摘要：随着粘接技术的日益发展，其重要性也日益凸显，在机车设计和制造中应用的也越来越广泛。前窗玻璃、头灯玻璃、侧窗玻璃的密封，齿轮箱合箱的密封，内装饰件的密封，司机室、顶盖等关键部件的密封等均采用粘接技术。由于粘接属于特殊工序，粘接部位的粘接质量难以通过非破坏性的方法进行检查和监控。因此，如何提高胶粘剂粘接质量，是一项重要课题。那么，对影响胶粘剂粘接质量的因素的研究则是非常有必要的。本文主要针对影响胶粘剂粘接质量的因素之一——表面处理 进行研究和论述。
关键词：粘接技术 粘接质量 表面前处理 密封 特殊工序
1.影响胶粘剂粘接质量的因素
所谓粘接，就是用胶粘剂连接两种或多种基材，是不同材料界面间接触后相互作用的结果。其界面层的作用力和胶粘剂（基材）的内聚力直接影响粘接质量。因此，影响粘接质量的因素多种多样，有胶粘剂种类、基材材质、基材几何形状、表面前处理、粘接面积、胶层厚度、温度、湿度、固化时间等等，其中，表面处理却是容易忽视却又必不可少的一个环节。
2.表面处理对胶粘剂粘接的影响原理
当两个表面的间距小于1纳米时，两表面之间会形成粘接力。而粘接力的大小决定了粘接质量。
金属表面的结构如图1所示，含有污染层、吸附层、反应层、形变层、基材的原始结构层，污染层含有油脂、灰尘、手印等污染物，吸附层含有湿气，反应层含有氧化物、氢氧化物等，形变层是原始材质因受力而产生形变，原始结构层就是原始材质本身。而金属表面处理则是针对污染层、吸附层、反应层进行处理，清除污染物及影响粘接的杂质等，从而提高粘接力，进而提升粘接质量。
非金属材料以塑料为例，塑料表层的结构如图2所示，含有污染物、吸附层、注塑表层（脱模剂）、低分子量化合物、纯塑料结构层。而塑料表面处理则是针对污染物、吸附层、注塑表层（脱模剂）进行处理，清除塑料表层的污染物，如增塑剂、润滑剂、脱模剂、增滑剂、抗静电剂、指印、灰尘等，从而提高粘接力，进而提升粘接质量。
图1
图2
3.金属材料表面处理步骤及方法
金属材料粘接表面处理提高基材表面一致性，保持基材表面润湿和粘附，提高粘接接头的机械稳定性和化学稳定性。常用的金属材料如钢、不锈钢、铝及铝合金等表面处理步骤如下：
首次清洁是为了清除金属基材表面上的油脂、灰尘等污染物，防止打磨时将污染物带入金属结构层中循环污染污染；打磨是为了去除金属表面多余层，并增加表面粗糙度；二次清洁是为了清除打磨是残留的灰尘、颗粒等污染物。清洁方法有很多种，常用的方法有擦拭法、浸泡法、喷淋法、蒸汽脱脂法等。
金属材料表面处理除了上述常用的方法外，还有很多方法可以使用。根据工作原理可分为机械方法、化学方法和涂层方法。机械方法有打磨、喷砂等，一般步骤如上述步骤。化学方法有刻蚀、阳极氧化等。涂层方法有型砂覆膜、火焰裂解、镀金属等。这些方法可根据金属材质、具体粘接要求进行选择使用。
4.非金属材料表面处理步骤及方法
非金属材料粘接表面处理清除基材表层的污染物，保持基材表面润湿和粘附，提高粘接接头的机械稳定性和化学稳定性。常用的非金属材料有塑料、橡胶件、玻璃、纤维增强塑料FRP等，其中塑料、橡胶件、纤维增强塑料FRP等作为基材时，常用的表面处理步骤如下：
首次清洁是为了清除非金属基材表面上的油脂、手印、灰尘等污染物，防止打磨时将污染物带入非金属结构层中循环污染污染；轻微打磨是为了去除非金属表面注塑表层，并增加表面粗糙度；二次清洁是为了清除轻微打磨是残留的灰尘、颗粒等污染物。常用的清洁方法有擦拭法、浸泡法、蒸汽脱脂法等。清洁所使用的清洁剂分为有机溶剂和水基清洗剂，根据不同材质使用选取不同的溶剂进行清洁。而玻璃和热塑性塑料作为基材时，由于打磨会使玻璃、热塑性塑料容易产生裂纹，所以表面处理只需清洁即可。
非金属材料表面处理也有多种方法，根据工作原理可分为机械方法、化学方法、物理方法和涂层方法。机械方法有打磨、喷砂、剥保护膜等。化学方法有腐蚀、氟化等。物理方法有火焰处理、等离子处理、电晕处理等。涂层方法有陶瓷涂层、火焰裂解、型砂覆膜等。这些方法可根据基材材质、粘接要求等进行选择使用。
5.结论
表面处理是影响粘接质量的因素之一，也是粘接工艺的头道工序，表面处理的好坏直接影响胶粘剂的粘接质量，所以表面处理是粘接工艺中必不可少的一道工序。无论金属材料表面处理，还是非金属材料表面处理，虽然操作步骤并不复杂，但针对不同材料，选用不同处理方法，得到的表面处理效果也是不同的，甚至差异很大。因此，采用正确恰当的表面处理方法，会直接提升胶粘剂粘接的质量。
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论文作者:李冰,于钊霖,张樱燨,李悦瑄
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：粘接论文; 基材论文; 方法论文; 表面处理论文; 胶粘剂论文; 污染物论文; 质量论文; 《基层建设》2018年第25期论文;