影响胶粘剂胶接性能的因素分析

    陈娟

    【摘 ?要】论文详细地阐述了当前市面上较为常见的胶粘剂类型，并分析了影响胶粘剂胶接性能的主要因素。通过相关研究得知，随着胶层厚度的增加，胶接性能大多是先增强再减小。想要提高胶粘剂的胶接性能就需要通过加强真空度来提高胶接性能，但当粘胶剂中的真空达到极限时，胶粘剂的胶接性能也会相应地减小，除此之外，可以通过袋压法以及夹持距离等方式来达到对胶接性能的提高或者减小需要。

    【Abstract】This paper describes in detail the common types of adhesives in the market， analyzes the main factors affecting the bonding performance of adhesives. According to the related research， with the increase of the adhesive layer thickness， the bonding performance is enhanced first and then decreased. In order to improve the bonding performance of adhesive， it is necessary to enhance the vacuum degree to improve the bonding performance. However， when the vacuum in the adhesive reaches the limit， the bonding performance of the adhesive will be reduced accordingly. In addition， the improvement or reduction of the bonding performance can be achieved through bag pressing method and clamping distance.

    【关键词】胶粘剂;胶接性能;因素;类型

    【Keywords】adhesive; bonding performance; factor; type

    【中图分类号】TQ430.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章编号】1673-1069（2021）07-0159-02

    1 我国主要胶粘剂类型

    1.1 PU胶

    PU胶是我国目前应用比较广泛的胶粘剂之一。PU胶主要应用于鞋子制作、产品包装、建筑行业以及交通运输行业等。PU胶是我国胶粘剂类型中发展最迅速的，我国国内大概有300多家公司专门用于生产PU胶，其中比较著名的PU胶公司有高盟新材、天山新材以及回天新材等。目前对于PU胶的相关研究仍然有待发展，虽然低端的PU胶已经能够满足国内市场的需求，但对于比较高端的产品和原材料仍然依赖于进口。随着经济全球化的发展，水性化和高性能化已经成为未来PU胶发展的必然趋势。

    PU胶的主要成分是水性聚氨酯，因此，胶粘剂具有粘度小、固化速度过慢以及耐水和耐热性差等缺点。在PU胶未来的发展中，仍然需要不断的优化和改进来提高其性能，从而达到扩宽其应用领域的目的。目前，PU胶的主要的改性方式有交联改性、共混改性、共聚改性以及助剂改性等。其中共聚改性主要是以有机硅和含氟化合物为主要改性材料，作为研究和提高PU胶活跃的依据。

    1.2 EP胶

    EP胶粘剂相较于PU胶粘剂而言主要应用于建筑、汽车、设备、仪器仪表和太阳能等行业。我国EP胶粘剂的发展在2015年得到快速的提高，但大多数的EP胶粘剂只能应用在建筑行业和土木工程中，对于电子电气和汽车行业的应用仍然需要進口，相较于PU胶的发展趋势而言，EP胶则更倾向于向环保性、高性能化方向发展。

    EP胶的主要原料是环氧聚氨酯和环氧丙烯酸酯等胶粘剂，能够在一定程度上提高EP胶的韧性和灵活性，特别是有效地扩大了粘结基材的范围，使得EP胶在原有的程度上得到了有效的技术改性，同时也具备了比较好的热老化性能和韧性。

    1.3 辐射固化胶

    辐射固化胶主要是应用于电子产品以及玻璃等行业中，就发展水平和发展速度而言，辐射固化胶的发展较为缓慢，大多数的辐射固化胶都应用于电子电气领域和水晶玻璃行业。目前我国生产辐射固化胶的主要企业有康达新材以及天山新材，但这些企业虽然在中低端辐射固化胶的研究和生产方面都有不俗的表现，但对于辐射固化胶在高端领域的应用研究仍然有所欠缺，因此，大部分高端辐射固化胶仍然依赖于进口，因此在未来的发展和研究中，对于辐射固化胶的研究需要以改进技术和开发高性能产品为主要趋势，促进辐射固化胶的发展。

    在对辐射固化胶的技术改进方面，可以通过提高紫外线技术来实现降低辐射固化胶对空气或者湿气的敏感性的方式，或者可以通过减小土层厚度，提高固化胶的附着力以及内聚力等，从而提高辐射固化胶的利用率，拓宽辐射固化胶的应用范围。

    1.4 氰基丙烯酸酯胶粘剂

    氰基丙烯酸酯胶粘剂的应用范围主要是消费品、汽车以及木制品和医疗行业。相较于其他胶粘剂而言，氰基丙烯酸酯胶粘剂在我国增长速度较快，大多应用于工业消费中;氰基丙烯酸酯胶粘剂在医疗行业中的应用大多依赖于进口，因此，氰基丙烯酸酯胶粘剂的主要发展趋势是高性能化，而对于氰基丙烯酸酯胶粘剂粘度低，固化速度过慢以及强度低等问题仍然需要进一步的改善。

    1.5 改性丙烯酸酯胶粘剂

    改性丙烯酸酯胶粘剂主要应用于汽车、航空、建筑以及电子行业中，也可以说改性丙烯酸酯胶粘剂大多应用于高端生产过程中，但由于我国改性丙烯酸酯胶粘剂的产量较少，其中恒大新材为主要的生产企业，因此，我国对于改性丙烯酸酯胶粘剂的需要仍然不能被满足。除此之外，改性丙烯酸酯胶粘剂的发展趋势是以高性能化为主，相较于第一代改性丙烯酸酯胶粘剂而言，第二代的改性丙烯酸酯胶粘剂存在耐热性较差、易燃和有毒等问题，因此需要在未来的发展中不断优化和改进，通过尝试添加其他原材料来提高该材料的相对稳定性。

    基于此，我们可以通过加入镍或者钴等材料来提高改性丙烯酸酯胶粘剂的稳定性，除此之外，还可以采用高沸点的丙烯酸酯来做原材料，提高改性丙烯酸酯胶粘剂的耐热性。

    2 影响胶粘剂胶接性能的因素

    2.1 不同胶层厚度对胶接性能的影响

    糊状胶在胶接过程中，对于胶层厚度的把握是非常关键的。一方面，过薄的胶层可能会造成胶接过程中局部缺胶，影响整个胶接的过程;另一方面，过厚的胶层又很容易造成胶层的脱粘和气孔过多等问题。因此需要在胶接过程中，对不同厚度胶层的试样拉伸剪切强度测试可以得知表征胶层厚度对胶接性能是会产生一定的影响。在胶接过程中，如果胶层厚度降低，则胶粘剂的应力集中会逐渐增大，导致胶接性能的降低，同时过薄的胶层也会导致胶层的应力过于集中，胶接性能减小。而过厚的胶层则会使胶接过程中气孔不断增加，降低胶接性能。

    2.2 袋压法对胶接性能的影响

    袋压法主要是不断提高胶接过程中的真空度，而随着真空度的不断增加，拉伸剪切的强度也会呈现出先增加后减少的特点，这真空度的标准是0.03MPa，当真空度大于这一数值时，拉伸剪切的强度就会随之减少。在胶接过程中，胶粘剂分子通过布朗运动的形式，向胶的表面不断扩散，使得二者之间的极性基团不断靠近，而在这一过程中，我们需要不断向粘接表面施压，使胶粘剂更容易填满交接过程中所出现的坑洞，从而达到增强交接强度的目的。除此之外，由于胶粘剂在固化之前已经具备了一定的黏性，随着压力的不断增加，会使得更多的胶粘剂流出胶接范围，应力不够集中，不仅会导致胶接性能的降低，同时还可能会出现缺胶的情况，从而引起层板的滑移。

    2.3 夹尺距离对胶接性能的影响

    夹尺距离和袋压法具有一定的相似点，即在达到一定的数值后，胶接性能就会产生相应的变化，相较于袋压法而言，夹尺距离的标准在300mm，超过300mm以后，胶接性能有显著的提高，而如果夹尺距离小于150mm，胶接性能就会降低。因此我们在对夹尺距离的夹持处进行试压和加压时，就需要胶层板有一定的刚度，从而帮助压力进行一段距离的传递，从而达到提高胶接性能的作用，同样当夹尺距离减少到一定程度时，胶接区域也随之减少，那么夹尺距离能够起到的作用也会减小。

    3 结论

    目前，我们常见的复合材料有胶接、铆接、螺接等较为简单的连接工艺，但由于对多重结构的胶接要求不断提高，导致很多胶接方式并不可取，因此，胶粘剂作为一种新的胶接方式，能够明显地提高胶接效率，也能够满足复合材料结构胶接表面光滑的需要，因此，無论是在应用方式上还是在应用范围上都有显著的提高。本文详细地阐述了我国当前主要的胶粘剂类型，并对影响胶粘剂胶接性能的因素也进行了分析，以期能够更好地促进我国胶粘剂的发展。

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