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使用胶水前的清洗方法
发布时间:2018-04-04  查看次数:
胶水一般清洗方法
下列方法基本是按照有效性从小到大的次序列出的。最终选择的方法应该是按照省时省力并能达到必需强度和永久性的目的而选用的。
(1)溶剂擦拭
对于低强度和中等强度的粘接,简单地用溶剂擦拭浮尘、油脂和油就可达到满意效果。尽管这种工艺被广泛使用。但它是有效性最差的处理方法。对于塑料和橡胶还必须考虑与被粘接物的化学相容性。可以使用挥发性溶剂如: 甲苯、丙酮、甲乙酮和三氯乙烯。由于三氯乙烯不易燃,因而经常被采用。用浸湿溶剂的清洁布擦拭要粘接的表面,直到清洁布和基材上没有残留物为止。必须采取专门的预防措施以防止溶剂被污染。例如,擦拭用布不要接触盛溶剂的容器,当必要时,必须使用新的清洁布擦拭。在清洁之后,粘接之前,部件应在清洁干燥的环境中风干。
(2) 蒸汽脱脂
当需 胶水处理多个部件时,蒸汽脱脂是一种特别令人满意的溶剂清洁形式。它比溶剂擦拭更具有重复利用性。这种方法是将被粘接物悬挂在盛有氯化溶剂蒸汽(如: 三氯乙烯) 的容器中 (沸点87.5℃)。当热蒸汽接触相对冷的基材时,溶剂将冷凝,溶解表面上的有机污物。由于被粘接物表面持续地在蒸馏的无污染的溶剂中冲洗,因而蒸汽脱脂优于溶剂擦拭。当由于溶解污物使溶剂的沸点升高时,应对蒸汽脱脂装置进行清洗并更换溶剂。热溶剂对塑料和橡胶会产生不利的影响,因而塑料和橡胶不宜采用这种工艺。对于高分子材料,应仔细选择合适的溶剂或洗涤剂作为清洗液。
(3) 磨料清洗
喷砂、钢丝刷刷磨,用砂纸、砂布和毛皮制品打磨,对于除去大量松散颗粒如: 污物、氧化皮、锈蚀和氧化层是有效的机械方法。应在喷砂处理之前进行脱脂,以防止污物渗入表面。在打磨或湿式喷砂之后,用清洁、干燥的空气吹风或用溶剂擦拭清除留在表面上的固体颗粒,再喷淋冲洗。
每一种金属和合金都有自己的最佳砂粒尺寸范围。接头强度通常随着表面的粗糙度增大而增大。然而,过度粗糙的表面可能会在胶粘剂/被粘接物的接合面上留下空隙,产生不利于胶粘剂接头的应力空隙。现推荐几种金属的砂粒尺寸如下:
钢 干式喷砂 0.18~0.14mm (80~100目)
不锈钢 湿式喷砂 0.11~0.04mm (140~325目)
铝 湿式喷砂 0.11~0.04mm (140~325目)
黄铜 干式喷砂 0.18~0.14mm (80~100目)
黄铜 湿式喷砂 0.11~0.04mm (140~325目)
受操作人员技能和耐力支配的手工打磨、钢丝刷刷磨和其它方法质量重复性较小,只有当其它办法不能采用时才被使用。
用喷砂清除法可清洗玻纤增强塑料,或者用溶剂 (三氯乙烯) 清洗,再用0.18~ 0.8mm (80~20目) 的砂子喷砂,最后用三氯乙烯溶剂清洗。非增强塑料通常用溶剂清洗,再用0.08~0.04mm (180~320目) 的砂纸打磨,这取决于被粘接物的规格。软质塑料易被粗砂损坏或磨损。所以应使用较小粒度的砂子,如0.04mm (320目)。喷砂之后再用溶剂擦拭。
(4)  胶水化学清洗 (碱性清洗)
碱性强洗涤液通常需加热,来乳化金属和非金属基材表面污物。将被清洗部件浸入搅拌好的温度为66~99℃的溶液中,保持约10min。然后,用去离子水立即冲洗并干燥。化学清洗通常和其它表面处理方法联合使用。化学清洗本身不能除去附着结实或坚固的污物,如: 锈斑、氧化皮等。推荐的清洗剂为,碱性洗涤剂即碱性盐,如硅酸钠和焦磷酸四钠与表面活性剂的混合物。也可以使用商业洗涤剂。
 
性 质 要求值
电阻率
总碱度
酚酞碱度
氯化物含量
pH
50kΩ·cm(30℃时)
10mg/kg(最大值),如(CaCO3含量)
1mg/kg(最大值),(如CaCO3含量)
15mg/kg(最大值)
7.5(最大值)
 用于清洗液和冲洗的水的一般要求
在粘接时若要使用纯净水,是不可能的,但是没有哪个国家或地区的自来水可用于所有金属的处理。所以表1-4-2给出了可用的合格水的一般要求。
(5) 其它清洗方法
蒸汽研磨和超声波清洗是用于小型精密部件的有效处理方法。除了很细小的研磨颗粒悬浮在高速水或蒸汽喷雾外,蒸汽研磨类似于喷砂。超声波清洗使用由高频传感器超声激活的清洗液或溶剂浴槽。被清洗的部件浸入液体中,液体将声波传到部件的表面,高频振动除去污物。可使用众多生产厂家生产的商业用超声波清洗装置。
(6) 化学腐蚀法
基材表面的化学处理是表面处理中最有效的方法。这种处理方法改变了表面的物理化学性质,以产生更大的可湿润性和更强的表面吸附力。被粘接部件或区域通常浸入酸溶液中,保持数分钟。然后立即用去离子水冲洗并干燥。为了防止污染并确保其浓度的一致性,必须定期更换化学溶液。还必须控制容器的温度和搅拌速度。在处理、使用和排出溶液方面,应对使用酸蚀溶液的人员进行培训,必须穿上合适的工作服。也可使用糊状腐蚀制品。清洗并化学处理表面,同时它们在室温下就可反应只需涂敷在被粘接的具体区域上,但是这种糊状腐蚀剂通常比酸槽处理所用的时间长。
(7)  胶水综合清洗方法
为了达到最佳的粘接性能,通常需采用多种清洗方法。为大多数基材处理推荐的方法包括三步处理即: 第一步,脱脂; 第二步,机械打磨; 第三步,化学处理。表1-4-3给出了各种组合的铝表面处理对搭接剪切强度的影响。当使用蒸汽脱脂、打磨、碱洗和酸蚀处理时,可达到最佳的粘接强度。树脂采用由Dexter公司的Hysol分公司提供的EA934树脂,在24℃下固化16h,再在82℃下固化1h。在搭接处的垫片保持不动的情况下,清除试样周围的胶粘剂即可使用。
 
处理组合 搭接剪切强度
平均值
/MPa
标准偏差
/MPa
离散系数
(Cv)/%
1.蒸汽脱脂,喷砂0.16mm(90目),碱洗Na2Cr2O7-H2SO4,蒸馏水
2.蒸汽脱脂,喷砂0.16mm(90目),碱洗Na2Cr2O7-H2SO4,自来水
3.蒸汽脱脂,碱洗Na2Cr2O7—H2SO4,蒸馏水
4.蒸汽脱脂,碱洗Na2Cr2O7—H2SO4,自来水
5.蒸汽脱脂,碱洗,铬—H2SO4,蒸馏水
6.蒸汽脱脂,Na2Cr2O7—H2SO4,自来水
7.非密封阳极化处理
8.蒸汽脱脂,喷砂0.16mm(90目)
9.蒸汽脱脂,湿砂和干砂0.14mm+0.06mm(100~240目),N2吹风
21.3
20.2
19.3
19.5
19.8
19.0
13.3
12.1
0.724
1.48
2.12
0.793
1.12
2.50
1.44
0.951
3.5
7.3
11.0
4.1
5.6
1.3
10.8
7.9
10.蒸汽脱脂,湿砂和干砂,用砂纸擦拭
11.溶剂擦拭,湿砂和干砂,用砂纸擦拭(迅速完成)
12.溶剂擦拭,砂(0.112mm(120目)
13.溶剂擦拭,湿砂和干砂,[只能用0.06mm(240目)的]
11.9
10.62
9.17
9.28
0.414
0.470
0.931
1.41
3.4
4
1.0
15.2
14.蒸汽脱脂,铝、毛制品
15.蒸汽脱脂,15%NaOH
10.2
11.5
-
-
-
-
16.蒸汽脱脂
17.溶剂擦拭(苯)
5.77
2.43
0.497
-
8.5
52.2
18.未处理 3.06 1.60 -
铝表面处理与搭接剪切强度关系

(8) 等离子处理
目前已证明,用激光的惰性气体处理某些聚合物表面可大大地改善胶粘剂接头的粘接强度。这种处理称作“等离子体处理”。用无极高频放电或微波激发激活低压惰性气体,以产生与聚合物表面反应呈亚稳态受激核素。可以选择等离子体气体(O2、He、N2)的类型,以激发种类广泛的化学反应。从聚合物表面放射出原子以产生强的、可湿润的交联表层。表 1-4-4给出了用激活气体预处理、用环氧胶粘剂粘接的塑料-铝复合材料的粘接强度。
聚合物用等离子体处理所形成的粘合力,一般是用化学或机械处理的2~10倍。表1- 4-5给出了等离子处理与其它表面处理方法的比较,显示了等离子体处理相应的优点。
 
塑料材料 搭接剪切强度/MPa
对照试样 经各种等离子体处理后*
离密度聚乙烯
低密度聚乙烯
尼龙6
聚苯乙烯
MYLARA(PET薄膜)
MYLARA(PET薄膜)
TEDLAR聚四氟乙烯
LEXAN聚碳酸酯
聚丙烯
乙酸丁酸纤维素
CEL CON乙缩醛共聚物
2.17±0.26
2.57±0.36
5.83±1.15
3.90±0.12
3.66±0.35
4.26±0.17
1.92±0.014
2.83±0.69
2.55
7.52±0.19
0.81±0.007
8.0±0.93~24.3±0.47
8.62±0.22~10.11±0.73
8.41±0.83~27.3±1.34
21.50±1.92~27.7±0.59
8.38±0.20~11.45±0.28
8.17±0.57~8.39±3.60
8.28±0.55~9.45±0.55
4.58±0.19~6.40±0.46
1.38~21.2±1.25
3.14±1.34~17.4±0.15
1.28±0.40~1.78±0.11
 用环氧-聚酰胺140 (70/30)胶粘剂粘接铝-塑料搭接剪切夹层试样及对典型粘接强度的改善
 
聚合物 相对粘接强度*
对照试样 等离子体 喷 砂 电晕放电 化 学
高密度聚乙烯
聚丙烯
1.0
1.0
12.1
22.1
-
-
4.5
8.1
5.1
6.49
聚酯(GEValox310)
硅橡胶
1.0
1.0
18.9
>20
2.9
4.7
-
-
1.0
-
不同聚合物的搭接剪切试验结果显示了等离子体处理的优点
 
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