胶黏剂失效三大原因总结
一、胶黏剂耐老化性能与所处环境对使用寿命有影响
老化原因:热、光、氧、介质、污染物易引起聚合物分子链破坏,氧化和水解是两类主要断裂化学键的化学反应。一般来说,热、光、氧主要使老化加剧,对于水、化学介质、温度、盐雾、应力可引起粘结界面强度降低
老化的外观表现:变色、龟裂、起皱、膨胀、分层、溶胀、开裂、发粘、硬脆等
老化力学性能的变化:粘结强度降低、柔韧性变差、伸长率降低
环境应力对胶黏剂的影响:
应力的存在会降低使用寿命。外应力和内应力的存在会使界面粘结强度降低,尤其在高温情况或动态应力情况下,易使胶黏剂发生内聚力破坏或界面破坏,再或混合破坏,从而导致胶黏剂失效。
二、基材不同,胶黏剂使用寿命不同;
一般情况,金属、玻璃(极性大、亲水性强)基材相比于塑料、橡胶(非极性、疏水性材料)类基材,胶黏剂使用寿命更低。
主要原因:极性表面易吸附极性物质,漆膜中含有较细的毛细管,水分子很小、具有强极性与的渗透、扩散性能,水可在毛细管作用下进入粘接界面,水的长期作用可使胶黏剂水解或胶层膨胀变形,使粘结强度下降。
三、固化工艺对胶黏剂使用寿命有影响
胶黏剂通过控制固化温度和固化时间,可提高固化度,从而提高交联程度,可一定程度提高粘结强度、耐辐射性能;另一方面在高温情况下,胶黏剂可能与界面形成化学键,使粘结界面更为牢固。因此,提高固化度和一定程度的高温可提高胶黏剂使用寿命,但同时要注意温度也可引起老化,所以对温度的设置以及固化时间的控制需由试验具体数据总结得出。
胶粘石粘结胶样品使用说明
一、LD-311A/B透明胶粘石结构胶
1、操作
a、样品数量300g,使用配比A:B=2:1,使用前应按配比将A、B两种组分充分混合均匀
b、胶石比为1:40-55,即1公斤的胶可粘接40-55公斤的石子
c、按胶石比称取相应重量的石子,将混合好胶液倒在石子之上,充分拌合,令每一颗石子都裹上胶液
d、室温(25℃)固化时间为8小时,混合胶液(100g)的课使用时间为20分钟
2、储存
两种组分为使用时不可混合,以免污染。分别置于阴凉通风的环境下密封储存即可
样品数量300g,可粘接12-17公斤的石子
二、LD-311-1A/B半透明胶粘石结构胶
1、操作
a、样品数量300g,使用配比A:B=4:1,使用前应按配比将A、B两种组分充分混合均匀
b、胶石比为1:25-35,即1公斤的胶可粘接25-35公斤的石子
c、按胶石比称取相应重量的石子,将混合好胶液倒在石子之上,充分拌合,令每一颗石子都裹上胶液
d、室温(25℃)固化时间为8小时,混合胶液(100g)的课使用时间为20分钟
2、储存
两种组分为使用时不可混合,以免污染。分别置于阴凉通风的环境下密封储存即可
样品数量300g,可粘接7-11公斤的石子
胶黏剂的选用原则
1、根据性价比选择胶黏剂
A功能原则
在不同的应用领域,其对胶黏剂的性能以及工艺上的要求是不同的,应根据被粘材料特点和粘接工艺的要求,选取一项或几项作为考虑的重点。
B经济适用原则
应用于风挡玻璃、汽车车身与骨架,地板与骨架等地方的胶黏剂,其基本要求是粘接/密封,如聚氨酯、硅胶以及车身焊缝胶等都有类似作用,故在选择胶黏剂时,在满足其基本性能的基础上还要考虑其经济性。
C可靠性、安全性原则
由于很多材料粘接后不是处于静止状态,在进行胶黏剂选择时还应考虑产品在不同使用工况(使用条件与环境),长期使用(寿命周期)下的可靠性与安全性。
D其他要求——防火、环保
轻量化是很多行业的发展趋势,以及化工新材料的应用,车辆、建筑等行业上非金属材料越来越多,就单台汽车来说,单台用胶量可达几公斤到几十公斤,一旦失火,非常*燃烧,所以阻燃型粘接/密材料将成为发展的必然趋势之一;而且粘接/密封材料中往往含有一定量的溶剂,在胶黏剂施工过程中及被粘材料使用期内均会自由挥发,轻者在施工现场*导致人员不适,重者可能对人体产生危害,所以无溶剂、低析出、无污染的环保型粘接/密封材料亦在胶黏剂选择中也越来越重要。
2、根据被粘材料的化学性质选择胶黏剂
选择目标是扩展接头上的粘接程度,使接头在受试时粘接是内聚破坏而不要在胶粘剂/被粘体界面上发生接头破坏,只有这样才有可能达到粘接剂的强度。
不同界面粘结机理
木材:依靠机械镶嵌作用和分子间作用力发生粘接
纸张:**纤维素的羟基,与涂层的表面羟基、羟甲基、环氧基等发生化学反应,形成化学键,从而完成粘合
织物:纤维复合材料的粘结作用分为(1)表面极性(2)表面反应性
金属:金属表面成分较复杂,与PU胶之间形成的各种化学键或次价键
玻璃:玻璃的表面组成与其本体组成差异大,粘结时要根据具体情况分析,采取不同的表面处理方法
塑料:塑料表面的极性基团能与胶黏剂中的聚氨酯、酯键、醚键等基团形成氢键,具有一定的粘结强度
A. 被粘材料的分子结构选择(基团的类型)
B.被粘材料的极性选择
极性的大小有分子结构的正负电荷中心重合程度决定的。
强极性材料:金属、陶瓷、云母和含有极性基团(-OH、-NH2 、-COOH、-CN、-CO-NH2 、-SH)的聚合物选择极性胶黏剂
极性材料使用胶黏剂:酚醛 -胶、酚醛-缩醛胶、环氧胶、丙烯酸聚酯、无机胶、聚氨酯胶、聚酰亚胺胶、不饱和聚酯胶、氯丁-酚醛胶、脲醛树脂胶、聚乙烯醇胶、聚醋酸乙烯乳胶、
非极性材料:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、硅树脂、硅橡胶、和含氟聚合物
非极性材料使用胶黏剂:聚异胶、EVA热熔胶、聚氨酯胶、丙烯酸聚酯胶、**硅胶、硅橡胶
弱极性材料:**玻璃、聚碳酸酯、氯化聚醚、聚氯乙烯、 ABS、天然橡胶、丁苯橡胶
弱极性材料的使用的胶黏剂:聚氨酯胶、丙烯酸聚酯胶、氯丁胶
C、综合考虑被粘物的种类和性质选择胶黏剂
对被粘物了解的越透彻、选用的胶黏剂会越合适、粘结的效果会越好。
D、根据被粘材料的结晶性选择胶黏剂(被粘结物多属于结晶材料)
在粘结强度要求不高时,结晶聚合物可选用非极性或弱极性材料的胶黏剂对粘结强度要求高的时候,被粘材料经适当的表面处理后,可选择极性胶黏剂
3、根据被粘材料的物理性能选择胶黏剂
A、粘结组合件
粘接组合件的整个加工过程或多或少对胶粘剂的选择有影响。粘接前的加工在被粘面所造成的表面直接关系到粘接效果,如果不能改变它,那就要选择与这种表面相匹配的胶粘剂。在粘接完成以后,整个被粘接件的加工方法(切削、冲压、加温、冷冻、浸渍等等)在选择胶粘剂时也都要考虑到。整个粘接件如果是生产流水线上的一个单元,为了与其他单元同步,所采用的胶粘剂操作性能必须与生产线的速度相适应。同时胶粘剂的形态(液体、膏状、膜状或固体)与粘接件的加工手段(手工或机械)也要相匹配。
B、被粘材料的强度
低强度材料,如织物、毛毡或某些类似木材的材料,可能比胶粘剂还要脆弱,因此接头破坏发生在材料内部。对这类应用,所选的胶粘剂允许粘接件在其材料经受得住的任何物理条件下使用,而且无粘接破坏的危险。此时使用高强度胶粘剂将使粘接材料**规格或者高价化了。
C、被粘材料的厚度
被粘体的厚度与强度同样重要,特别是在那些胶粘剂的弹性系数与接头设计相关的地方。柔性材料,如橡胶、薄金属片、塑料膜等,它们在使用中易于弯曲,不要用硬而碎的胶粘剂来粘接,因为这类胶粘剂可能破裂而导致粘接强度降低。被粘体的可曲挠性或热膨胀性的差异可使在胶层内产生内应力。这样的应力可能在接应承载任何外加负荷前就已导致接应过早地破坏了。这样的接应在零下温度使用特别危险。在一定程度上,应力可用接应设计减到小,但已固化的胶层仍存在应力。相同材料之间是客观存在小应力的地方。通过调节胶粘剂组成和挑选胶粘剂,可以指望一种胶粘剂,其流变性、热膨胀性和化学稳定性都与被粘材料类似。在化学介质(气体、液体)中接头材料之一膨胀,将导致应力接近到胶粘剂与被粘体界面上。
D、根据被粘材料的表面张力选择胶黏剂
胶黏剂的临界表面张力应小于被粘材料的临界表面张力(浸润性决定作用)
E、根据被粘材料的溶解度参数选择胶黏剂
二者的溶解度参数差不应大于 0.5
F、 根据被粘材料的脆性和刚性选择胶黏剂
质地硬脆的材料:选用强度高、硬度大且不易变形的热固性胶黏剂。
环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯等胶黏剂。
坚韧、强度高的刚性材料:选用强度高、冲击强度好切剥离强度也好的胶黏剂。
热固性树脂和橡胶复合型胶黏剂(酚醛-胶、酚醛-缩醛胶、环氧-胶)
G、 根据被粘材料的弹性和韧性选择胶黏剂
弹性形变大的材料:选用有相应的弹性和韧性的胶。如氯丁橡胶、聚氨酯胶、氯丁-酚醛胶
质地柔软的材料:选用韧性优良的胶黏剂(氯丁橡胶、聚氨酯、聚乙烯醇缩醛、聚醋酸乙烯等胶黏剂)
4、根据胶黏剂的效能选择胶黏剂
胶黏剂的性能指标:状态、粘度、适用期、固化条件、使用温度、粘结工艺、粘结强度、使用温度、收缩率、膨胀系数、耐腐蚀性、耐水性、耐油性、耐介质(水、酸、碱、油、溶剂)、耐老化性能等
5、根据接头的功能要求选择胶黏剂
接头的功能:机械强度(拉伸、剪切、剥离强度等)
耐热性能:200℃以下
耐油特性、耐水特性、光学特性
6、根据许可的固化条件选择胶黏剂
固化过程的温度、压力、时间是影响粘结强度及其他性能的三个主要因素。
7、其他因素
A:粘接的目的与用途
胶黏剂具有连接、密封、固定、定位、修补、填充、堵漏、嵌缝、防腐、灌注、罩光以及满足某种特殊要求等多种功效。
B:粘接件受力的情况
外力:拉伸、剪切、撕裂、剥离四种力,力的大小、方向、频率、时间。
C:粘接件的使用环境
温度、湿度、介质、真空度、辐射计户外老化
D:工艺的可能性
粘接工艺:室温固化、加热固化、加压固化、加热加压固化、固化时间的长短
E:考虑是否经济和来源难易
LD---115改性环氧砂浆性能稳定、它的耐腐耐候性很好,固化后具有高粘接力、高抗压强度且不受结构形状限制,使用LD—115具有混凝土补强、加固抗裂的作用,还具有抗渗 、抗冻、耐盐、耐碱、耐弱酸腐蚀的性能,并与多种材料的粘接力很强。