PSA | 膠粘劑4大固化形式及3大影響因素詳解

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  • 2018/12/28

 

溶液型膠粘劑的固化

 

 


 

熱塑性的高分子物質可以溶解在適當的溶劑中成為高分子溶液而獲得流動性,在高分子溶液浸潤被粘物表面之後將溶劑揮發掉就會產生—定的粘附力。許多高分子溶液可以當作膠粘劑來使用,最常遇到的治液溶液膠粘劑劑是修補自行車內胎用的橡膠溶液,許多膠粘劑是溶液型的。


溶液型膠強劑固化過程的實質是隨著溶劑的揮發。溶液濃度不斷增大,最後達到一定的強度。溶液膠的固化速度決定於溶劑的揮發速度,還受環境溫度、濕度、被粘物的緻密程度與含水量、接觸面大小等因素的影響。配製溶液膠時應選樣特定溶劑改組成混合溶劑以調節固化速度。選用易持發的溶劑,易影響結晶料的結晶速度與程度,甚至造成膠層結皮而降低粘接強度,此外快速揮發造成的粘接處降溫凝水對粘接強度也是不利的。選用的溶劑揮發太慢,固化時間長,效率低,還可能造成膠層中溶劑滯留,對粘接不利。在使用溶液膠時還應嚴格注意火災與中毒現象。


乳液型膠粘劑的固化


水乳液型膠粘劑是聚合物膠體在水小中的分散體,為一種相對穩定體系。當乳液中的水分逐漸滲透到被粘物中並揮發時,其濃度就會逐漸增大,從而因表面張力的作用使膠粒凝聚而固化。環境溫度對乳液的凝聚影響很大,溫度足夠高時乳液能凝聚成連續的膜,溫度太低或低於最低成膜溫度(該溫度通常比玻璃化溫度略低一點)時不能形成連續的膜,此時膠膜呈白色,強度根差。不同聚合物乳液的最低成膜溫度是不同的,因此在使用該類膠粘劑時一定要使環境溫度高於其最低成膜溫度,否則粘接效果不好。


 熱熔膠的固化


熱塑性高分子物質加熱熔融了之後就獲得了流動性,許多高分子熔融體可以作為膠粘劑來使用。高分子熔融體在浸潤被粘表面之後通過冷卻就能發生固化,這種類型的膠粘劑稱為熱熔膠。


熱熔膠的固化是一種簡單的熱傳遞過程,即加熱熔化塗膠粘合,冷卻即可固化。固化過程受環境溫度影響很大,環境溫度低,固化快。為了使熱熔膠液能允分濕潤被粘物,使用時必須嚴格控制熔融溫度和晾置時間,對於粘料具結晶性的熱熔膠尤應重視,否則將因冷卻過頭使粘料結晶不完全而降低粘接強度。


 反應型膠粘劑的固化


反應型膠粘劑小都存在著活性基團,與同化劑、引發劑和其他物理條件的作用下,粘料發生聚合、交聯等化學反應而固化。按固化介式反應型膠粘劑可分為固化劑固化型、催化劑固化型與引發劑固化型等幾種類型。至於光敏固化、輻射同化等膠的固化機制一般屬於以上類型中。


環氧樹脂、聚氨酯類膠粘劑多是用化學計量的固化劑固化的;第二代丙烯酸酯結構膠、不飽和聚酯膠等常用引發劑引發固化;一些酚醛、脲醛樹脂膠可用酸性催化劑催化固化。某些反應型膠粘劑同化時會出現自動加速現象,設計配方或使用膠粘劑時尤應注意,因為凝膠化時的急劇放熱會使膠層產生缺陷、破壞被粘材料而使粘接失敗。


 

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影響膠粘劑固化的三大因素

 


 固化溫度


固化溫度是膠粘劑固化時的重要參數之一,若固化溫度過高,則容易引起膠液流失或使膠層脆化,導致膠接強度下降.,若固化溫度過低,基體的分子鏈運動困難,則會使膠層的交聯密度過低,固化反應無法完成,因此,在固化過程中,必須嚴格控制固化溫度,每種膠粘劑都有特定的固化溫度。


  固化壓力


固化壓力是指在固化過程中施加一定壓力,有利於膠層與被粘物膠接得好,保證品質,由於膠種不一樣,施加的壓力也不同,一般分下列三種情況:接觸壓力就是由被粘物自身重量所產生的壓力進行固化,不必另外再施加壓力,如環氧樹脂膠、a一氰基丙烯酸酯膠、第二代丙烯酸酯膠、不飽和聚酯膠和聚氨酯膠等等。


0.1~0.3MPa壓力適用於溶劑型膠粘劑,如酚醛一縮醛膠、酚醛一丁腈膠、環氧一丁腈膠、環氧一尼龍膠和聚醯亞胺膠等。0.3~0.5MPa壓力適用於膜狀、粉狀、管狀、粒狀的各種膠粘劑,還有熱熔膠,加大壓力的目的是提高其濕潤性。


  固化時間


固化時間是指在一定的溫度、壓力條件下,膠接過程固化所需的時間。


不同的膠粘劑其固化時間也不同,如瞬間固化的,有a一氰基丙烯酸酯膠,熱熔膠有幾小時固化的,如室溫快固環氧膠,第二代丙烯酸酯膠,有長達幾天才固化的,如環氧聚醯胺膠等。


固化的時間也受固化溫度和壓力的影響,提高固化溫度,則可縮短固化時間,在較低固化溫度條件下,固化時間則要大大地延長,如低於室溫有時幾天也不固化。

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