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聚氨酯灌封胶的施工工艺介绍


一、 表面处理

形成良好粘接的条件之一是对基材表面进行必要的处理。


被粘物表面常常存在着油脂、灰尘等弱界面层,受其影响,建立在弱界面层上的粘接所得粘接强度不易提高,对那些与胶粘剂表面张力不匹配的基材表面,还必须进行化学处理。表面处理是提高粘接强度的首要步骤之一。

二、清洗脱脂
一些金属、塑料基材的表面常常易被汗、油、灰尘等污染,另外,塑料表面还有脱模剂,所以这样的塑料与胶粘层仅形成弱的粘接界面。对聚氨酯胶粘剂来讲,金属或塑料表面的油脂与聚氨酯相容性差,而存在的水分会与胶粘剂中的一NCO基团反应产生气泡,使胶与基材接触表面积降低,且使胶粘层内聚力降低,因而粘接前 必须进行表面清洗、干燥处理。一般是用含表面活性剂及有机溶剂的碱水进行清洗,再水洗干燥,或用有机溶剂(如丙酮、四氯化碳、乙醇等)直接清洗,对有锈迹的金属一般要先用砂纸、钢丝刷除去表面铁锈。
三、粗糙化处理
对光滑表面一般须进行粗糙化处理,以增加胶与基材的接触面积。胶粘剂渗入基材表面凹隙或孔隙中,固化后起钉子、钩子、棒子似的嵌定作用,可牢固地把基材粘在一起。常用的方法有喷砂、木锉粗化、砂纸打磨等,但过于粗糙会使胶粘剂在表面的浸润受到影响,凹处容易残留或产生气泡,反而会降低粘接强度。如果用砂磨等方法又容易损伤基材,所以宜采用涂底胶、浸蚀、电晕处理等方法改变其表面性质,使之易被聚氨酯胶粘剂粘接。
四、金属表面化学处理
对金属表面可同时进行除锈、脱脂、轻微腐蚀处理,可用的处理剂很多。一般是酸性处理液。如对铝、铝合金,可用重铬酸钾/浓硫酸/(质量比约10/100/300)混合液,70-12℃5-10min,水洗,中和,再水洗,干燥。
对铁可用浓硫酸(盐酸)与水1:1混合,室温浸5-10min,水洗,干燥。或用重铬酸钾/浓硫酸/水混合液处理。
五、塑料及橡胶的表面化学处理
多数极性塑料及橡胶只须对表面进行粗糙化处理及溶剂脱脂处理。不过聚烯烃表面能很低,可采用化学方法等增加其表面极性,有溶液氧化法、电晕法、氧化焰法等。
(1)
化学处理液可用重铬酸钾/浓硫酸/(质量比75/1500/12,5g/55ml/8ml等配比),PPPE70℃1—10min或室温浸泡1.5h,水洗、中和、水洗、干燥。
(2)
电晕处理 用高频高压放电,使塑料表面被空气中氧气部分氧化,产生羰基等极性基团。常常是几种表面处理方法相结合,如砂磨腐蚀清洗干燥。
六、 上底涂剂
为了改善粘接性能,可在已处理好的基材表面涂一层很薄的底涂剂(底胶),底涂还可保护刚处理的被粘物表面免受腐蚀和污染,延长存放时间。
聚氨酯胶粘剂
密封胶常用的底涂剂有:聚氨酯清漆(聚氨酯胶粘剂或涂料的稀溶液);异氰酸酯胶粘剂(PAPI稀溶液);有机硅偶联剂的稀溶液;环氧树脂稀溶液等。

七、粘接施工

1.涂胶
涂布(上胶)的方法有喷涂、刷涂、浸涂、辊涂等,一般根据胶的类型、粘度及生产要求而决定,关键是保证胶层均匀、无气泡、无缺胶。
涂胶量(实际上与胶层厚度有关)也是影响剪切强度的一个重要因素,通常在一定范围内剪切强度较高。如果胶层太薄,则胶粘剂不能填满基材表面凹凸不平的间隙,留下空缺,粘接强度就低。当胶层厚度增加,粘接强度下降。一般认为,搭接剪切试样承载负荷时,被粘物及胶层自己变形,胶层被破坏成种剥离状态,剥离力的作用降低了表观的剪切强度值。
2.晾置
对于溶剂型聚氨酯胶粘剂来说,涂好胶后需晾置几分钟到数十分钟,使胶粘剂中的溶剂大部分挥发,这有利于提高初粘力,必要时还要适当加热,进行鼓风干燥(如复合薄膜层压工艺)。否则,由于大量溶剂残留在胶中,固化过程容易在胶层中形成气泡,影响粘接质量。对于无溶剂聚氨酯胶粘剂来说,涂胶后即可将被粘物贴合。
3.粘接
这一步骤是将已涂过胶的被粘物粘接面贴合起来,也可使用夹具固定粘接件,保证粘接面完全贴合定位,必要时施加一定的压力,使胶粘剂更好地产生塑性流动,以浸润被粘物表面,使胶粘剂与基材表面达到最大接触。

八、胶粘剂的固化


大多数聚氨酯胶粘剂在粘接时不立即具有较高的粘接强度,还需进行固化。所谓固化就是指液态胶粘剂变成固体的过程,固化过程也包括后熟化,即初步固化后的胶粘剂中的可反应基团进一步反应或产生结晶,获得最终固化强度。
固化的加热方式有烘箱或烘道、烘房加热,夹具加热等。对于传热快的金属基材可采用夹具加热,胶层受热比烘箱加热快。


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