雙組分膠粘劑在制造業(yè)的應(yīng)用
專家認(rèn)為,雙組分膠粘劑技術(shù)正在與傳統(tǒng)粘接方式的競(jìng)爭(zhēng)中逐步取得勝利。能夠有利于環(huán)境保護(hù)是其競(jìng)爭(zhēng)勝利的一個(gè)關(guān)鍵因素,尤其在環(huán)境保護(hù)條例日益趨嚴(yán)的大背景下。一個(gè)成功的成本集約型雙組分膠粘劑技術(shù)是過程可再現(xiàn)的、混合配比趨于完美的。
在現(xiàn)今的生產(chǎn)制造中,膠粘劑技術(shù)已經(jīng)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)了,為各種復(fù)雜的粘接任務(wù)提供解決方案,并逐漸取代傳統(tǒng)的粘接技術(shù),如釬焊和焊接或使用螺釘和鉚釘。對(duì)提高能源利用率、減少原材料浪費(fèi)、加強(qiáng)產(chǎn)品耐用性和提高使用安全性的需求不斷增長(zhǎng)促進(jìn)了膠粘劑技術(shù)的發(fā)展。
例如,由于混合材料的使用增加,在輕型結(jié)構(gòu)的發(fā)展中膠粘劑技術(shù)已不可或缺。當(dāng)原材料資源越來越短缺、環(huán)境問題日益增多的矛盾不和調(diào)和時(shí),必定會(huì)采取法定的限制手段,所以輕質(zhì)結(jié)構(gòu)是將環(huán)境問題和經(jīng)濟(jì)需求的必然結(jié)果。整個(gè)運(yùn)輸業(yè),無論是汽車、鐵路、航空或航天都在找尋兼顧技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合適的制造方式以得到能夠減少燃料消耗的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。
雙組分工藝
在這樣的背景下,雙組分膠粘劑技術(shù)在許多情況下發(fā)揮著舉足輕重的作用,為各種創(chuàng)新方案的實(shí)施提供了經(jīng)濟(jì)上的可行性,尤其是那些由于輕質(zhì)結(jié)構(gòu)目的或設(shè)計(jì)原理而使用多樣性材料制造的產(chǎn)品。
材料混合后,無需高壓和高溫,純室溫條件下的固化反應(yīng)體現(xiàn)了雙組分膠粘劑極大的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)已知的應(yīng)用需求,有多種配方可供選擇;而有些配方可以勝任各種粘接工作并提供最高的耐用性水平。
雙組分膠粘劑粘接的質(zhì)量和長(zhǎng)期穩(wěn)定性不僅僅取決于打膠設(shè)備的正確選擇,也取決于提供應(yīng)用所需混合質(zhì)量要求的混合系統(tǒng)(圖1)。
圖1 適用于汽車、船舶、風(fēng)能建設(shè)等行業(yè)的雙組分膠粘劑及密封劑打膠系統(tǒng)
加工過程中的所需混合要求取決于當(dāng)時(shí)所使用的膠筒系統(tǒng),比如,某些雙組分丙烯酸膠粘劑可以有較高的混合比例公差,而環(huán)氧樹脂膠粘劑則必須嚴(yán)格按照制造商指定的比例來混合。
由外管和經(jīng)過機(jī)械流量?jī)?yōu)化的混合單元組成的靜態(tài)混合管被認(rèn)為是一種實(shí)現(xiàn)雙組份膠粘劑連續(xù)混合的經(jīng)濟(jì)有效的方式(圖2)。這些混合管在風(fēng)能建設(shè)、船舶、汽車、航空航天、建筑和電子等高科技行業(yè)中提供了高水平的工藝安全性(圖3)。
圖2 當(dāng)前最先進(jìn)的混合管:主要優(yōu)勢(shì)在于壓降的最小化和接口無泄露風(fēng)險(xiǎn)
圖3:雙組分混合系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的典型應(yīng)用領(lǐng)域
膠粘劑廠商通常將兩個(gè)組分的膠粘劑單獨(dú)封裝在標(biāo)準(zhǔn)的雙組分膠筒系統(tǒng),以確保固化反應(yīng)會(huì)定量地發(fā)生在正確的地點(diǎn)和時(shí)間(圖4)。
圖4 600ml 2:1的膠筒系統(tǒng)
然而,雙組分膠粘劑技術(shù)需求的穩(wěn)定增長(zhǎng)在于從包裝到混合的整個(gè)價(jià)值增長(zhǎng)鏈上的各個(gè)過程都在可控的、精確的和可重復(fù)的方式中進(jìn)行。
儲(chǔ)存穩(wěn)定性和使用安全性
最新應(yīng)用的膠筒系統(tǒng)使用擁有專利技術(shù)的封閉系統(tǒng)以確保兩個(gè)材料組分被可靠地分隔,提供高水平的儲(chǔ)存穩(wěn)定性以避免交叉污染(圖5)。
圖5 擁有專利技術(shù)的單獨(dú)出口,可有效預(yù)防交叉污染,確保出口潔凈及最高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)安全性
膠筒和混合管連接系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng),以避免使用不適合的混合管,也使得膠粘劑廠商得以全面控制整個(gè)過程。如果整個(gè)粘合過程需要被權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證(航空工業(yè)普遍現(xiàn)象)或者缺乏粘接時(shí)會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞賠償,這些系統(tǒng)的存在就顯得尤為重要。
若要達(dá)到實(shí)際要求的混合質(zhì)量,必須注意多種因素。譬如,膠粘劑材料的黏性和遵循正確的混合比例也是至關(guān)重要的。
應(yīng)用不同尺寸和不同混合技術(shù)的精密混合管才能滿足所有潛在客戶的需求,并保證安全性和高效率。
小結(jié)
工業(yè)領(lǐng)域,尤其是運(yùn)輸業(yè),正面臨著一系列環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn),而這些挑戰(zhàn)需要?jiǎng)?chuàng)新的節(jié)能產(chǎn)品和成本集約的生產(chǎn)流程來完成。雙組分膠粘劑技術(shù)在其中發(fā)揮著重要的作用,其成功應(yīng)用在于膠粘劑施膠系統(tǒng)和混合技術(shù)的完美效應(yīng)。
由于混合質(zhì)量極大地影響了產(chǎn)品的使用壽命,并因此影響了膠粘劑技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益,所以從方案開發(fā)的最初就應(yīng)該將優(yōu)化質(zhì)量至上的混合技術(shù)全方位地納入考量。(來源:蘇爾壽MIXPAC)
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