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汽车用胶黏剂的常见处理方法(上)


粘接工艺是利用胶黏剂把被粘物连接成整体的操作步骤,其过程是首先对被粘工件的待粘表面进行修配,使之配合良好;其次是根据材质及强度的要求对被粘表面进行不同的表面处理;然后涂布胶黏剂,将被粘表面合拢装配;最后通过物理或化学方法固化,实现胶接连接。


胶黏剂和被粘材料表面的胶接过程是一个复杂的物理化学过程,通过分子间作用力产生界面相互吸引和连接作用的粘接力,达到一定的粘接强度。因此粘接强度不仅取决于胶黏剂的组成与配方、表面结构与形貌,而且与粘接工艺有着密切的火系.例如被黏物的表面处理、涂布方法、胶层厚度、固化条件、晾置时间与温度等。被粘物的表面处理被粘接材料及其表面是多种多样的。有金属、非金属的;极性、非极性的;有光滑或致密的表面,也有粗糙或多孔的表面;有洁净、坚硬的表面,也有沾污、疏松的表面等。粘接表面常有锈蚀、油脂、灰尘等,这些附着物阻碍了胶黏剂对表面的浸润,减少了胶黏剂和被粘物的相互接触,严重影响了粘接性能。为了获得胶接强度高、耐久性能好的汽车胶黏剂制品,就必须对各种胶接表面进行适宜的处理。表面处理的作用就是为了改变其表面不利于粘接的状态,获得一个清洁、干燥、粗糙、活性的表而,确保胶黏剂与被粘物充分润湿、紧密结合,以实现牢固的粘接。


常用的表面处理方法有以下几种:

一、金属材料的表面处理

金属材料的表面受到环境气氛的影响,在表面上吸附有污染物、气体层(氮气、氧气、二氧化碳等)、氧化物层、加工硬化层等。金属材料的表面处理主要包括除油、除锈和活化。

(一)金属材料表面除油除油的方法主要有以下四种。

1、有机溶剂除油 

有机溶剂可以将金属表面的各种油礼且不腐蚀金属,操作方便,应用比较多,常用除油溶剂有汽汕、酮、.酒精、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等。通用的溶剂除油型、棉纱蘸有机溶剂擦洗金属表面,但这种方法适用单件生产.低,对人体毒性较大。近几年来气相溶剂除油法应用较多.闭容器下部放入低沸点的有机溶剂,工件挂在容器中,稍绛热使溶剂挥发成蒸气,在工作表面凝结成液滴并落下,使污溶解于溶剂中。如三氯己烯、三氟三氯乙烷气相除油法。采用气相除油法可避免操作人员与溶剂接触。有机溶剂除油法,有时不能一次将油污完全去除,需要多次反复清洗。

2、碱液除油

碱液除油具有无毒、不燃、经济的特点,在有条件的单位应用比较多。碱液除油的原理是借助皂化和乳化作用来实现除油。所谓皂化是指油脂与碱反应生成高碳数脂肪酸盐和甘油。乳化作用是烷类矿物油在碱液中破裂为不连续的油珠,并在油珠表面包裹碱液,降低油、水界面的张力,减少了油对工作的亲和力,使油滴进入溶液中,达到除油的目的。使用碱液处理被敉物后,必须用水多次充分洗涤,将工件表面的残留碱液除去,否则将大大影响粘接强度。近年来出现了一些新型表面活性剂类除油清洗剂,如801、802、310等,具有除污力强,使用简便,无废液污染的优点。

3、电解除油 

电解除油是清除油污的有效手段,其除油原理是在碱性电解液中,由于油与碱液之间的表面张力降低,促使油膜出现裂纹,同时电极通电极化使金属与碱液之间的表面张力减小,二者间的接触面积增大,迫使金属表而吸附的油污变成细小的油珠。在电流的作用下,电极表面产生氢气泡或氧气泡,滞留在小油珠上,随着电解的进行,气泡逐渐变大,当达到足够的浮力时,气泡就携带油珠脱离金属表而,达到除油日的。电解法除油与碱液除油相比,效率高,质量好。

4、超声波除油

超声波除油是将欲除油的工件放到超声波清洗槽中,槽中放有溶剂或含有表面活性剂的溶液,然后开动高频发生器,当超声波频率达到20~5000Hz时,产生的能量使槽内溶液翻动,并对工作表面进行冲刷,使油污等被冲击下来。这种方法一般只适用于小型精密件的除油。超声波除油时,可根据被除油污工作的种类选择适宜的溶剂。

(二)、金属材料表面除锈 

金属材料表面的锈蚀层和污染物可以用机械或化学处理方法除掉。机械除锈是工业上常用的表面处理方法之一,可以直接去除表面的污物,而且还能获得一定的表面粗糙度,增加粘接强度,这对粘接密封十分有利,具体方法有手工除锈、电动工具除锈、喷砂除锈。化学除锈是将金属在活性溶液中进行化学腐蚀处理,不仅能使表面活化或钝化,还能在金属表面形成具有良好内聚强度的表面氧化层,这对形成牢固的粘接非常有利,化学除锈有化学浸蚀和电化学浸蚀两种。

(三)金属表面的活化处理

对于一般的金属材料经过脱脂除油、除锈处理之后,即可以进行粘接。如果想进一步提高金属材料的粘接强度,减少粘接强度的分散性,可以对其表面进行活化处理,进一步清除金属表面的惰性物质,使表面呈高的表面能状态,利于胶黏剂的润湿。除了通过活化处理金属表面,在金属表面处理时还经常用到磷化。磷化是指钢铁在磷化液中处理,在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程。通过磷化处理的钢铁,耐蚀性好,漆膜与钢铁件的附着力增加,减少了在粘接过程中粘接剂被腐蚀和带漆膜与钢板脱离的可能性,提高了粘接强度。

(四)金属表面涂底胶活化

在处理过的金属表面涂一层底胶,能够改善粘接性能。涂底胶可以改善粘接性能,保护金属表面清洁、延长处理好表面的有效期,改善被粘接物表面的黏附性能。最典型的是涂偶联剂,使偶联剂与被粘材料之间形成良好的化学键,使粘接强度和接头抵御外界影响的能力提高。非金属材料的表面处理非金属材料包括橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、木材等,尤其是高分子材料,如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等,表面能低,很难完全被浸润湿,必须表面处理后才能粘接。



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