水性聚氨酯树脂粘接材料表面处理全攻略:从金属到木材的必备技巧

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水性聚氨酯胶黏剂连接材料的表层预处理是连接工艺中极为关键的步骤,对连接接头的坚固度和寿命有着不可忽视的影响。众多高分子材料表面由于能量低,常难以被润湿和粘合,展现出不相容性和化学惰性。金属、金属氧化物及无机物质则面临表面不平整、结晶构造、氧化及污染等问题;木材则可能因生物学结构、化学成分差异、生长环境、加工手段及储存条件等因素,导致粘合效果不佳。了解待粘合物体的表面特性并采取恰当的预处理手段,已成为决定胶黏连接成功与否的核心要素之一。表层预处理的主要目的涵盖:清除影响粘合的杂质和疏松层、提升表面能量、增大表面积。
表层预处理的方式涵盖了力学、物理、溶剂及化学等多种手段。力学手段如喷砂、喷丸、钢丝刷或砂纸打磨,主要用于增强材料表面的粗糙程度;物理手段则包括火焰加热、低温等离子处理、电晕处理等;溶剂处理涉及溶剂去脂、溶剂蚀刻等;化学手段则通过化学反应或氧化剂处理来实现。这些手段主要通过提升待粘合物体的表面能量、清除污染等,进而提升粘合强度。
金属表面容易氧化,形成厚薄不一的氧化层,并可能受到油污及其他杂质的污染。对于较轻的油污和薄氧化层,可采用溶剂清洗、化学处理或机械处理,或直接采用化学处理。对于氧化严重的金属表面,则需先进行机械处理,再考虑溶剂清洗和化学处理。
塑料的表面能量普遍低于玻璃、陶瓷、金属等亲水性材料,且表面易附着脱模剂或析出增塑剂,不易被粘合剂浸润,从而影响粘合强度。因此,通常需要对塑料进行预处理。鉴于塑料种类繁多,性能各异,预处理方法也各不相同。例如,聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚氯乙烯、过氯乙烯等可先经丙酮和丁酮去脂,再进行氧化焰处理。具体步骤为:先用砂布粗化,置于氧化焰上灼烧3~5秒,重复三次;再用30%氢氧化钠溶液在65~70下浸渍3~5分钟,冷水冲洗后,用溶液活化。
橡胶材料表面通常较为光滑,需通过机械或化学处理增加其粗糙度,以提升机械强度。硅橡胶和氟橡胶分子结构稳定,化学惰性高,表面能量低,难以粘合。目前,常采用涂覆硅烷类处理剂的方法。
玻璃表面可先经丙酮清洗,再用三氯乙烯蒸气去脂,然后用喷砂器轻微喷洒微粉,在真空下清除微粉,最后用干净空气吹干。另外,也可先在超声波清洗槽中处理,再用蒸馏水洗净,室温下干燥。陶瓷表面可用细砂纸轻轻打磨,再用干燥空气吹净。混凝土表面主要采用酸洗法。木材表面则需适当刨光,并用木砂纸粗化,控制含水量在6%-12%之间;对于软木,可涂覆一层底胶以增强粘合强度。达威华泰水性聚氨酯