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结构胶的用途和性能是什么?3M结构胶怎么样

在介绍结构胶的用途和性能之前,我们可以先来简单了解一下结构胶的种类及其性能标准。结构胶通常可按照化学成分进行分类。本文中,我们将“结构”胶粘剂定义为在室温下粘接金属和测试时可承受超过1000 psi的搭接剪切强度。虽然可以形成混合产品,但一般而言,结构性胶粘剂的类别是:环氧树脂(单组分和双组分配方);丙烯酸树脂(双组分和两步式配方);聚氨酯(双组分配 方);以及氰基丙烯酸酯(“快干胶”)。

当然,从某种程度上说每种类型的化学成分均可定制,但是也可根据化学成分固有的一般属性进行粗略的比较。下表显示了各种化学成分之间的大致关联。添入各种添加剂后,性能可能会有所变化,例如:增稠剂(增加黏度或硬度)、稀释剂(降低黏度)、可塑剂等;可通过添加特定的固化剂和加速剂 改变固化时间。因此,工程师必须检查欲使用的胶粘剂的具体性能。

一般来说,某些趋势是真实的:丙烯酸树脂总体上在塑料上粘合强度最高,也可能对金属粘合良好。但是,丙烯酸酯结构胶的抗振动/冲击性可能会比更好的环氧树脂胶更低(因此具有较低的抗疲劳性),且在极端温度条件下具有较低的性能。它们也比环氧树脂和聚氨酯更容易固化收缩;因此,对于某些受限的粘合线而言,它们可能不太理想。双组分丙烯酸树脂往往能很好通过许多常见的冲压 和成型油进行粘合,因此在许多情况下,使用前需要的表面处理较少。然而,大多数常见产品具有强烈气味,并含有一种易燃材料。有一些不含易燃物质的低气味产品,如3M™ Scotch-Weld™ 低气味丙烯酸酯胶粘剂DP8805NS和DP8810NS;可以提供一个更愉快的工作环境。混合比例10:1的新型 丙烯酸胶粘剂,在室温下质保期达18个月。

氰基丙烯酸酯为许多塑料和橡胶提供良好的剪切强度(尽管可能需要底漆);但它具有刚性,显示出 较低的抗剥离和抗冲击性;并不适合在金属或玻璃上的长期应用。聚氨酯结构胶通常具有非常好的灵活性,但其强度较低。它们可以成为相对较好的塑料、橡胶和复合材料的粘合剂,而且价格一般比其他类别的结构胶低。

环氧树脂的性能范围最广,在金属上,和通常在热固性复合材料上,可以有最好的整体性能。标准5分钟的硬质环氧树脂胶通常用于硬件的粘接,具有易碎性。且最适用于应力相对较低且无冲击的应用。柔性环氧树脂胶,如3M™ Scotch-Weld™环氧树脂胶2216,具有更高的剥离强度和更好的抗冲击性;对于粘接在最终使用中可能需要一定灵活性的部件,是一个好的选择。增强型环氧树脂胶,如 3M™ Scotch-Weld™环氧树脂胶DP420和DP460,用于吸收冲击力的弹性区域,从而可提供最高的抗剪切强度、抗剥离性、抗冲击性、抗振动性和抗疲劳性;因此,通常用于要求最苛刻的最终应用。然而,在一般情况下,环氧树脂需要严格清洗金属接头表面的油污,以便在室温下粘合。

基于这些一般情况,如果工程师希望将ABS粘接至不锈钢上,对于处于中等环境压力(例如,-20℉ 到150℉)但很少有振动或冲击的部件,选择可能会包括环氧树脂和丙烯酸。如需考虑振动或冲击标准,则可选范围则缩小至增韧环氧树脂胶或特定的增强型丙烯酸酯结构胶。

如果工程师欲将木材粘接至塑料材料以在室外使用,且可能会由于气候的变化导致基材的明显移 动,则可考虑使用具有柔性的聚氨酯结构胶;如果需要更高强度,则可选用柔性环氧树脂胶。将低表面能塑料(如HDPE或玻璃纤维填充的聚丙烯)与自身或另一种塑料或金属粘合,需要使用特殊的丙烯酸树脂,如3M™ Scotch-Weld™ DP8010结构塑料粘接胶。

当然,在某些情况下,可能并不要求某一性能具有极限强度或性能。在这种情况下,工程师可降低性能要求以寻求更好的操作和处理能力。

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