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水基膠換代的技術問題是什么

作者:東莞玉明        2013年1月3日

要正確決策是否向某種無溶劑型膠粘劑更新換代,需要解決許多有關技術性問題的團體的有效協作與嚴密的詳細調查。新型膠粘劑技術的成功應用需要多方面決策者的介入,尤其是產品開發工程師、膠粘劑供應商、應用設備供應商和最終產品消費者。

   產品開發工程師決定膠粘劑的性能規格,如厚度,所要求的表面光潔性或被粘物的預處理以及結構粘接強度。

   膠粘劑供應商能很好地決定哪種產品能達成所設計的性能規格要求。他們也知道有關膠粘劑同被粘物相容性問題的細節,這對產品開發工程師是需要的。

   應用設備供應商知道其設備的局限性與能力。這方面的專家可能從事廢物產生、耗能、膠粘劑的腐蝕性以及日常設備維修等工作。

   消費者最終決定對所要求產品的總體質量。

對水基膠粘劑非常重要的一些問題包括:性能要求(含粘接強度、耐久性、工藝適應性等);應用問題;固化技術;混合選項。

應當注意工藝適應性與應用技術還包括設備與工廠布局等制造問題的結合。  

   (1)性能要求 膠粘劑的性能取決于其材料按最終用戶能接受的方式經久且成功地粘接被粘物的能力。耐久性問題又包含:接頭處的工作載荷與應力類型;適用溫度范圍;預期壽命。

   在物品的制造中使用膠粘劑需要分析該膠粘劑的應用局限性。以確保生產線不受所選方法的不利影響。對膠粘劑需強調的生產問題包括:所期望的膠粘劑固定時間與定位;反應方法學;下陷與流動性能;手工或自動裝配;系統維護要求。

   要評價的一項重要性能是膠粘劑在應用前后的涂膠厚度。伴隨干燥與固化,溶劑基與水基壓敏膠均失掉其涂膠厚度的50%~70%。故不同膠粘劑將需要不同的涂膠膠量以便達到所預期的涂膠厚度。這可能有生產與環境意義,如較長的干燥時間,干燥器要求和/或增加的空氣污染。  

   (2)應用問題如已經具備有可觀數量的溶劑基膠粘劑的應用設備,制造商就會更看中水基膠而不是其他換代產品,因為它們能應用現有設備。這會避免新購應用設備的成本,新維修方法與培訓的停工成本以及對新設備的不熟悉性。所用膠粘劑的化學性質必須同設備相容。例如,水基膠可能需要使用不銹鋼管與罐,以免生銹。

   (3)干燥與固化水基膠的干燥與固化依靠大型烘箱來揮發流動載體并使膠固化。影響干燥與固化時間的變量包括以下烘箱特性:熱源、溫度、在烘箱中的停留時間、環流與通風速度。由于水性流動載體的揮發性較低,水基膠可能比溶劑基膠的干燥時間更長。但在烘箱中加上紅外加熱器可縮短干燥時間。

   溶劑基膠粘劑的干燥與固化依靠大烘箱來揮發載流體并使膠粘劑固化。流動載體的85%~90%必須在干燥與固化期間揮發,這一要求導致較長的流程時間。此外,大烘箱占用了工廠可用于其他生產活動的廠房空間。

(4)混合選項 根據生產需要,可以將干膠同水在制造單位混合,也可購買預混型配方產品。前一方法需要高度小心才可取得合適的膠粘劑配制品。盡管在混合時可能發生錯誤,且可能因此產生批次廢膠,但購買和運輸較少量的干膠的成本仍可能比預混型配方產品低。購買可再用便攜物包裝形式的預混膠還有以下幾個優點:混合出錯的機會少;供應商負責膠的性能;可再用便攜物能容易地完全定位于設施中,且很少要求牢固安裝的鉛錘;為使膠粘劑用戶化或個性化,在轉運容器中可以發生另外的混合;便攜物可返回到供應商處再充裝所需膠,從而減少清理工作和包裝廢棄物。  

   (5)成功應用水基膠的關鍵因素 有許多因素影響水基膠的成功應用和水基膠的配制與混合過程(如若采用現場混合)。大多數面世水基膠都不是懸浮在液體中,而是乳液型。因此,水基膠粒子可能從水性流動載體中沉降出來。故不管是否現場混合,保持水基膠的良好攪拌以便膠粒子沒有沉降機會總是重要的。這可能導致聯系著水基膠的另一個困難——發泡。過渡的攪拌或過高的泵送速率,都可能在膠中陷進空氣泡,結果出現泡沫化并導致施膠時不平坦或產生空隙。

   在混合過程中要考慮的一個因素是臟物或雜質污染膠粘劑配合物的潛在可能性。不管混合是發生在制造商處還是在供應商處,都可能發生污染。像臟物之類的外來物可能影響粘合特性并潛在地降低耐久性和強度。過濾常用于溶劑基體系,對水基膠亦應加以考慮。篩濾布能用于在微米級上除去在混合時可能已經落進配合物中的雜質。過濾的完成可以在一種管道系統內,或可以將膠料灌注到過濾機上。在溶劑基體系中所用的過濾器不能用于水基膠;水基膠的粒子尺寸較溶劑基膠大,故需要的網眼尺寸比溶劑基膠大。

 

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