胶粘剂粘接质量的控制课件

1、第七节 胶粘剂粘接质量的控制 高质量的粘接使被粘接结构牢固耐久，要兼顾初始强度和耐久性这两方面，不可只追求最初的高强度而忽视耐久性。粘接质量受多种因素影响，了解这些因素的影响程度，采取必要的措施，消除能预料的隐患，为确保粘接技术高质量的合理应用，提供可靠保证。 影响粘接质量的主要因素为以下几方面：胶粘剂的选择、接头设计、粘接工艺、质量管理等四大因素。它们之间相互联系、又互相制约，无论疏忽哪一环节都会带来隐患、出现弊端，使质量达不到要求。因此要慎重对待、多方关照、认真处理，以保证粘接高质量。 一、胶粘剂的影响 1.主粘料结构的影响 1)主粘料中含有极性基团如：一CONH一、环氧基、一OH、一Cl

2、、一NHCOO一、一COOC一等，由它们配制的胶粘剂，内聚强度高，对提高粘接强度是非常有利的。只是含有酯键(一COOC一)、酰胺键(一CONH)、氨酯键(-NHCOO-)的胶粘剂耐水性能较差，注意不能长期在潮湿环境下使用。 2)含有苯环和支链的粘料，因柔顺性差、空间位阻大，影响分子的扩散，因而可导致粘合力降低。 3)结晶度大的粘料内聚力也大，但粘合力较差。2.粘料相对分子质量的影响 一般情况下，粘料的相对分子质量低、粘度小、流动性大、易于湿润，则粘合力大，但是因为内聚力小，粘接强度低。相对分子质量很大的，内聚力更大，但粘合力更差，粘接强度也不高。因此，只有中等相对分子质量的粘料所配制的胶粘剂才

3、是最合适的。将不同相对分子质量的同类树脂混合使用，可得到中等相对分子质量的粘料。如将E一51环氧树脂与E一44环氧树脂按2：8或6：4或5：5比例混合使用，则因互相取长补短而能获得较高的粘接强度。 3.增塑剂的影响 加入增塑剂可以提高粘料分子的扩散能力，增加粘合力，因此对粘接有利。但是增塑剂用量过大，则降低内聚强度，同时因低分子物过多，也降低粘合力，而导致粘接强度下降。所以增塑剂加入量要适当为宜。对于非活性增塑剂，要注意与主树脂相容性要好，不然离析后会逐渐扩散到粘接界面，引起脱胶。4.填料的影响 在胶粘剂中加入适量的填料，可以改进粘接性能。如降低收缩率、减小热膨胀系数、提高耐热性能等。在一定用

4、量范围内剪切强度随填料的增加而提高，但剥离强度是下降。如果加入活性填料(如经偶联剂处理的硅微粉)粘接效果会更明显。5.溶剂的影响 溶剂型胶粘剂，在选择溶剂时它必须与主粘料有很好的溶解性，否则离析、分层、结块、甚至凝胶却不能很好的湿润被粘物表面，而严重影响粘接效果。对于混合溶剂，一定要配合好各组分的溶解能力，应使良溶剂的挥发速度低于不良溶剂的挥发速度，否则良溶剂首先挥发而发生相分离，会出现胶浆凝固，对被粘接表面不湿润，自身聚集，形成不了粘合力，无法粘接。6.配胶的影响 对含有相容性不好的树脂或质重的填料，储存时易分层或沉降，在使用前需要混合搅拌均匀，否则会影响粘接质量。双组分或多组分的胶粘剂在配

5、制时，各组分一定要按比例准确称量，混合均匀，否则固化剂少了，会固化不完全；固化剂多了，反应剧烈胶粘剂变脆韧性差。这些都能使胶粘剂的强度大为降低。二、粘接工艺的影响 1. 脱脂的影晌 应注意不同被粘表面脱脂所要选用的溶剂是不同的。要选用合适的溶剂，并且用量要控制适量，另外溶剂本身应是清洁、无污染、无杂质，必要时可选用试剂级的。因为好多工业级溶剂中含有水份或油脂，用它们清洗是不利于保证粘接质量的，如乙醇、汽油等。 2.表面粗糙程度的影响 被粘物表面一般适当粗化能够增大粘接面积，可以提高粘接强度。因此在粘接之前表面要进行打磨或喷砂。但要说明的是表面不是越粗糙越好，要有个适度。如果表面凸凹过甚，造成界

6、面接触不良，胶粘剂不易湿润、渗透，造成缺胶，包裹空气形成缺陷使粘接强度下降，尤其是流动性差的胶粘剂更严重，还有粗糙度还和胶粘剂的流动性有关。流动性好的胶粘剂，表面可以稍粗糙些。3.被粘物表面的温度 适当的提高被粘物表面的温度，对提高涂胶后的流动性、湿润性和渗透性都是有益的。如用环氧树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂粘接时，被粘物表面可预热到3040，特别是在低温的室外这种预热尤为必要。但是对于含有挥发性溶剂的胶粘剂，被粘物表面温度不宜超过25，因为温度高了，涂胶后溶剂急速挥发，防碍了对被粘表面的湿润，而破坏了粘接的基本条件，造成粘接困难。4.胶层厚度的影响 胶层厚度对粘接质量有明显的影响。并不是胶层越

7、厚，粘接强度越高，而大多数胶粘剂的粘接强度是随着厚度的增加反而降低。因为胶层薄，变形所需的应力大，不易产生流动和蠕变，界面上内应力也小，产生气孔和缺陷的几率较小。当然胶层过薄，容易缺胶，使胶层不连续，也使强度和刚度降低。因此在保证不缺胶的前提下，胶层厚度尽量薄些为好，这样可以得到最大的粘接强度和刚度。5.固化温度的影响 固化温度对粘接强度影响很大，一些胶种的粘接强度随着固化温度的提高而增高。例如用JW一1胶粘接铝合金，室温固化24h的剪切强度为16.4MPa；在60固化2h为20.3MPa；80固化2h为21.2MPa。固化温度提高，不仅粘接强度增大，而且固化时间缩短了。固化温度高有益于提高粘

8、接强度，但也要防止温度过高，以免出现过固化，胶层变脆，使强度大幅度降低。加热时升温速度也影响粘接强度，需要控制不能过快。6.固化压力的影响 固化时增加一定的压力，能保证胶粘剂与被粘表面紧密接触，有利于胶粘剂扩散、渗透、排除气体，使胶层均匀致密。因此在一定范围内粘接强度随压力提高而增大，例如J一08胶粘接不锈钢，160固化3h，当压力为0.1MPa时剪切强度是12.3MPa；压力为0.19MPa时剪切强度是16.7MPa；压力为0.29MPa时剪切强度是17.9MPa；但当压力升为0.49MPa时剪切强度是降回到16.9MPa，可见当压力增大到一定值之后剪切强度开始降低，这是因为压力过大，胶液被

9、挤出过多造成缺胶所致。7.固化时间的影响 任何固化过程都需要一定的时间，如果固化时间不够，固化不完全，粘接强度必然低。一般在一定时间内，胶粘剂随固化时间的延长粘接强度提高，但固化过程有一极限值，超过则粘接强度下降。8.后固化的影响 后固化对于提高粘接质量有很重要的作用：可以减小内应力，增大粘接强度和耐久性。进行后固化虽然有些麻烦，但还是很有益处的。三、接头设计的影响 接头设计是否合理，直接影响着粘接质量。所采用的接头，应尽量避免剥离、弯曲、冲击，不要使应力集中于被粘接表面的末端或边缘。因为粘接接头应力分布不均匀程度越大，所能承受的载荷就越小，粘接强度也就越低。不要采用简单的对接，一定要(实属必

10、须)设法加固与补强。常用的接头形式为搭接、斜接、机械与粘接混合连接，这些方法有利于提高粘接。 四、质量管理的影响 要保证粘接质量，必须进行科学管理。粘接质量的管理包括胶粘剂、操作人员、工作环境、工艺条件等方面。41胶粘剂胶粘剂储存要有一定的温度要求，如乳液胶在冷库中储存会被冻结破坏组成，如果处理不当用于粘接，则难以保证质量。发现胶粘剂有异常现象，如粘度、颜色等发生变化，一定要通过质量分析确定能否再用。配胶时要考虑计算用量，以免造成浪费。超过适用期的胶粘剂最好不用，避免带来粘接隐患。42操作人员操作人员一定要经过培训对粘接技术必须有一定的常识。操作人员一定要有科学的态度，按照工艺要求执行，要具有

11、严格认真、一丝不苟的素质。51胶粘剂的控制 胶粘剂购进后应对包装进行检查，并对主要的理化性能进行复查，确认合格后才能使用。储存时应以原包装密封储存，防止受潮，另外温度、湿度、光线照射、搁置状态、时间等要符合要求。从低温或冷藏室中取出的胶粘剂应在与环境温度平衡后再开封使用，避免吸潮。超过储存期的胶粘剂一般不能使用。五、质量控制的内容 52粘接工艺的控制 所有被粘零件(机械)在涂胶前需进行预装配，检查配合是否适中。表面处理好的被粘表面在涂胶前要保持清洁、干燥，如果是零部件最好带卫生手套拿、取。双组分胶粘剂配制后应在适用期前用完。涂底胶时应控制胶层厚度，以免影响粘接强度。还要严格控制固化温度、压力、

12、时间，尤其是控制升温速度、最高温度、冷却速度(特性)。53操作环境的控制 环境的温度、湿度、尘土(灰尘)等都会影响粘接效果，所以对粘接操作环境有严格要求，如环境温度最好保持在1830，相对湿度湿度在3050，保持空气清洁无尘，并且现场不准有产生烟雾、粉尘和水蒸气的操作。54设备仪器的控制 加温、加压设备要可靠、适用，测试仪表应有足够的准确性，所用工具要清洁、干燥。 55粘接部件的控制 对已粘接修复好的部件，应目视检查外观质量，应无错位、凹坑、裂纹或鼓包等，最后要进行力学性能检测。 六、粘接的质量缺陷与处理缺陷表现 可能原因 解决原因虽已进行固化 但胶层 发粘 温度太低未完全固化固化剂用之不当：

13、变质或不匹配 配胶时混合不均匀 固化时间不够 溶剂型胶粘剂晾胶时间短、粘合太早 增塑剂析出表面 提高固化温度 换用合适、适量、质好的固化剂 配胶时混合均匀 延长固化时间 延长晾置时间，选择最佳粘合时间 选择相容性好的增塑剂 固化后胶层粗糙 胶粘剂变质用了超过适用期的胶粘剂各组分相容性不好涂胶温度过低填料颗粒太大或量太多环境湿度过大 改用好的胶粘剂 不用超过适用期的胶粘剂选择相容性好的组分被粘物表面预热填料粒度变细或减少填料用量通风干燥环境胶层太脆 增塑剂漏加或量少固化剂用量过大固化温度高，过固化固化速度太快填料过多或不匹配 加入适量增塑剂固化剂用量适当严格控制固化温度降低升温速度填料减少或选择匹配好的胶层太脆 增塑剂漏加或量少固化剂用量过大固化温度高，过固化固化速度太快填料过多或不匹配 加入适量增塑剂固化剂用量适当严格控制固化温度降低升温速度填料减少或选择匹配好的胶层疏松 一次涂胶胶层太厚被粘物表面有水分或填料未干