粘接劑的選擇需要考慮其粘結(jié)性并符合應(yīng)用場合與設(shè)計需求。結(jié)構(gòu)粘接劑的種類繁多,根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為以下幾類
1 環(huán)氧類或增韌環(huán)氧類(Epoxy)
作為最大的化學(xué)粘接劑家族,它可以提供:
■ 單組分熱固化膠膜
■ 膠粘劑,單組分熱固化型(130℃~160℃ 固化20~60分鐘)雙組分(室溫固化)
■ 合成型或泡沫型膠粘劑用于空隙填充
環(huán)氧型粘接劑優(yōu)勢:
■ 高機械強度(20~40Mpa 剪切強度)
■ 對多數(shù)金屬、高分子復(fù)合材料、塑料、水泥、玻璃、木材卓越的粘接性
■ 高的化學(xué)抗性
■ 耐久性(部分被環(huán)氧粘接劑連接的飛機部件的工作壽命甚至超過40年)
■ 剛性(增韌型粘接劑除外),但剝離強度和抗劈裂能力會下降
環(huán)氧型粘接劑經(jīng)常用于需要高模量、高剛度(即時飛行控制:機翼拍打板,方向舵)的航空制造領(lǐng)域,如機翼前緣和尾緣、引擎機艙罩、三明治結(jié)構(gòu)綁定以及飛機外殼的剛性梁等。
它們同樣也用于風(fēng)電葉片的粘接,工業(yè)設(shè)備(管道、缸體),電器設(shè)備和印刷電路板等。
2 聚氨酯類(PU)
半結(jié)構(gòu)性聚氨酯類(PU)粘接劑(剪切強度6~20Mpa不等)對高分子復(fù)合材料、金屬、塑料、玻璃、木材都有很好的粘接效果,相對環(huán)氧類粘接劑使用更靈活一些。PU有單組分和兩組分(室溫、低溫固化),價格也較環(huán)氧類便宜。用途包括結(jié)構(gòu)板粘接(如公共汽車等大型運輸工具),艙門或汽車門,三明治結(jié)構(gòu)板,F(xiàn)RP船舶。如卡車、冷藏車采用鋼或鋁合金構(gòu)架,使用兩組分PU粘接劑對GRP延伸板和結(jié)構(gòu)架粘接。
3 丙烯酸、甲基丙烯酸類結(jié)構(gòu)粘接劑(Acrylics、methacrylates)
兩組分粘接劑,多種混合比率,較快的固化速度(10分鐘到2小時不等),高的抗剪切強度(10~30Mpa),對塑料、高分子復(fù)合材料卓越的粘結(jié)性,高沖擊強度和疲勞抗性(廣泛應(yīng)適用于船體需要承受變化載荷的部件),良好抗水性和抗化學(xué)腐蝕性,中等價格。
這種類型粘接劑正在快速發(fā)展,已經(jīng)替代部分聚酯、環(huán)氧粘接劑,適用于更靈活的場合。
4 聚酯類(Polyester)
聚酯樹脂的生產(chǎn)可提供經(jīng)過改進的聚酯類粘接劑,它們與催化劑共同反應(yīng)。
這些粘接劑多數(shù)用于造船行業(yè)聚酯部件的加強和綁定,固化后它們將變硬、變脆,但是其縫隙填充能力不錯。
剪切強度約為10Mpa,適用于船殼筋板的粘接,并較低成本。
5 氨酯-丙烯酸(Urethane-acrylates)
可靈活使用的結(jié)構(gòu)粘接劑,1%~2%催化劑室溫固化,與金屬、塑料、木材的良好粘結(jié)性。
剪切強度適中(10~20Mpa),較好抗沖擊韌性及防開裂能力。達10mm縫隙填充能力,抗潮濕環(huán)境,不易吸水。多用于船舶結(jié)構(gòu)和車體部件的制造。
6 熱穩(wěn)定型粘接劑:雙馬來酰亞胺(Bismaleimides)聚酰亞胺(Polyimides)氰酸鹽酯(Cyanate esters)
該類粘接劑價格較高,多以膠膜形式供應(yīng),抗高溫能力強。比如聚酰亞胺工作溫度可達200℃~300℃,雙馬來酰亞胺200℃~250℃。然而粘接工藝要求也非常高,需要達300℃高溫高壓(15Bar)固化條件,因而熱壓模工藝比較適用。
此種材料僅用于需要高溫性能的航空航天領(lǐng)域(如超音速戰(zhàn)機外殼,在某些運行條件下表面溫度可達260℃)。
7 (Anaerobics)和氰基丙烯酸酯(cyanoacrylates)
用于粘接熱塑性的小件材料,可以作為機械部件使用。氰基丙烯酸酯比較脆,Anaerobics對熱塑性和熱固性材料都有較好粘性。