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《膠粘劑用戶指南》之預處理工藝的基本步驟

愛牢達膠®粘劑能夠牢固地粘接大多數材料。去除待粘接表面的油脂和松散的表面沉積物(例如鐵鏽)之後即可獲得高強度的粘合,但如果需要最大的粘接強度和長久的耐久性,則建議對粘接表面進行徹底的機械或化學預處理。

表面處理

粘接表面需要以下列預處理工藝之一進行處理(按處理效果從低到高排列):

1. 只進行除油處理。

2. 除油、打磨並去除松散顆粒。

3. 除油並進行化學預處理。

注意在預處理之時和之後不要污染表面。污染的途徑可能有:指印、不太干淨的抹布、油、髒污的研磨劑、不合規格的除油劑或化學處理劑等。污染也可能由粘接區域所進行的其它處理造成。特別要排除的是機械、噴塗工序(油漆、脫模劑等)以及涉及粉末材料的處理過程所產生的油蒸汽。

無論采用何種預處理工藝,最好是在完成預處理工序後盡快進行表面粘接,即當表面屬性最好時。

如果多個部件的粘接工序安排造成預處理和粘接工序脫節,可在預處理後立即在粘接表面塗覆底膠,以保持最佳的表面特性。

除油

按以下步驟去除油脂:

(a) 將工件懸掛在鹵烴溶劑蒸汽除油裝置中。

(b) 將工件依次浸入兩個各含有相同液體鹵烴溶劑*的清洗槽內。第一個清洗槽起清洗作用,第二個起漂洗作用。

* 鹵烴溶劑 本文出版之時,關於鹵化溶劑的法律法規正在變動中。用戶應咨詢溶劑供應商,確保使用這類產品符合當地和國家的有關規定。

(c) 用蘸取了工業除油溶劑的清潔毛刷或抹布刷淨或擦淨粘接面。目前有許多危險性較低的專用除油劑可供選用。

(d) 清洗劑除油在液體清洗劑中擦淨粘接表面。用清潔的熱水清洗工件並使之徹底干燥 – 最好采用強制空氣加熱器之類所產生的熱風。

(e) 堿性除油法 是清洗劑除油法的備選方案。建議采用專用清洗產品,並按照制造廠商的使用說明進行操作。

(f) 適用的情況下可采用超聲波除油法,這種方法常用於小件的表面處理。

打磨

與高度拋光的表面相比,略微打磨的表面與膠粘劑的粘接更好。

如果進行打磨,則必須采用後續處理,以確保完全去除表面的松散顆粒。例如:

(a) 重復除油工序(除油液必須潔淨),

(b) 用干淨的軟刷刷淨表面,或最好

(c) 用潔淨的(經過濾的)壓縮空氣吹淨表面。打磨可用砂紙打磨、鋼絲刷刷洗,最有效的方法是噴砂。

特殊材料的預處理

生產實踐中可能需要粘接的大多數材料將在下文中分別加以敘述 – 如需查看索引,請參閱第 15 頁– 表面處理和預處理指南。本文所提供的信息僅作概括介紹。

獲得最佳粘接性能所需的特殊預處理

 上述表面處理,如單獨除油或除油加打磨及去除松散顆粒的方法,對於大多數粘接作業已經足夠。但是為了獲得最大粘合強度、重復性以及長期耐老化性能,則還需要化學預處理或電解預處理。

金屬被粘物表面極少是純金屬,而是由氧化物、硫化物、氯化物等在表面形成的機械性能較差的大氣污染物組成。酸蝕處理是較成熟的去除金屬氧化皮的方法,這種工藝有利於在表面形成一層氧化層,其機械及化學性能與膠粘劑相匹配。因此,不同的酸蝕處理方法應用於不同的金屬被粘物,例如,鉻酸應用於鋁材,硫酸應用於不鏽鋼,硝酸應用於銅材。酸蝕處理也可應用於某些塑料,如鉻酸可應用於聚烯烴類表面處理。(詳見出版物 No.A15)。

陽極氧化已經廣泛應用於航空工業,用於鋁合金和鈦合金的表面處理。陽極氧化的目的是在酸蝕後形成的氧化層上沉澱一層多孔氧化層。多孔氧化層使膠粘劑(或底劑)能夠很容易地滲透到孔隙中以形成強勁的粘合力。過度的陽極氧化不是有效的粘接預處理方法。

塗覆底膠是另一種表面預處理方法,主要應用於金屬和陶瓷等材料。底膠通常是多步預處理工藝的最終步驟。有些被粘物有“難粘接”的表面(如銅)。由於底膠在配制上以溶劑型膠粘劑的形式出現,因此容易浸潤被粘物。當粘合劑塗覆於經底膠處理過的表面時,因化學性兼容,固化後將形成較強的粘合力。

化學預處理須知

在配制化學預處理溶液時必須特別小心,不僅是因為要進行危險品*作業,而且處理不當會導致粘合強度劣於不采用化學預處理方法所獲得的粘合強度。

塗膠時間也十分關鍵:時間太短,塗層不足以活化表面,而過長則會在表面積累化學反應產物,從而妨礙粘合。在化學預處理結束時,用大量清水徹底清洗表面是常見做法。最終漂洗工序中,建議采用軟(去除礦物質)水。

應盡快在完成預處理工序後進行表面粘接。預處理後面的穩定性是有限的。

金屬

每個金屬組別中的大量合金類別(以及由熱處理形成的各種表面結構)導致單一種預處理方法並不可行。出版物 No.A15 中所述的預處理方法均為成熟工藝,但有時不同的預處理方法可能更為有效。這只能通過對比性試驗來證明 – 使用同批次的待粘接金屬零部件材料與該工件專用的膠粘劑。有關金屬預處理的更多資料,請參閱 ISO 4588 和 DEF 標准 03-2/2。

熱固性塑料

模塑件、鑄件、板材等通常可毫無困難地進行粘合。為保證良好的粘合強度,在塗覆膠粘劑之前必須清除粘接面的所有灰塵和殘留的脫模劑。表面既可用金剛砂布打磨,也可用噴砂法處理,否則表面必須用丙酮、甲基乙基酮等溶劑清洗。模塑件由於其表面可能對膠粘劑有排斥作用,所以建議使用打磨或噴砂處理。

熱塑性塑料

這些材料通常較難粘接。某些類型僅允許中等成功粘合,即便是同一種材料在決定粘合強度的屬性上也可能存在較大差異。專用膠粘劑已經研制成功,但在必須粘合熱塑性塑料與木材、金屬等材料時通常是無能為力。此時愛牢達膠粘劑會非常有用,盡管其對於粘合熱塑性塑料的適用性受限。愛牢達很容易粘合經預處理的專用熱塑性塑料(如雪橇“外皮”)。

塑料的種類及加工成型工藝會對預處理的效果有所影響。因此建議通過試驗,用調整規定的浸泡時間的方法來確定預處理效果是否改善。

除普通的機械及化學預處理方法之外,有些塑料可用以下方法進行預處理,這些方法均能使被粘物表面材質發生一些變化。變化是由高度活躍的物質與被粘物表面之間的相互作用造成的這些預處理方法已經應用於金屬材料,以及特別是復合材料和塑料。

低壓等離子體是一種在低壓室中通過施加高頻高壓而被激化的氣體。這種方法的優點是針對系列被粘物的適用性,可使用不同的等離子體,如氬氣、氨氣、氧氣或氮氣進行處理,等離子體一般用於激化被粘物表面。

如果不是這樣,而是在大氣壓下在空氣中產生等離子體,則空氣被離子化時發出藍紫色弱光,稱作電暈。電暈處理通常應用於處理較薄的聚合物薄膜和復合層壓物。

火焰處理是將被粘物氧化,這種方法產生的極性基團能夠形成更適於粘合劑附著的表面。這種表面處理方法已經成功應用於聚乙烯和聚丙烯。火焰處理的參數包括氣體類型、氣體/空氣(氧氣)比、混合物流量、作用時間及火焰與被粘物的距離。

所有這些方法的穩定性有限,根據基材不同,變化範圍從數小時到數周不等。專用設備的供應廠商列於第 18 頁和第 19 頁。詳細資料可查閱 ISO13895。

愛牢達®膠粘劑使用簡便,但為了確保成功的粘合,必須遵循隨膠粘劑說明書中的作業指導進行操作。

特別事項:

1. 粘接面必須除油,必要時需要進行預處理。

2. 樹脂和固化劑必須正確配比並充分混合。

3. 膠粘劑必須按正確的厚度進行塗覆。

4. 必須采用夾具或其它固定工具,防止粘合表面在固化過程中發生相對移動。

5. 雖然只需稍微施加壓力,但必須盡可能在整個粘合區域均勻施加。壓力過大會使粘合面缺少膠粘劑。

6. 固化溫度和固化時間必須正確(依照供應商的推薦值)。

 注意事項

酸、苛性鈉等濃酸、氧化劑(如重鉻酸鹽、三氧化鉻)以及苛性鈉是強腐蝕性化學品。使用這些化學品時,溢出和噴濺會對眼睛和皮膚造成嚴重傷害並會腐蝕普通衣物。必須遵守制造商的操作要求進行操作。

Araldite®、Epocast®、Epibond®和 Uralane®

Araldite®、Epocast®、Epibond® 和 Uralane® 樹脂及固化劑在指定安全措施下使用時,通常是大致無害的。例如,未固化的材料不可與食品或食品用具接觸,同時也應采取措施以防止未固化材料接觸皮膚,因為某些皮膚過敏的人士可能會受影響。一般應穿戴防滲橡膠或塑料手套;同時請戴好保護眼鏡。每次工作結束,請用肥皂和溫水徹底清洗皮膚。避免使用溶劑。應使用一次性紙巾而不是毛巾來擦干皮膚。工作場地要保持足夠的通風。有關這些安全預防措施的詳細介紹,請參閱出版物No.24264* 及產品的材料安全數據表。

在避免直接接觸膠粘劑並保持良好通風的情況下使用Araldite® UV 系列,通常是無害的。

 

《膠粘劑用戶指南》连载完毕,此指南主要是针对粘接作用胶粘剂的使用说明,其实广义上的胶水除了粘接还有灌封、涂覆等一系列用途,在这类应用上的关注点又会有着不同的要求!  附件为此指南的电子版,需要的朋友请自行下载!

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