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粘合剂在附着力测试过程中的作用

本技术说明的主要重点是记录粘合剂选择、准备和应用的重要性,以确保在锻模-粘合剂和涂层-粘合剂界面的强粘合。

胶粘剂的选择和应用

附着力测试的基本目标是产生一个涂层故障。 被测试的涂层可能在基材和涂层之间或在多层应用中的各个涂层之间出现界面失效。 涂层也可能在某一特定层内发生粘连失效。 理想的粘合剂是在锻模与粘合剂以及粘合剂与涂层的界面上提供比被测涂层的失效点更强的粘合力。 这可以确保所有的拉力测试结果都是有效和有意义的。 

同样重要的是,在涂层上对粘合剂进行预先测试,以确保它不会对涂层的性能产生明显的变化。 理想情况下,这种测试应该从粘合剂完全混合并应用于涂层时开始进行,直到粘合剂完全固化。 涂层性能的任何变化都可能使结果无效。 我们的实验室测试表明,一些侵蚀性的粘合剂会充分削弱特定的涂层,降低其粘合强度。 在一个案例中,粘合剂似乎与涂层发生了反应,在新化合物完全固化后增加了它的粘合强度。 

在整个开发周期内进行了几次实验。 PosiTest 粘着力测试仪. 其中一些结果和结论在本技术说明中被提及。 为了量化这些结果并促进本文的撰写,还开发并实施了一个额外的实验。

选择Araldite粘合剂的考虑因素

固化时间--建议Araldite 2011在大多数应用中的固化时间为24小时。 一个实验是在固化24小时后拉动24个滑轮,在固化5天后再拉动24个滑轮。 结果非常相似,24小时后的平均粘合度为2706 psi,5天后为2729 psi。这一微小的增长可能没有统计学意义,但有助于证明所使用的Araldite 2011能够在预期的24小时内达到最大粘合强度。

工作寿命--Araldite 2011在室温下的工作寿命为2小时,这可能有助于在大型工作中放置滑轮。

固化温度--当固化温度从68F增加到302F时,Araldite的最小固化时间可能从15小时减少到5分钟。 注意:热量的应用可能会影响涂层及其与基材的结合。

混合比例--在混合双组份环氧树脂时,坚持树脂和固化剂的混合比例非常重要。 Araldite胶管中的单柱塞是控制混合比例的理想选择。 在混合过程中,用户仍需注意确保没有影响这些数量的堵塞物。 彻底混合树脂和固化剂,同时避免气泡和周围环境中的杂质,这一点也很重要。

环氧树脂的应用厚度 - 根据制造商的说明,Araldite 2011的理想应用厚度为2至4密耳。 通常情况下,在锻模表面涂抹大量的环氧树脂,就能达到理想的厚度。 通过涂抹至整个表面光滑平整,然后小心地将锻模放在表面上,并直接向下推挤出多余的环氧树脂,锻模就会在目标粘合厚度范围内趋于自平。

搬运强度--Araldite 2011需要等待7个小时,直到达到完全的搬运强度--这可能需要用胶带或类似材料将滑轮固定在涂层上,直到部分固化。

环氧树脂处理和储存信息--混合时的材料温度、使用之间的储存温度和保质期也是使用Araldite粘合剂时的重要考虑因素。 

每当发生意外或过早的故障时,重要的是审查使用中的粘合剂及其应用过程是否有变化。

难以粘附的表面

独立于其他方面,涂层本身可能是粘合剂选择的一个决定性因素。 通过DeFelsko的客户样品计划,已经收到了各种应用。 

在测试一个样品(透明聚碳酸酯上的薄型UV涂层)时,Araldite环氧树脂只能达到20%的涂层脱落,80%的粘合剂-涂层失效。 失败发生在400磅左右。 当用乐泰玻璃胶替代Araldite时,涂层脱落率达到100%,预期强度为600psi。

在另一个样品中,铝上的光滑特氟隆涂层,Araldite环氧树脂和其他几种粘合剂在低于100磅/平方英寸时出现了100%的胶粘剂涂层故障。乐泰玻璃粘接剂能够在超过1500磅/平方英寸时提供部分拉断,但是重复性不足以直接推荐使用。 对用户的建议是与胶水制造商合作,以获得更适合该应用的替代品。

更快的治病时间

许多客户询问使用氰基丙烯酸酯,这是一种单组分的粘合剂,通常被称为 "疯狂的胶水",以取代提供的双组分环氧树脂。 氰基丙烯酸酯因其较快的固化时间、易于应用和相对较强的内聚力而闻名。 最大的缺点是,在锻模-粘合剂和涂层-粘合剂界面的较高粘合强度下,它们往往会出现粘合失败。 在特定的低粘合强度应用中,它们仍然可以接受,甚至是首选。

应该注意的是,即使是快速固化的粘合剂,如氰基丙烯酸酯(工作寿命以分钟与小时计算),随着固化时间的增加,粘合强度也会明显增加。 在挪威的一项有据可查的实验中,Ž 4种不同的氰基丙烯酸酯都显示出随着室温下固化时间从1小时到5小时的增加,粘合强度会有明显增加。 增加的幅度从7%到21%。 此外,随着固化时间的增加,氰基丙烯酸酯的结果之间的差异趋于减少。

总结

虽然Araldite 2011被推荐为业界公认的多用途胶粘剂,但用户应选择最能满足其特定应用粘附力测试要求的胶粘剂。 如果所选的粘合剂对涂层没有反应,那么只要大部分的粘附失败局限于单个涂层、涂层之间或涂层与基材之间,它就是一个可以接受的选择。

Ž 挪威国家技术研究所附着力测试报告,挪威,1996年

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