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    聚氨酯膠粘劑施工工藝

    發布時間:2017-03-06點擊數:載入中...

    聚氨酯膠粘劑施工工藝

    ① 表面處理

    形成良好粘接的條件之一是對基材表面進行必要的處理。

    被粘物表面常常存在著油脂?灰塵等弱界面層,受其影響,建立在弱界面層上的粘接所得粘接強度不易提高。對那些與膠粘劑表面張力不匹配的基材表面,還必須進行化學處理。表面處理是提高粘接強度的首要步驟之一。

    ②清洗脫脂

    一些金屬?塑料基材的表面常常易被汗?油?灰塵等污染,另外,塑料表面還有脫模劑,所以這樣的塑料與膠粘層僅形成弱的粘接界面。

    對聚氨酯膠粘劑來講,金屬或塑料表面的油脂與聚氨酯相容性差,而存在的水分會與膠粘劑中的一NCO基團反應產生氣泡,使膠與基材接觸表面積降低,且使膠粘層內聚力降低,因而粘接前 必須進行表面清洗?干燥處理。一般是用含表面活性劑及有機溶劑的堿水進行清洗,再水洗干燥,或用有機溶劑(如丙酮?四氯化碳?乙醇等)直接清洗。對有銹跡的金屬一般要先用砂紙?鋼絲刷除去表面鐵銹。

    ③粗糙化處理

    對光滑表面一般須進行粗糙化處理,以增加膠與基材的接觸面積。膠粘劑滲入基材表面凹隙或孔隙中,固化后起“釘子?鉤子?棒子”似的嵌定作用,可牢固地把基材粘在一起。

    常用的方法有噴砂?木銼粗化?砂紙打磨等。但過于粗糙會使膠粘劑在表面的浸潤受到影響,凹處容易殘留或產生氣泡,反而會降低粘接強度。如果用砂磨等方法又容易損傷基材,所以宜采用涂底膠?浸蝕?電暈處理等方法改變其表面性質,使之易被聚氨酯膠粘劑粘接。

    ④金屬表面化學處理

    對金屬表面可同時進行除銹?脫脂?輕微腐蝕處理。多數極性塑料及橡膠只須對表面進行粗糙化處理及溶劑脫脂處理。不過聚烯烴表面能很低,可采用化學方法等增加其表面極性,有溶液氧化法?電暈法?氧化焰法等。

    ⑥上底涂劑

    為了改善粘接性能,可在已處理好的基材表面涂一層很薄的底涂劑(底膠),底涂還可保護剛處理的被粘物表面免受腐蝕和污染,延長存放時間。聚氨酯膠粘劑和密封膠常用的底涂劑有:聚氨酯清漆(如聚氨酯膠粘劑或涂料的稀溶液);多異氰酸酯膠粘劑(如PAPI稀溶液);有機硅偶聯劑的稀溶液;環氧樹脂稀溶液等。

    ⑦膠粘劑的配制

    單組分聚氨酯膠粘劑一般不需配制,可按操作要求直接使用,這也是單組分膠的使用方便之處。

      對于雙組分或多組分聚氨酯膠,應按說明書要求配制,若知道組分的羥基含量及異氰酸酯基的含量,各組分配比可通過化學計算而確定,異氰酸酯指數R=NCO/OH一般在0.5—1.4范圍。

    一般來說,雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑配膠時,兩組分配比寬容度比非溶劑型大一些,但若配膠中NCO基團過量太多,則固化不完全,且固化了的膠粘層較硬,甚至是脆性;若羥基組分過量較多,則膠層軟粘?內聚力低?粘接強度差。無溶劑雙組分膠配比的寬容度比溶劑型的小一些,這是因為各組分的初始分子量較小,若其中一組分過量,則造成固化慢且不易完全,膠層表面發粘?強度低。

      已調配好的膠應當天用完為宜,因為配成的膠適用期有限。適用期即配制后的膠粘劑能維持其可操作施工的時間。粘度隨放置時間而增大,因而操作困難,直至膠液失去流動性?發生凝膠而失效。不同品種?牌號的聚氨酯膠粘劑適用期不一樣,從幾分鐘至幾天不等。在工業生產上大量使用時,應預先做適用期試驗。

      若膠粘劑組分中含有催化劑,或為了加快固化速度在配膠時加入了催化劑,則適用期較短。另外,環境溫度對適用期影響較大,夏季適用期短,冬季長。經氨酯級有機溶劑稀釋的雙組分聚氨酯膠,適用期可延長。一般溶劑型雙組分膠粘劑如,軟塑復合薄膜用雙組分聚氨酯膠粘劑,適用期應大于8h(即一個工作日)。

    ⑧粘接施工

        a.涂膠

      涂布(上膠)的方法有噴涂?刷涂?浸涂?輥涂等,一般根據膠的類型?粘度及生產要求而決定,關鍵是保證膠層均勻?無氣泡?無缺膠。

      涂膠量(實際上與膠層厚度有關)也是影響剪切強度的一個重要因素,通常在一定范圍內剪切強度較高。如果膠層太薄,則膠粘劑不能填滿基材表面凹凸不平的間隙,留下空缺,粘接強度就低。當膠層厚度增加,粘接強度下降。一般認為,搭接剪切試樣承載負荷時,被粘物及膠層自己變形,膠層被破壞成—種剝離狀態,剝離力的作用降低了表觀的剪切強度值。

      b.晾置

      對于溶劑型聚氨酯膠粘劑來說,涂好膠后需晾置幾分鐘到數十分鐘,使膠粘劑中的溶劑大部分揮發,這有利于提高初粘力。必要時還要適當加熱,進行鼓風干燥(如復合薄膜層壓工藝)。否則,由于大量溶劑殘留在膠中,固化過程容易在膠層中形成氣泡,影響粘接質量。對于無溶劑聚氨酯膠粘劑來說,涂膠后即可將被粘物貼合。

      c.粘接

      這一步驟是將已涂過膠的被粘物粘接面貼合起來,也可使用夾具固定粘接件,保證粘接面完全貼合定位,必要時施加一定的壓力,使膠粘劑更好地產生塑性流動,以浸潤被粘物表面,使膠粘劑與基材表面達到最大接觸。

    ⑨膠粘劑的固化

    大多數聚氨酯膠粘劑在粘接時不立即具有較高的粘接強度,還需進行固化。所謂固化就是指液態膠粘劑變成固體的過程,固化過程也包括后熟化,即初步固化后的膠粘劑中的可反應基團進一步反應或產生結晶,獲得最終固化強度。對于聚氨酯膠粘劑來說,固化過程是使膠中NCO基團反應完全,或使溶劑揮發完全?聚氨酯分子鏈結晶,使膠粘劑與基材產生足夠高的粘接力的過程。

    聚氨酯膠粘劑可室溫固化,對于反應性聚氨酯膠來說,若室溫固化需較長時間,可加催化劑促進固化。為了縮短固化時間,可采用加熱的方法。加熱不僅有利于膠粘劑本身的固化,還有利于加速膠中的NCO基團與基材表面的活性氫基團相反應。加熱還可使膠層軟化,以增加對基材表面的浸潤,并有利于分子運動,在粘接界面上找到產生分子作用力的“搭檔”。

    加熱對提高粘接力有利。固化的加熱方式有烘箱或烘道?烘房加熱,夾具加熱等。對于傳熱快的金屬基材可采用夾具加熱,膠層受熱比烘箱加熱快。

      加熱過程應以逐步升溫為宜。溶劑型聚氨酯膠要注意溶劑的揮發速度。在晾置過程中,大部分溶劑已揮發掉,剩余的溶劑慢慢透過膠粘層向外擴散,若加熱過快則溶劑在軟化了的膠層中氣化鼓泡,在接頭中形成氣泡,嚴重的可將大部分未固化?呈流粘態的膠粘劑擠出接頭,形成空缺會影響粘接強度。對于雙組分無溶劑膠粘劑及單組分濕固化膠粘劑,加熱也不能太快,否則NCO基團與膠中或基材表面?空氣中的水分加速反應,產生的CO2氣體來不及擴散,而膠層粘度增加很快,氣泡就留在膠層中。

      單組分濕固化聚氨酯膠粘劑主要靠空氣中的水分固化,故應維持一定的空氣濕度,宜以室溫緩慢固化為宜。若空氣干燥,可加入少量水分于涂膠面,以促進固化。若膠被夾于干燥?硬質的被粘物之間,且膠層較厚時,界面及外界的水分不易滲入膠中,則易固化不完全,這種情況下可以在膠中注入極少量水分。


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