廣泛使用,環氧膠黏劑用量日益增加,國外引進的設備和技術很多方面都需要環氧膠黏劑。如果完全從國外進口,一耗外匯,二無保證,況且好多環氧膠黏劑國內已有產品,其性能也不遜國外產品,價格卻很便宜,應盡量立足國內。環氧膠黏劑遠途運輸不便,還會增加成本,供應也不及時。因此應盡量 近解決,且勿舍近求遠,這在選用環氧膠黏劑時也是不可忽略的。

          環氧膠黏劑選用既重要又艱難,需要考慮很多因素。以上所述幾點原則在實際選用膠黏劑時難以同時滿足,只能根據具體情況抓住關鍵要求再兼顧其他,做到綜合分析,全面考慮,分清主次,比較異同,精心選擇,找出 。初步選定的環氧膠黏劑,還要進行實際的粘接實驗,測試力學性能數據和進行人工加速老化試驗,能夠滿足預期要求,才算是 終選定的環氧膠黏劑。


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