螺旋锁固——胶粘剂的通用性
螺旋锁固最初采用机械方法,后来发展到用胶锁固,从接头形式、受力情况上看这是较为简单的一种粘接。螺旋锁固还包含着胶粘剂在一定强度基础上缓冲、密封等功能。随此法应用的扩大,具有锁固能力的胶粘剂也在不断变化,有人将此变化分为四代[5]。各代的划分是按时间早晚、还是按技术水平的高低?尚不得而知,但从中可以看出,脱VOC、高效率、通用性等性能要求在不断改进,其中通用性的特点最为突出。
①低/无VOC化
挥发性有机溶剂(VOC)在胶粘剂中存在,使用时有发生火灾的危险,而且对环境与人类健康影响也不利,因而目前迫切要求从胶粘剂中将其脱除,实现低/无VOC化。据此,已有此功能的水基胶、热熔胶以及100%反应性等胶粘剂在其他方面得到应用与推广;而螺旋锁固,其用胶因此也从第1代发展到第2代。
第1代锁固胶为溶剂型胶粘剂。它是将可溶性树脂溶于溶剂中,将制得胶液涂于螺旋上,锁紧后藉溶剂挥发形成锁固力。此类胶固化慢、强度低,只能在粘度较低的情况下才能均匀地涂布,因而产生强度的时间会更长,所以应用有限,只能用于弱电部件上的小螺钉和只需极小锁固力通用螺钉的锁固。
第2代锁固胶为厌氧型胶粘剂,由于溶剂型锁固胶存在上述问题,它便应运而生。厌氧型锁固胶由丙烯酸型单体、引发剂、促进剂及其他助剂构成。依靠隔氧下阻聚作用的减弱和被锁固金属表面的催化发生自由基聚合而固化。此胶的优点是:单组分、无溶剂、粘度低、操作容易;不用光和热,常温下隔绝空气就可固化;强度高、固化快、且两者可以据要求选择;耐化学药品性能好等。缺点是:其强度与被粘材料有关,由于不同金属催化作用的差异,此胶只能对铜、铁等活性表面才能有较好的效果,对非活性或抑制性表面,需涂表面处理剂才能完成锁固。而且操作不便、效率不高。主要用于螺钉及嵌合面的密封和需要强度的螺旋锁固。
②高效率
上述两代锁固胶均操作不便、效率较低,所以此胶便向下一代发展。
第3代锁固胶为微囊型胶粘剂,有丙烯酸与环氧两种类型。微囊型锁固胶是将双组分之一置于微囊,再将其混入另一组分之中。此胶用前预先涂于螺旋之上,所以也称其为预涂型锁固胶。螺旋扭紧后,微囊破裂,主剂与固化剂接触而反应,完成锁固。此胶的优点是:可以预涂,使装配效率大大提高,适于生产线上操作;应用面广,大小螺钉均可使用;被粘材料没有限制。缺点是这类胶涂布时还需要一定的溶剂。
③通用性
锁固胶发展到第3代之后,对于大量使用螺钉装配的汽车与家电行业来说提高了效率,满足了生产线的操作需要,但螺旋紧固却不仅限于此。例如桥梁、铁塔、列车及大型建筑物等有时因螺栓松动、脱落造成事故;其次在室外或雨中施工以及售后服务性维修等均不会在生产线上操作,这就提出了通用性问题。
第4代锁固胶是以通用性、长期保存性为目标,在第3代微囊技术的基础上改进形成的无溶剂锁固胶。因其状态处于液体与固体之间(生胶胶浆状),操作方便;因其为微胶囊型,在60℃下可保存200天,贮存期长;因非厌氧型,大口径螺旋,宽缝隙也适用,有粘合、密封两方面功能;也是因非厌氧型,被粘材料无限制,对于塑料螺钉也可锁固。概括地讲,由于高锁固力即高性能的要求,锁固胶由第1代进入第2代;由于生产效率的要求由第2代向第3代发展;由于高可靠性基础上通用性要求,又发展到第4代,在第1到第4代发展过程中完成了溶剂型向无溶剂型的转化。但到第4代为止,发展并未结束,其类别在扩展,多功能化还在进行。与环境相容、适于螺钉循环使用的,被称之为第5代锁固胶即将出现。