關鍵詞:膠粘劑(膠水,接著剤、黏結劑、粘接劑),膠接工藝
膠接是通過具有黏附能力的物質,把同種或不同種材料牢固地連接在起的方法。具有黏附能力的物質稱為膠粘劑或黏合劑,被膠接的物體稱為被粘物,膠粘劑和被黏物構成的組件稱為膠接接頭。其主要優點是操作簡單、生產率高;工藝靈活、快速、簡便;接頭可靠、牢固、美觀產品結構和加工工藝簡單;省材、省力、成本低、變形小。容易實現修舊利廢接技術可以有效地應用于不同種類的金屬或非金屬之間的聯接等。膠粘劑的組成與分類
一
膠粘劑的組成
現在使用的膠粘劑均是采用多種組分合成樹脂膠粘劑,單一組分的膠粘劑已不能滿足使用中的要求。合成膠粘劑由主劑和助劑組成,主劑又稱為主料、基料或粘料;助劑有固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯劑、引發劑、增稠劑、防老劑、阻聚劑、穩定劑、絡合劑、乳化劑等,根據要求與用途還可以包括阻燃劑、發泡劑、消泡劑、著色劑和防霉劑等成分。1.主劑主劑是膠粘劑的主要成分,主導膠粘劑粘接性能,同時也是區別膠粘劑類別的重要標志。主劑一般由一種或兩種,甚至三種高聚物構成,要求具有良好的粘附性和潤濕性等。通常用的粘料有:·天然高分子化合物如蛋白質、皮膠、魚膠、松香、桃膠、骨膠等。2)合成高分子化合物①熱固性樹脂,如環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、脲醛樹脂、有機硅樹脂等。②熱塑性樹脂,如聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇及縮醛類樹脂、聚苯乙烯等。③彈性材料,如丁腈膠、氯丁橡膠、聚硫橡膠等。④各種合成樹脂、合成橡膠的混合體或接枝、鑲嵌和共聚體等。2.助劑為了滿足特定的物理化學特性,加入的各種輔助組分稱為助劑,例如:為了使主體粘料形成網型或體型結構,增加膠層內聚強度而加入固化劑(它們與主體粘料反應并產生交聯作用);為了加速固化、降低反應溫度而加入固化促進劑或催化劑;為了提高耐大氣老化、熱老化、電弧老化、臭氧老化等性能而加入防老劑;為了賦予膠粘劑某些特定性質、降低成本而加入填料;為降低膠層剛性、增加韌性而加入增韌劑;為了改善工藝性降低粘度、延長使用壽命加入稀釋劑等。包括:1)固化劑固化劑又稱硬化劑,是促使黏結物質通過化學反應加快固化的組分,它是膠粘劑中最主要的配合材料。它的作用是直接或通過催化劑與主體聚合物進行反應,固化后把固化劑分子引進樹脂中,使原來是熱塑性的線型主體聚合物變成堅韌和堅硬的體形網狀結構。固化劑的種類很多,不同的樹脂、不同要求采用不同的固化劑。膠接的工藝性和其使用性能是由加人的固化劑的性能和數量來決定的。2)增韌劑增韌劑的活性基團直接參與膠粘劑的固化反應,并進入到固化產物最終形成的一個大分子的鏈結構中。沒有加入增韌劑的膠粘劑固化后,其性能較脆,易開裂,實用性差。加入增韌劑的膠接劑,均有較好的抗沖擊強度和抗剝離性。不同的增韌劑還可不同程度地降低其內應力、固化收縮率,提高低溫性能。
常用的增韌劑有聚酰胺樹脂、合成橡膠、縮醛樹脂、聚砜樹脂等。
3)稀釋劑稀釋劑又稱溶劑,主要作用是降低膠粘劑粘度,增加膠粘劑的浸潤能力,改善工藝性能。有的能降低膠粘劑的活性,從而延長使用期。但加入量過多,會降低膠粘劑的膠接強度、耐熱性、耐介質性能。常用的稀釋劑有丙酮、漆料等多種與粘料相容的溶劑。4)填料填料一般在膠黏劑中不發生化學反應,使用填料可以提高膠接接頭的強度、抗沖擊韌性、耐磨性、耐老化性、硬度、最高使用溫度和耐熱性,降低線膨脹系數、固化收縮率和成本等。常用的填料有氧化銅、氧化鎂、銀粉、瓷粉、云母粉、石棉粉、滑石粉等。5)改性劑改性劑是為了改善膠黏劑的某一方面性能,以滿足特殊要求而加入的一些組分,如為增加膠接強度,可加入偶聯劑,還可以加入防腐劑、防霉劑、阻燃劑和穩定劑等。環氧膠粘劑粘接強度增強方法
性能:環氧樹脂膠粘劑系由環氧樹脂加固化劑,填料等配制而成。粘接強度高,硬度大,剛性好,能耐酸,堿,油和有機溶液,固化收縮小,可做為金屬,水泥,陶瓷,玻璃,石料,木材,熱固性塑料等材料的結構膠粘劑和建筑灌封材料。原理分析:配方中,環氧樹脂和聚氯乙烯樹脂為主要膠粘成分;鄰苯二甲酸二辛脂為增塑劑;石英粉和白炭黑為填充改性劑;三氟化硼甘油,三氟化硼苯胺,二縮三乙二醇胺為固化劑;磷酸為酸化劑,并起固化促進作用及增加對金屬的粘合力。雙組分室溫固化的環氧膠粘劑。被粘合的表面上涂以本品后,施加一定壓力。即可讓其在室溫下固化。固化條件為:16.5攝氏度時14-16秒,25攝氏度時7-9秒,30攝氏度時4-6秒。主要用于各種金屬與金屬,金屬與非金屬,以及各種硬塑料制品的粘合,具有很高的粘接強度。
環氧膠粘劑粘接強度增強方法:雖然環氧膠粘劑的粘接強度比較高,但對于一些高強結構粘接仍感不足,還需進一步提高粘接強度,可通過如下一些途徑進行增強。
1采用高性能環氧樹脂一些高性能的環氧樹脂,如AG一80、AFG一90、酚醛環氧樹脂、似盼F環氧樹脂、雙酚S環氧樹脂、液晶環氧樹脂、TDE一85(IJ())、731等,單獨配合或與雙酚A型環氧樹脂共混,都具有很高的粘接強度。液晶環氧樹脂是一種高度分子有序,深度分子交聯的聚合物網絡,可形成自增強結構,力學性能相當優異。少量液晶環楓樹脂與B144環氧樹脂共混,固化物的拉伸強度和沖擊強度明顯拋島。2選用增強性固化劑固化劑對環氧膠粘劑的粘接強度有重要影響,選用能使環氧膠固化后粘接強度高的固化劑,如雙氰胺、間苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、低分子聚酰胺(315、3051)、G一328、端氨基聚醚、105縮胺、甲基六氫苯酐、均苯四酸二酐/苯酐(20/28)、2一乙基一4一甲基咪唑、線性酚醛樹脂等。環氧樹脂預先與CTBN接枝,以多醚胺(聚醚胺)作為內增韌型固化劑,采用雙重增韌體系,使室溫固化環氧膠粘劑的室溫剪切強度達到35MPa。90~剝離強度超過3.5kN/m。3添加增強性填充劑填充劑的加入降低了固化物的熱膨脹系數和固化收縮率,減小了內應力。當超負荷作用出現裂紋時,有填料的膠層還能阻止裂紋擴展,從而提高了粘接強度。例如用于金屬結構粘接的環氧膠粘劑,加入適量的鐵粉可提高剪切強度。增強性的填充劑有硅微粉、白炭黑、硅灰石粉、氧化鋁、超細硅酸鋁、輕質氧化鑲、滑石粉、海泡石粉、凹凸棒土粉、超細煅燒高嶺土、氧化鐵粉、鐵粉、鋁粉、鋅粉、玻璃磷片、不銹鋼鱗片、白云石粉等。4無機晶須增強晶須是在特殊條件下以單晶形式生長而成的直徑極小的纖維,具有高度有序的原子排列結構,因而可接近原子間價鍵的理論強度,用于增強環氧膠粘劑潛力極大。可用的晶須有氧化鋅晶須、硫酸鈣晶須、碳酸鈣晶須、硼酸鋁晶須、鈦基晶須、羥基磷灰石晶須、氫氧化鎂晶須、堿式硫酸鎂晶須、碳化硅晶須等。5纖維增強玻璃纖維、碳纖維、芳香族聚酰胺纖維(Kevlar纖維)、維綸纖維、聚乙烯醇纖維、聚苯硫醚纖維、不銹鋼纖維、玄武巖纖維、奠來石纖維等都可對環氧膠粘劑增強。6硅烷偶聯劑增強加入適當適量的硅烷偶聯劑,如KH一560、KH一550、KH一580、KH一590、KH一792、南大一42、南大一73、A一186、A一1160等,都能有效提高環氧膠粘劑的粘接強度。例如環氧膠粘接鋁,加入KH一550(1%)的剪切強度為11.6.MPa;而無偶聯劑的僅為9.7MPa。7使用膜狀環氧膠膜狀環氧膠簡稱環氧膠膜,制造時多選用相對分子質量高的雙酚A型固體環氧樹脂和多官能環氧樹脂。在粘接時膠膜容易保證膠層的厚度均勻一致,因此粘接強度很高。深圳市向欣電子科技有限公司成立于粵港澳大灣區中心城市---深圳,專注于高端原材料資源整合,根據客戶的使用條件和制程條件,提供BEST Innovation Solution材料應用解決方案為客戶創造最大的價值。BEST(粘接、導電、密封、導熱)材料主要應用于電子消費、3C家電、人工智能和醫療設備等市場領域。隨著5G、半導體、新能源等新產業的發展,通過積極開發滿足新興需求的創新型材料,不斷迎接各個行業客戶的挑戰,持續不斷提供創新型BEST材料服務使客戶在市場需求發生變化時保持靈活性并具有競爭力。創新與技術并行衍生,這股蘊藏強大生命力的浪潮正推動著向欣電子向著世界一流的材料方案提供商邁進。
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原文標題:環氧膠粘劑粘接力增強の方法探討
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