粘接工藝是利用膠黏劑把被粘物連接成整體的操作步驟,其過程是首先對被粘工件的待粘表面進(jìn)行修配,使之配合良好;其次是根據(jù)材質(zhì)及強(qiáng)度的要求對被粘表面進(jìn)行不同的表面處理;然后涂布膠黏劑,將被粘表面合攏裝配;最后通過物理或化學(xué)方法固化,實(shí)現(xiàn)膠接連接。
膠黏劑和被粘材料表面的膠接過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程,通過分子間作用力產(chǎn)生界面相互吸引和連接作用的粘接力,達(dá)到一定的粘接強(qiáng)度。因此粘接強(qiáng)度不僅取決于膠黏劑的組成與配方、表面結(jié)構(gòu)與形貌,而且與粘接工藝有著密切的火系.例如被黏物的表面處理、涂布方法、膠層厚度、固化條件、晾置時間與溫度等。被粘物的表面處理被粘接材料及其表面是多種多樣的。有金屬、非金屬的;極性、非極性的;有光滑或致密的表面,也有粗糙或多孔的表面;有潔凈、堅硬的表面,也有沾污、疏松的表面等。粘接表面常有銹蝕、油脂、灰塵等,這些附著物阻礙了膠黏劑對表面的浸潤,減少了膠黏劑和被粘物的相互接觸,嚴(yán)重影響了粘接性能。為了獲得膠接強(qiáng)度高、耐久性能好的汽車膠黏劑制品,就必須對各種膠接表面進(jìn)行適宜的處理。表面處理的作用就是為了改變其表面不利于粘接的狀態(tài),獲得一個清潔、干燥、粗糙、活性的表而,確保膠黏劑與被粘物充分潤濕、緊密結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)牢固的粘接。
常用的表面處理方法有以下幾種:
一、金屬材料的表面處理
金屬材料的表面受到環(huán)境氣氛的影響,在表面上吸附有污染物、氣體層(氮?dú)?、氧氣、二氧化碳?、氧化物層、加工硬化層等。金屬材料的表面處理主要包括除油、除銹和活化。
(一)金屬材料表面除油除油的方法主要有以下四種。
1、有機(jī)溶劑除油
有機(jī)溶劑可以將金屬表面的各種油禮且不腐蝕金屬,操作方便,應(yīng)用比較多,常用除油溶劑有汽汕、酮、.酒精、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等。通用的溶劑除油型、棉紗蘸有機(jī)溶劑擦洗金屬表面,但這種方法適用單件生產(chǎn).低,對人體毒性較大。近幾年來氣相溶劑除油法應(yīng)用較多.閉容器下部放入低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑,工件掛在容器中,稍絳熱使溶劑揮發(fā)成蒸氣,在工作表面凝結(jié)成液滴并落下,使污溶解于溶劑中。如三氯己烯、三氟三氯乙烷氣相除油法。采用氣相除油法可避免操作人員與溶劑接觸。有機(jī)溶劑除油法,有時不能一次將油污完全去除,需要多次反復(fù)清洗。
2、堿液除油
堿液除油具有無毒、不燃、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),在有條件的單位應(yīng)用比較多。堿液除油的原理是借助皂化和乳化作用來實(shí)現(xiàn)除油。所謂皂化是指油脂與堿反應(yīng)生成高碳數(shù)脂肪酸鹽和甘油。乳化作用是烷類礦物油在堿液中破裂為不連續(xù)的油珠,并在油珠表面包裹堿液,降低油、水界面的張力,減少了油對工作的親和力,使油滴進(jìn)入溶液中,達(dá)到除油的目的。使用堿液處理被敉物后,必須用水多次充分洗滌,將工件表面的殘留堿液除去,否則將大大影響粘接強(qiáng)度。近年來出現(xiàn)了一些新型表面活性劑類除油清洗劑,如801、802、310等,具有除污力強(qiáng),使用簡便,無廢液污染的優(yōu)點(diǎn)。
3、電解除油
電解除油是清除油污的有效手段,其除油原理是在堿性電解液中,由于油與堿液之間的表面張力降低,促使油膜出現(xiàn)裂紋,同時電極通電極化使金屬與堿液之間的表面張力減小,二者間的接觸面積增大,迫使金屬表而吸附的油污變成細(xì)小的油珠。在電流的作用下,電極表面產(chǎn)生氫氣泡或氧氣泡,滯留在小油珠上,隨著電解的進(jìn)行,氣泡逐漸變大,當(dāng)達(dá)到足夠的浮力時,氣泡就攜帶油珠脫離金屬表而,達(dá)到除油日的。電解法除油與堿液除油相比,效率高,質(zhì)量好。
4、超聲波除油
超聲波除油是將欲除油的工件放到超聲波清洗槽中,槽中放有溶劑或含有表面活性劑的溶液,然后開動高頻發(fā)生器,當(dāng)超聲波頻率達(dá)到20~5000Hz時,產(chǎn)生的能量使槽內(nèi)溶液翻動,并對工作表面進(jìn)行沖刷,使油污等被沖擊下來。這種方法一般只適用于小型精密件的除油。超聲波除油時,可根據(jù)被除油污工作的種類選擇適宜的溶劑。
(二)、金屬材料表面除銹
金屬材料表面的銹蝕層和污染物可以用機(jī)械或化學(xué)處理方法除掉。機(jī)械除銹是工業(yè)上常用的表面處理方法之一,可以直接去除表面的污物,而且還能獲得一定的表面粗糙度,增加粘接強(qiáng)度,這對粘接密封十分有利,具體方法有手工除銹、電動工具除銹、噴砂除銹?;瘜W(xué)除銹是將金屬在活性溶液中進(jìn)行化學(xué)腐蝕處理,不僅能使表面活化或鈍化,還能在金屬表面形成具有良好內(nèi)聚強(qiáng)度的表面氧化層,這對形成牢固的粘接非常有利,化學(xué)除銹有化學(xué)浸蝕和電化學(xué)浸蝕兩種。
(三)金屬表面的活化處理
對于一般的金屬材料經(jīng)過脫脂除油、除銹處理之后,即可以進(jìn)行粘接。如果想進(jìn)一步提高金屬材料的粘接強(qiáng)度,減少粘接強(qiáng)度的分散性,可以對其表面進(jìn)行活化處理,進(jìn)一步清除金屬表面的惰性物質(zhì),使表面呈高的表面能狀態(tài),利于膠黏劑的潤濕。除了通過活化處理金屬表面,在金屬表面處理時還經(jīng)常用到磷化。磷化是指鋼鐵在磷化液中處理,在表面沉積形成一層不溶于水的結(jié)晶型磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的過程。通過磷化處理的鋼鐵,耐蝕性好,漆膜與鋼鐵件的附著力增加,減少了在粘接過程中粘接劑被腐蝕和帶漆膜與鋼板脫離的可能性,提高了粘接強(qiáng)度。
(四)金屬表面涂底膠活化
在處理過的金屬表面涂一層底膠,能夠改善粘接性能。涂底膠可以改善粘接性能,保護(hù)金屬表面清潔、延長處理好表面的有效期,改善被粘接物表面的黏附性能。最典型的是涂偶聯(lián)劑,使偶聯(lián)劑與被粘材料之間形成良好的化學(xué)鍵,使粘接強(qiáng)度和接頭抵御外界影響的能力提高。非金屬材料的表面處理非金屬材料包括橡膠、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,很難完全被浸潤濕,必須表面處理后才能粘接。