胶粘剂一般都是液体或者膏状的,这些胶粘剂在粘接的时候都是需要固化后才能发挥其粘接的作用,所以胶粘剂的固化过程也是非常重要的,如果固化的不好或者不知道固化的时候需要注意些什么的话,对物品的粘接影响是非常大的,即使你使用的胶粘剂再好可能对会影响粘接效果。
胶粘剂固化反应是通过化学反应(聚合、交联)获得并提高胶接强度等性能的过程,固化是获得良好粘接性能的关键过程,只有完全固化,强度才会最大。固化分为初固化、基本固化和后固化。
1、初固化
在一定温度条件下,经过一段时间达到一定的强度,表面已硬化、不发粘,但固化并未结束。
2、基本固化
再经过一段时间,反应基团大部分参加反应,达到一定的交联程度。
3、后固化
为了改善粘接性能或因工艺过程的需要而对基本固化后的粘接物进行的处理,一般是在一定的温度下,保持一段时间,能够补充固化,进一步提高固化程度,并可有效地消除内应力,提高粘接强度。
为了获得固化良好的胶层,固化过程必须在适当的条件下进行。胶粘剂的固化工艺对胶接质量有很重要的影响,在固化中有三个基本工艺参数:温度、压力和时间。这三个参数对胶粘剂的固化影响是非常大的。
影响胶粘剂固化的三大因素
1、固化温度
固化温度是胶粘剂固化时的重要参数之一,若固化温度过高,则容易引起胶液流失或使胶层脆化,导致胶接强度下降.,若固化温度过低,基体的分子链运动困难,则会使胶层的交联密度过低,固化反应无法完成,因此,在固化过程中,必须严格控制固化温度,每种胶粘剂都有特定的固化温度。
2、固化压力
固化压力是指在固化过程中施加一定压力,有利于胶层与被粘物胶接得好,保证质量,由于胶种不一样,施加的压力也不同,一般分下列三种情况:接触压力就是由被粘物自身重量所产生的压力进行固化,不必另外再施加压力,如环氧树脂胶、a一氰基丙烯酸酯胶、第二代丙烯酸酯胶、不饱和聚酯胶和聚氨酯胶等等。0.1~0.3MPa压力适用于溶剂型胶粘剂,如酚醛一缩醛胶、酚醛一丁腈胶、环氧一丁腈胶、环氧一尼龙胶和聚酰亚胺胶等。0.3~0.5MPa压力适用于膜状、粉状、管状、粒状的各种胶粘剂,还有热熔胶,加大压力的目的是提高其湿润性。
3、固化时间
固化时间是指在一定的温度、压力条件下,胶接过程固化所需的时间。
不同的胶粘剂其固化时间也不同,如瞬间固化的,有a一氰基丙烯酸酯胶,热熔胶有几小时固化的,如室温快固环氧胶,第二代丙烯酸酯胶,有长达几天才固化的,如环氧聚酰胺胶等。固化的时间也受固化温度和压力的影响,提高固化温度,则可缩短固化时间,在较低固化温度条件下,固化时间则要大大地延长,如低于室温有时几天也不固化
单组份环氧胶的固化技术
单组份胶水使用起来比双组份要方便得多,因此往往会被优先选择。但单组份胶水的制备技术要困难得多,既要保证可靠的性能,还得确保较长的储存稳定性。对单组份环氧胶水而言,它的核心技术就在于其所用的固化剂。目前,单组份环氧胶水大都在使用潜伏性固化剂,在使用时通过湿气、光照、加热、加压等外加作用使固化剂激活,并与环氧基团发生固化交联反应。根据固化方式,单组份环氧胶可以分成以下几种类型:(1)室温湿气固化型;(2)热固化型;(3)阳离子光固化型;(4)微胶囊型。
室温湿气固化
这类环氧胶水所用固化剂多为酮亚胺类化合物,在固化过程中,酮亚胺会吸收空气中的水气而生产胺,进而进攻环氧基团实现聚合反应。为了延长胶的储存期,常使用靠酮基一侧分子体积较大的具有位阻效应的酮亚胺,在提供 贮存稳定性的同时,不降低固化速度。然而,室温下湿气固化的方式远远不能满足自动化组装工艺对固化速度的要求。
热固化型
一般可以分为中温固化型和高温固化型,前者固化反应温度为60-140℃,后者为在150 ℃以上固化。此类胶水选用加热致活型固化剂,室温下较为稳定,不溶于环氧树脂,需要加热获得外界能量后,才能熔融分解与环氧树脂反应。常用潜伏性固化剂有双氰胺、有机酰肼、有机酸酐、咪唑、三氟化硼-胺络合物等,再添加促进剂及其他助剂配制而成。
阳离子光固化型
阳离子光固化型环氧胶的固化剂为阳离子光敏化合物即光引发剂,经紫外光照后,能吸收适当波长的光而发生光物理过程至某一激发态,产生的路易斯酸与氢作用生成质子酸,由此产生的正离子活性中心可以引发环氧树脂发生阳离子聚合反应。常用的光敏剂有芳香重氮盐、二芳基碘鎓盐、芳茂铁盐及三芳基硫鎓盐等。与自由基固化相比,它们对光高度敏感,且不受氧气阻聚的影响,固化时体积收缩率低,有良好的热稳定性,良好的光固化促进作用,移走光源后还可以继续反应。
微胶囊型
利用某些成膜材料将胶粘剂的一种组分包裹成胶囊,使胶可稳定贮存。通过加热、加压或化学处理使胶囊破裂,释放出里面的组分胶粘剂即可固化。微胶囊的囊膜不能与组分发生反应或混溶,并且囊膜要有合适的厚度及强度,以防在运输途中破裂造成不必要的损失。目前,微胶囊类单组分环氧胶粘剂中的成膜剂包括纤维素、明胶、聚乙烯醇、聚酯、聚砜等。总的来说,单组分环氧树脂胶粘剂具有使用方便的特点,研制绿色环保型的单组分环氧胶粘剂依然是未来发展的必然趋势。
原创:奇点新材料