如何正確選用膠粘劑

楊國(guó)騰

（沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110850）

前 言

在確定了粘接方案之后，選擇一種合適的膠粘劑來(lái)粘接，這一直是施工人員面對(duì)的比較困難的問(wèn)題。粘接過(guò)程中要受到被粘物、膠粘劑、受力狀態(tài)、工藝方法、環(huán)境因素等影響。被粘物有不同的表面性質(zhì)，不同的膠粘劑有不同的性能，工藝上有不同的要求，粘接件也有不同的受力狀態(tài)，使用時(shí)更有不同的環(huán)境條件，所有這些復(fù)雜的情況，決定了不能隨意使用一種膠粘劑進(jìn)行粘接?，F(xiàn)在不存在，今后也不可能有“萬(wàn)能”的膠粘劑，只有根據(jù)具體要求，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x用。

1 正確選用膠粘劑的意義

由于每種膠粘劑的性能都各有長(zhǎng)短，膠粘劑的選用就是要用其長(zhǎng)，避其短，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，方能收到事半功倍的效果，如果選錯(cuò)膠，就會(huì)徒勞。因此，正確地選用膠粘劑是粘接成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，選用合適的膠粘劑是非常有意義的。

選用膠粘劑應(yīng)該從以下幾點(diǎn)加以注意：

（1）膠粘劑品種繁多，同一品種也有成百上千個(gè)牌號(hào)，每個(gè)牌號(hào)都有自身的性能特點(diǎn)和粘接對(duì)象，我們不能逐一去試，只能通過(guò)了解每個(gè)牌號(hào)膠粘劑的性能特點(diǎn)和粘接對(duì)象，結(jié)合實(shí)際施工與使用條件進(jìn)行選擇。

（2）選擇膠粘劑時(shí)可能會(huì)有多個(gè)牌號(hào)膠粘劑同時(shí)滿足要求，這就要對(duì)每個(gè)牌號(hào)膠粘劑進(jìn)行仔細(xì)的分析比較，使得所選膠既性能優(yōu)良，又安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理。

（3）如果粘接大量的產(chǎn)品或零件，膠粘劑應(yīng)該選擇適合機(jī)械自動(dòng)化粘接的。

以上幾點(diǎn)應(yīng)是在認(rèn)識(shí)其選用膠種的意義上特別加以關(guān)注的。

2 膠粘劑的選用原則

粘接技術(shù)是一門新興的學(xué)科，如何選用膠粘劑目前還沒(méi)有完整的理論作指導(dǎo)，主要還是靠積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，但還是有一些原則可循，這里從幾個(gè)方面介紹如何選膠。

2.1 了解所選膠的全面性能

要進(jìn)行膠接，首先要選擇膠粘劑，選膠時(shí)主要看其性能。性能不同，用途不一樣，只有了解各種膠粘劑的性能，才能進(jìn)行正確選擇。

特別是從市場(chǎng)購(gòu)買膠粘劑時(shí)，更要多了解說(shuō)明書中未曾提到的，但對(duì)你又十分重要的性能。尤其是用于結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)期使用的零部件粘接，如要求耐熱性、耐介質(zhì)、耐久性和耐老化性能的無(wú)孔鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)部件，選擇J-122耐蝕底膠和J-123芯條膠作為制造鋁蜂窩膠接，面板粘接選擇J-117緩蝕底膠和J-116A及J-116B膠膜，邊緣密封和填充選擇J-118帶狀發(fā)泡膠。表1列出部分膠粘劑的參考性能。

2.2 摸清被粘物的性質(zhì)與狀態(tài)

被粘物種類太多，其性質(zhì)和狀態(tài)各有不同。在選用膠粘劑時(shí)，必須依據(jù)被粘粘物的具體性質(zhì)和狀態(tài)去選擇合適的膠。

被粘接材料可大致分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料。

對(duì)金屬材料，很多種類膠粘劑都可以粘接，如酚醛樹(shù)脂膠、環(huán)氧樹(shù)脂膠、丙烯酸膠等，酚醛樹(shù)脂膠由于固化過(guò)程產(chǎn)生小分子和水分，膠層會(huì)產(chǎn)生氣泡，收縮率又大，已經(jīng)被環(huán)氧樹(shù)脂膠取代?，F(xiàn)在環(huán)氧樹(shù)脂膠用的比較多，但如果用在結(jié)構(gòu)件中，還應(yīng)該選擇經(jīng)過(guò)改性的。丙烯酸膠，如哥倆好、502膠，耐溫性不高，適合快速粘接，但不適合結(jié)構(gòu)件粘接。502膠不適合粘接縫隙大的。

非金屬材料有橡膠、塑料、陶瓷、玻璃、石材、混凝土、木材、紙張、織物和皮革等。

橡膠的特點(diǎn)是彈性大，易撓曲，一般使用同類型橡膠膠粘劑粘接效果最好，丁腈橡膠不能用氯丁橡膠膠粘劑粘接，因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)不硫化的現(xiàn)象，可以用丁腈橡膠膠黏劑粘接，如XY502、XY505等。天然橡膠可用氯丁橡膠膠粘劑粘接，如XY401、XY403、FN303等。

塑料分為熱固性和熱塑性兩大類，熱固性塑料為不熔不溶的體型結(jié)構(gòu)，如環(huán)氧、酚醛、脲醛、不飽和聚酯樹(shù)脂等塑料，工業(yè)用比較多，日常生活接觸少，選用同類型的熱固性膠粘劑粘接效果最好。熱塑性塑料為可熔可溶的線型結(jié)構(gòu)，可回收再生產(chǎn)，日常生活用品大多是熱塑性塑料，有的可用環(huán)氧膠粘接，有的不適用環(huán)氧膠粘接，可采用同種塑料溶液膠粘劑粘接。聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯塑料都很難粘接，如要粘接，則表面要用特殊溶劑（四氫呋喃）或其他溶液處理后再進(jìn)行粘接，但粘接強(qiáng)度也不高，不宜采用粘接方法。

陶瓷、玻璃、石材和混凝土應(yīng)選擇韌性好的室溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑粘接，如果粘接強(qiáng)度要求不高，也可選擇橡膠膠粘劑粘接。

木材、紙張、織物和皮革應(yīng)選擇橡膠膠粘劑粘接，如XY401、XY403、FN303等。皮鞋或旅游鞋如果局部開(kāi)膠，可以用這三種膠進(jìn)行粘接，加少量JQ-1膠或偶聯(lián)劑KH550可以提高粘接強(qiáng)度和增加耐水性。木材也可用乳膠等粘接。三合板一般都用脲醛膠粘接。

復(fù)合材料的基體材料有樹(shù)脂基、陶瓷基和金屬基等，使用比較多的是樹(shù)脂基，常用的樹(shù)脂基有雙馬樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、苯并噁嗪樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等，大部分都屬于熱固性樹(shù)脂，可選用熱固性膠粘劑粘接。

總之，應(yīng)充分了解被粘材料性質(zhì)和狀態(tài)后，再選用合適膠，可以遵循“相似者相粘”原理進(jìn)行初步選膠。

2.3 明確被粘物的用途及使用條件。

粘接物是起連接作用的，但同時(shí)還會(huì)有其他用途與目的，包括連接、密封、緊固、定位等等。大多數(shù)情況，是以其中一、兩種用途為主而兼顧其他。在連接作用的同時(shí)要考慮到粘接部位的受力大小和受力狀態(tài)等。受力大的應(yīng)選用結(jié)構(gòu)膠粘劑，一般為熱固性膠，如改性高溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑；受力小的或非受力部位選用橡膠膠粘劑，如XY401、XY403、FN303 、XY502、XY505 等。

使用條件也是選膠的重要條件。因?yàn)檎辰恿慵窃谝欢ǖ沫h(huán)境下使用，而使用條件對(duì)粘接性能有很大影響，這些條件有溫度、濕度、介質(zhì)、水分及某些特殊條件等等。

（1）溫度：膠粘劑的性能與使用溫度密切相關(guān)。通常情況下，其粘接強(qiáng)度隨溫度升高而下降，而溫度過(guò)低時(shí)一般膠粘劑會(huì)變脆。不同品種的膠粘劑耐溫性能不同，目前有機(jī)膠粘劑耐溫超過(guò)200℃的不多，如果使用溫度超過(guò)200℃，就要選擇個(gè)別耐高溫膠。

（2）濕度：濕氣和水分對(duì)粘接界面的穩(wěn)定是很不利的。被粘物接觸空氣和水分，水分子能通過(guò)膠層滲透到粘接界面，使粘接界面破壞，造成粘接強(qiáng)度和耐久性降低。如J-189膠，對(duì)濕度很敏感，配制和固化都要嚴(yán)格控制濕度。

（3）耐介質(zhì)：介質(zhì)主要指酸、堿、鹽、溶劑、各種油等，不同類型的膠粘劑，不同的固化條件，耐介質(zhì)能力也不同，可根據(jù)被粘物接觸到介質(zhì)類型而選用膠粘劑。

（4）戶外大氣：戶外使用的被粘物的條件較復(fù)雜，風(fēng)吹雨淋，日曬冰凍，冷熱、光、氧等的綜合作用，能加速膠層老化，使用壽命縮短。所以，在戶外使用的被粘物應(yīng)選用高溫固化和耐大氣老化的膠粘劑，如J-116A、J-116B和SY-14A膠膜等。

表1 部分膠粘劑的參數(shù)性能Table 1 The reference properties of some adhesives

2.4 考慮施工工藝的方便與可能。

膠粘劑選用不能只注重強(qiáng)度高、性能好的，還得考慮施工工藝的可能性。比如被粘物耐熱性差，不能加熱，不能選用高溫固化的膠粘劑。有些無(wú)法加壓或不能加壓的被粘物就不能選用需加壓固化的膠粘劑。

在連續(xù)生產(chǎn)的流水作業(yè)線上，固化時(shí)間要求短的，就要選用快速固化的膠粘劑；施工時(shí)間長(zhǎng)的，就要選用活性期長(zhǎng)的膠粘劑。

復(fù)合材料或膠接結(jié)構(gòu)修補(bǔ)，采用針頭等灌注膠要求膠有良好的流動(dòng)性，黏度要求非常??；立面涂膠要求膠粘劑有良好的觸變性，就要選擇含觸變劑的膠；施工用膠要有良好的涂抹性；還有水下施工等一些特殊要求的工藝條件也是要考慮的。

2.5 考慮成本和環(huán)境問(wèn)題

采用粘接技術(shù)進(jìn)行粘接，在選用膠粘劑時(shí)要充分兼顧經(jīng)濟(jì)成本，考慮膠粘劑的價(jià)格和粘接后所能創(chuàng)造的價(jià)值。對(duì)于航空產(chǎn)品制造，主要考慮性能和質(zhì)量，價(jià)格其次。但批量生產(chǎn)所用膠粘劑量較大的，價(jià)格尤為重要，在保證性能和質(zhì)量的前提下，盡量選用便宜的膠粘劑。

為了減少對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)我們生存的環(huán)境，保證健康和安全等，應(yīng)該選用無(wú)溶劑或少含溶劑，無(wú)毒或低毒的膠粘劑，大力推廣使用無(wú)溶劑膠或水基膠。

3 結(jié)論

綜上所述，在實(shí)際選用膠粘劑時(shí)，是不可能全都滿足，只能根據(jù)具體情況，抓住主要方面而兼顧其他，做到綜合分析，分清主次，全面考慮，合理選擇。