聚氨酯胶粘剂的施工流程
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发布时间：2023-01-11 11:06
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时间：2023-10-28 12:51
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。 ②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。 ③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。 ④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/水(质量比约10/100/300)混合液，在70-12℃浸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。 ⑤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。
a.化学处理液可用重铬酸钾/浓硫酸/水(质量比75/1500/12，或5g/55ml/8ml等配比)，PP或PE于70℃浸1—10min或室温浸泡①5h后，水洗､中和､水洗､干燥。
b.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。 ⑥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。
聚氨酯胶粘剂和密封胶常用的底涂剂有:聚氨酯清漆(如聚氨酯胶粘剂或涂料的稀溶液)；多异氰酸酯胶粘剂(如PAPI稀溶液)；有机硅偶联剂的稀溶液；环氧树脂稀溶液等。 ⑦胶粘剂的配制 单组分聚氨酯胶粘剂一般不需配制，可按操作要求直接使用，这也是单组分胶的使用方便之处。
对于双组分或多组分聚氨酯胶，应按说明书要求配制，若知道组分的羟基含量及异氰酸酯基的含量，各组分配比可通过化学计算而确定，异氰酸酯指数R=NCO/OH一般在0.5—1.4范围。 一般来说，双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂配胶时，两组分配比宽容度比非溶剂型大一些，但若配胶中NCO基团过量太多，则固化不完全，且固化了的胶粘层较硬，甚至是脆性；若羟基组分过量较多，则胶层软粘､内聚力低､粘接强度差。无溶剂双组分胶配比的宽容度比溶剂型的小一些，这是因为各组分的初始分子量较小，若其中一组分过量，则造成固化慢且不易完全，胶层表面发粘､强度低。
已调配好的胶应当天用完为宜，因为配成的胶适用期有限。适用期即配制后的胶粘剂能维持其可操作施工的时间。粘度随放置时间而增大，因而操作困难，直至胶液失去流动性､发生凝胶而失效。不同品种､牌号的聚氨酯胶粘剂适用期不一样，从几分钟至几天不等。在工业生产上大量使用时，应预先做适用期试验。
若胶粘剂组分中含有催化剂，或为了加快固化速度在配胶时加入了催化剂，则适用期较短。另外，环境温度对适用期影响较大，夏季适用期短，冬季长。经氨酯级有机溶剂稀释的双组分聚氨酯胶，适用期可延长。一般溶剂型双组分胶粘剂如，软塑复合薄膜用双组分聚氨酯胶粘剂，适用期应大于8h(即一个工作日)。
若配好的胶当天用不完，可适当稀释，并上盖封闭，阴凉处存放，第二天上班时检查有无变浊或凝胶现象，若胶液外观无明显变化､流动性好，则仍可使用，一般可分批少量兑人新配的胶中。若已变质，则应弃去。
为了降低粘度，便于操作，使胶液涂布均匀，并有利于控制施胶厚度，可加入有机溶剂进行稀释。聚氨酯胶可用的稀释剂有丙酮､丁酮､甲苯､醋酸乙酯等。
加入催化剂能加快胶的固化速度。固化催化剂一般是有机锡类化合物。 ⑧粘接施工 a.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。
b.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。
c.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。 ⑨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。对于聚氨酯胶粘剂来说，固化过程是使胶中NCO基团反应完全，或使溶剂挥发完全､聚氨酯分子链结晶，使胶粘剂与基材产生足够高的粘接力的过程。 聚氨酯胶粘剂可室温固化，对于反应性聚氨酯胶来说，若室温固化需较长时间，可加催化剂促进固化。为了缩短固化时间，可采用加热的方法。加热不仅有利于胶粘剂本身的固化，还有利于加速胶中的NCO基团与基材表面的活性氢基团相反应。加热还可使胶层软化，以增加对基材表面的浸润，并有利于分子运动，在粘接界面上找到产生分子作用力的“搭档”。 加热对提高粘接力有利。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。
加热过程应以逐步升温为宜。溶剂型聚氨酯胶要注意溶剂的挥发速度。在晾置过程中，大部分溶剂已挥发掉，剩余的溶剂慢慢透过胶粘层向外扩散，若加热过快则溶剂在软化了的胶层中气化鼓泡，在接头中形成气泡，严重的可将大部分未固化､呈流粘态的胶粘剂挤出接头，形成空缺会影响粘接强度。对于双组分无溶剂胶粘剂及单组分湿固化胶粘剂，加热也不能太快，否则NCO基团与胶中或基材表面､空气中的水分加速反应，产生的CO2气体来不及扩散，而胶层粘度增加很快，气泡就留在胶层中。
单组分湿固化聚氨酯胶粘剂主要靠空气中的水分固化，故应维持一定的空气湿度，宜以室温缓慢固化为宜。若空气干燥，可甲平少量水分于涂胶面，以促进固化。若胶被夹于干燥､硬质的被粘物之间，且胶层较厚时，界面及外界的水分不易渗入胶中，则易固化不完全，这种情况下可以在胶中注入极少量水分。
