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最為合適,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。
一、膠黏劑選用的重要性
當確定采用粘接方案之后,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,也會有不同的用途。就其實用性而言,各種環氧膠黏劑的差別是很大的。普通的環氧膠脆性很大,不耐沖擊振動;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就去粘接。況且尚不存在,今后也不可能有“萬能”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就是用其之長,揚長避短,充分發揮粘接技術的優越性。否則,不是收效甚微,就是枉費氣力,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,動些腦筋,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。
(一)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試驗,當然是不可能的。就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,帶有很大的盲目性。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,就能更有把握、更為可靠、更主動、更加省時。
(二)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,這就需要進行一下比較,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。
(三)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無可估量,有時還會貽誤商機。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就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,確實是很值得的,總的結果還是縮短了時間,提高了效率。
二、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,必然會茅塞頓開且受益良多。
(一)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,才能得心應手地選用。也就是說,對環氧膠黏劑和密封膠的信息知之越多,選擇越準。表7-1列出了各種環氧膠黏劑的基本性能。
![]() ![]() (二)應當了解被粘物的類型及特性
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、鎘等就難以粘接,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,易撓屈,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。為了方便起見,現將各種材料粘接所用的環氧膠黏劑列入表7-2。
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