其它材料的表面处理

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料粘接技术手册》第149页(2174字)

如前所述,被粘接材料表面的状况对粘接强度的影响很大,可说是粘接成功与失败的关键之一,为了保证粘接强度有必要对被粘接材料的表面进行处理。表面处理是整个粘接过程中的重要工序。一般被粘接面的处理方法有下述几种。

(1)溶剂、碱液、超声波脱脂法

溶剂脱脂是用无油的棉花、布或纸浸沾溶剂后,直接擦洗被粘物表面,直到清洗干净为止。或者将被粘接材料浸泡在溶剂中。也可用蒸汽脱脂的方法。这种方法简单易行,但效果不如机械处理和化学处理。另外应注意切不可将用过的棉纱与溶剂瓶口直接接触,以防棉布上溶解的油污转移到瓶子里。如果擦过的表面上出现条纹时,应更换擦布。

碱液脱脂法适用于由动植物油所污染的被粘接体的表面,对矿物油则效果很差,常用的碱性清洁剂可由以下几种成分组成。例如:清洗碳钢时可用;30~55%偏磷酸钠(Na4P2O7),10~50%的氢氧化钠,10~60%的碳酸钠和2~10%润湿剂(如肥皂、合成洗涤剂)等。

超声波脱脂法,其原理是由高频发生器与换能器结合而将电振动能转变为机械振动能,使用时在干净的液体中放入换能器,又在它的旁边放入被处理的部件,这些部件应悬挂在液体中,切勿与桶底接触。当超声波的频率为20~510Hz时,就有足够的能量对流体进行翻动,同时表面相的界面上产生很大的机械冲刷力量,将杂质从壁上撕掉或冲击出来。此法的典型处理次序为:清洁剂溶液→水洗→醇洗→烘干。

(2)机械处理

机械处理的方法有两种,一是用机械或手工打磨(包括用砂布、砂纸、钢丝刷等),二是采用机械压缩空气喷砂。喷砂法是比较广泛使用的一种快速方便的方法。对于清除表面的锈斑、鳞片、脱模剂等污物是很有效的。一般将表面先用溶剂去除油污再喷砂,避免油污转移,这样处理的表面特别干净,使得粘接强度均匀、稳定。

喷砂法又分为:干法和湿法两种。

喷砂有其局限性,对薄膜材料、软质多孔材料、厚度为1.2mm以下的板材、形状复杂的部件、电镀后的零件、精密零件以及大型零件都不适宜。另外对易锈蚀的零件不宜采用喷湿砂,喷砂适用于中等或稍小的和较粗糙的被粘接件的处理。

(3)化学腐蚀法

将被粘接件在室温或更高温度下浸入碱液、酸液以及某些无机盐溶液中,除去其表面层疏松氧化物和其它污物的方法称之为化学腐蚀法。它具有高效、经济、质量稳定和适用于大面积处理的特点,不少被粘接材料经过机械方法处理后还要进行化学腐蚀法处理。它不仅能粗化、清洁表面,还可使被粘表面产生一种耐化学反应的表面层。对不易氧化的金属的聚四氟乙烯等非极性材料处理后,表面“活化”;对某些较活泼的金属处理后表面“钝化”,从而提高粘接件使用的耐久性和粘接强度。

化学腐蚀法不足之处是它所用的材料多有一定程度的腐蚀性,也可能产生有害气体,必须注意通风和劳动保护。

(4)涂底胶法

涂底胶法是在已经处理好的表面上,先涂一层很薄的底胶。因被粘接材料不同,所用胶粘剂各异,所涂的底胶也不同。涂底胶的目的有以下几种:

①使金属表面保持清洁,防止受腐蚀或污染,延长处理好表面的存放时间。

②改善粘接性能,例如使用环氧胶粘剂较脆,剥离强度很低,故采用弹性胶(如丁腈橡胶、氯丁橡胶等),与环氧胶粘剂配合以改善其性能。

③用粘性底胶、固定胶膜或工件。

④防止腐蚀。

⑤在被粘接材料表面涂一层偶联剂,能使胶粘剂和被粘接材料之间形成化学键,因而使粘接强度和对环境作用的抵抗能力大大提高。

(5)放电法

这类方法有两种,一种为“电晕放电法”,即将被处理的材料放在两平板电极间,在空气(或氮气、氦气等)环境中通过以高电压,使气体放电而碰撞要处理的表面,时间约一秒至数分钟,从而提高材料的临界表面张力,达到改善粘接性能的目的。

二是为“等离子体法”,其原理系用无电极的高频连续不断地提供能量,而使气体分子(常用氦、氩、氖气体)部分激化成带有正离子和电子的电离气体(等离子体),并碰撞要处理的表面。大量实践证明,用这种方法处理高分子材料,例如:聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等难粘材料,能使其粘接强度大大提高。

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