表面處理和預處理

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1、愛牢達 粘接技術 表面處理和預處理采用愛牢達膠粘劑粘接結構材料時獲得最佳附著力所需的表面處理作業指導。愛牢達膠粘劑能夠堅固持久地粘接塑料、金屬、玻璃、橡膠等材料。各行各業的設計人員日益發現，對於新 材料、現存材料的新用法以及新技術和制造工藝所突顯出的生產難題，采用愛牢達膠粘劑均可迎刃而解。前言愛牢達樹脂能夠牢固地粘接大多數材料。去除待粘接表面的油脂和松散的表面沉積物（例如鐵銹）之後 即可獲得高強度的粘合，但如果需要最大的粘接強度，則建議對粘接表面進行徹底的機械或化學預處理。表面處理粘接表面需要以下列預處理工藝之一進行處理（按處理效果從低到高排列）。1. 只進行除油處理。2. 除油、打磨並去除松

2、散顆粒。3. 除油並進行化學預處理。注意在預處理之時和之後不要污染表面。請戴上干淨的手套。污染的途徑可能有：指印、不太干淨的抹布、油、髒污的研磨劑、不合規格的除油劑或化學處理劑等。污 染也可能由粘接區域所進行的其它處理造成。特別要排除的是機械、噴塗工序（油漆、脫模劑等）以及涉 及粉末材料的處理過程所產生的油蒸汽。無論采用何種預處理工藝，最好是在完成預處理工序後盡快進行表面粘接。注意：如果多個部件的粘接工序安排造成預處理和粘接工序脫節，可在預處理後立即在粘接表面塗覆底 劑，以保持最佳的表面特性。第一部分 除油除去待粘接表面的油脂痕跡是最基本的要求。即使待粘接表面看上去很干淨，也應采用以下四種方法

3、之一 進行除油處理。除油方法按以下步驟去除油脂痕跡：(a) 將工件懸掛在充滿常見除油溶劑（如丙酮、甲基乙基酮、乙醇或異丙醇溶劑）*蒸汽的蒸汽除油裝置 中。除油裝置可配備能夠在液體溶劑中進行初步清洗的清洗室。或如果沒有蒸汽除油設備：(b) 將工件依次浸入兩個含有相同除油溶劑的清洗槽內。第一個清洗槽起清洗作用，第二個起漂洗作用。 清洗槽內的溶劑污染嚴重時，則清除槽內溶劑，重新加入干淨溶劑。該槽此時用作漂洗，而原來的漂洗槽則用於清洗。或(c) 用蘸取了工業除油溶劑的清潔毛刷或抹布刷淨或擦淨粘接面。（對於精密工件，最好是用噴霧罐噴霧 的方法噴塗溶劑到粘接面進行清洗；這種技術還能確保使用的溶劑是潔淨的）

4、。放置一兩分鐘，讓粘接表面的溶劑完全蒸發。目前有許多危險性較低的專用除油劑可供選用。使用這 些除油劑時應按照制造商的使用說明進行操作。 或(d) 清洗劑除油 在液體清洗劑溶液中擦淨粘接表面。用清潔的熱水清洗工件並使工件徹底干燥 最好采 用強制空氣加熱器之類所產生的高溫熱風。注 非離子清洗劑的效果通常較好。(e) 堿性除油法 是清洗劑除油法的備選方案。除油劑成分可從許多化合物中選擇，包括氫氧化鈉或氫氧化鉀、碳酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、絡合劑和 有機表面活性劑。它們在冷、熱溫度均可使用。應采用徹底的清洗甚至中和的方法，去除殘留的堿性 清洗劑。建議采用專用清洗產品，並按照制造廠商的使用說明進行操作。(f

5、) 超聲波除油 適用的情況下可采用超聲波除油法，這種方法常用於小件的表面處理。粘接面潔淨度測試水膜殘跡測試是檢測待粘接表面是否潔淨的方法之一，最適用於金屬表面。如果在表面上滴幾滴蒸餾水， 水滴浸潤表面並在表面散開 或者，如果把表面從蒸餾水中拿出來，水膜不會匯聚成小水滴 則可認為 表面清潔未被污染。蒸餾水均勻浸潤表面意味著膠粘劑會同樣均勻地浸潤表面。必須記住的是，有些塑料表面即使是干淨的，蒸餾水也可能無法浸潤，但粘接劑可以。此外，滿意的浸潤 效果並不代表粘接強度高。大多數情況下，這只是達到高粘接強度的必要條件，而不是充分條件。第二部分 打磨與高度拋光的表面相比，略微打磨的表面與膠粘劑的粘接更好。

6、如果進行打磨，則必須采用後續處理，以 確保完全去除表面的松散顆粒。例如：(a) 重復除油工序(除油液必須潔淨)，或(b) 用干淨的軟刷刷淨表面，或(c) 最好用潔淨的(經過濾的)壓縮空氣吹淨表面。金屬表面去除表面沉積物，如氧化膜、 銹或鐵屑，最好采用噴砂處理*。如果沒有噴砂設備，或者金屬材料太薄無 法進行噴砂處理，則可用鋼絲刷或砂布或防水砂紙(46至120目的氧化鋁或碳化硅砂紙)清理表面。弄濕鋼 絲刷 或砂布或砂紙 有助於去除污物並減少灰塵。必要時吹干並去除所有松散顆粒。注意 油漆表面應進行脫漆，否則會由於對油漆的附著力較低而限制了粘接強度。* 對於大多數材料，優先采用的磨料是熔融氧化鋁，其次

7、是碳化硅（鐵質磨料如冷鑄鐵嚴禁用於中碳鋼和鑄鐵；用於其它材料可 能會引起腐蝕)。熔融氧化鋁幾乎總是用於鋁合金和不鏽鋼。碳化硅雖然鋒利，但價格較高也更易碎。碳化硅用於某些對熔融氧化 鋁敏感的特種合金，原因是在某些工作溫度下會與殘留的熔融氧化鋁發生負面反應。待磨材料較軟或特硬時，采用碳化硅比較有利。磨料粒度的選擇取決於各種因素：待噴砂處理的金屬材料、噴砂設備的類型、噴 砂壓力及入射角度以及處理時間。磨料粒度範圍從46到120目均可，但實際的最佳磨料粒度只能通過試驗來確定。一般而言，較 軟的材料采用較細的磨料為宜。塑料和玻璃表面去除塑料表面的表層，確保清除殘留的脫模劑。如果與金屬粘合，采用噴砂法打磨

8、（參閱第 3 頁的注釋） 通常是最佳方法；也可采用砂布或砂紙打磨。打磨後，去除所有松散顆粒。注 最好采用上述 (b) 或 (c) 方法清除塑料表面的松散顆粒。某些塑料表面采用除油液會削弱打磨處理所產生的粘合效果。由於塑料是熱的不良導體，必須注意使噴砂時間盡可能短。對於复合材料的預處理，也可能采用低溫噴砂工藝，其中采用干干冰作為噴砂介質。第三部分 特殊材料的預處理生產實踐中可能需要粘接的大多數材料將在下文中分別加以敘述 如需查看索引，請參閱第 15 頁。工 程師所關注的材料粘接如在本手冊中未敘述，請將所關心的相應預處理問題提交給我們的技術人員。獲得最佳粘接性能所需的特殊預處理上述表面處理，如單獨

9、除油或除油加打磨再去除松散顆粒的方法，對於大多數粘接作業已經足夠。但是為了獲得最大粘合強度、重復性以及長期耐老化性能，則還需要化學預處理或電解預處理 這些特 殊預處理方法在下文中以藍色印刷。金屬被粘物表面極少是純金屬，而是由氧化物、硫化物、氯化物等在表面形成的機械性能較差的大氣污染 物組成。酸蝕處理是較成熟的去除金屬氧化皮的方法，這種工藝有利於在表面形成一層氧化層，其機械及 化學性能與膠粘劑相匹配。因此，不同的酸蝕處理方法應用於不同的金屬被粘物，例如，鉻酸應用於鋁材，硫酸應用於不銹鋼，硝酸 應用於銅材。酸蝕處理也可應用於某些塑料，如鉻酸可應用於聚烯烴類表面處理。陽極氧化已經廣泛應用 於航空工業

10、，用於鋁合金和鈦合金的表面處理。陽極氧化的目的是在酸蝕後形成的氧化層上沉澱一層多孔 氧化層。多孔氧化層使膠粘劑(或底劑)能夠很容易地滲透到孔隙中以形成超強的粘合力。塗覆底膠是另一種表面預處理方法，主要應用於金屬和陶瓷等材料。底膠通常是多步預處理工藝的最終步 驟。有些被粘物有“難粘接”的表面(如銅)。由於底膠是配制成溶劑型的膠粘劑，因此容易浸潤被粘物。 當粘合劑塗覆於底膠處理過的表面時，因化學性兼容，固化後將形成較強的粘合力。化學預處理須知在配制化學預處理溶液時必須特別小心，不僅是因為要進行危險品*作業，處理不當會導致粘合強度劣於 不采用化學處理方法所獲得的粘合強度。塗覆時間也十分關鍵：時間太短

11、，塗層不足以活化表面，而過長則會在表面積累化學反應產物，從而妨礙 粘合。在化學預處理結束時，用大量清水徹底清洗表面是常見做法。最終漂洗工序中，建議采用軟 (去除礦物 質)水。* 使用化學溶液的過程中必須嚴格執行安全操作規範。金屬每個金屬組別中的大量合金類別(以及由熱處理形成的各種表面結構)導致單一種預處理方法並不可行。下 述預處理方法均為成熟工藝，但有時不同的預處理方法(此處未介紹)可能更有效。這只能通過對比性試驗 來證明 使用同批次的待粘接金屬零部件與該工件專用的愛牢達膠粘劑。有關金屬預處理的更多資料請參閱 ISO 4588 和 DEF 標准 03-2/2。本宣傳冊所述金屬預處理的建議與上述

12、 標准是一致的。鋁及鋁合金陽極氧化材料 用標准鉻酸或硫酸進行陽極氧化並密封的鋁合金，可在除油和輕微打磨後進行粘接。鉻酸 或磷酸陽極氧化的材料在陽極氧化處理後直接粘接，具有最佳的表面性能。不需要任何預處理，但材料必 須在陽極氧化後幾小時內粘接。硬質陽極氧化鋁合金需采用噴砂或在下述硫酸 + 重鉻酸鈉溶液中酸蝕的方法之一進行去皮。注：未去皮的 金屬不適於粘合。非陽極氧化材料 按照第一部分 除油中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨中所述方法打磨。或用上述鉻酸或磷酸進行陽極氧化鎘按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所述方法打磨。或用銀或鎳進行電鍍。鑄鐵

13、按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所述方法打磨。鉻按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所述方法打磨。或用下述溶液進行酸蝕：濃鹽酸(比重, 約 1.18) 4.25 升 水 5 升在 90 至 95oC 溶液中浸泡 1 至 5分鐘，用冷水衝洗，然後用熱水清洗，再用熱風吹干。注 按照第 11 頁“混凝土 方法 3” 下所述順序配制溶液。警告 濃鹽酸具有強腐蝕性。需要特別小心。請參閱第五部分 注意事項。銅及銅合金按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所

14、述方法打磨。或在室溫下在下述溶液中酸蝕 30 秒：濃硝酸(比重, 約 1.42) 5 升 水 15 升用干淨的冷水衝洗。不要讓其干燥。在 95 至 100oC 的下述溶液中浸泡 2 至 3 分鐘：氫氧化鈉 0.1千克 亞氯酸鈉(NaCL 工業級) 0.6千克 磷酸三鈉(無水 Na PO) 0.2千克 水 20 升用大量清水清洗，並立即用室溫冷風吹干。 (使用熱風可能在表面留下水班) 通常，上述兩步化學預處理方法能得到比下方采用過硫酸銨預處理更好的粘合強度。而且這種方法簡單易 行，得到的粘合強度對於普通粘合作業已經足夠了。或用 25% 的下述溶液進行蝕刻：過硫酸銨在室溫下浸泡 30 秒鐘，用大量

15、清水清洗，並立即用室溫冷風吹干, (使用熱風可能在表面留下水班) 注 25% 過硫酸銨溶液的制備：在 1,000 毫升的容器中加入約 700 毫升去離子水。添加 250 克過硫酸銨。攪拌直到粉末溶解，再 加入去離子水至 1,000 毫升。警告 濃硝酸具有強腐蝕性。操作時需要特別小心。請參閱第五部分 注意事項。鍍鋅表面預處理方法同鋅及鋅合金(第 8 頁)。金按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。鉛按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所述方法打磨。或用下述溶液進行酸蝕：濃硝酸(比重, 約 1.42) 1 升 水 9 升在 45 至 55o

16、C 溶液中浸泡 10 分鐘，用清水衝洗，然後用熱水清洗，再用熱風吹干。警告 濃硝酸具有強腐蝕性。操作時需特別小心。請參閱第五部分 注意事項。鎳及鎳合金按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所述方法打磨。或在下述溶液中酸蝕 5 分鐘：濃硝酸(比重, 約 1.42)。用干淨的冷水衝洗，然後用熱水清洗，再用熱風吹 干。警告 濃硝酸具有強腐蝕性。操作時需特別小心。請參閱第五部分 注意事項。銀按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所述方法打磨。中碳鋼按照第一部分 除油(第 2 頁)中所述方法除油。然後再用第二部分 打磨(第 3 頁)中所述方法打磨。或用下述溶液進行酸蝕：正磷酸(比重, 約 1.7) 10 升 工業甲基酒精 (IMS) 20 升在 60C 的溶液中浸泡 10 分鐘，從溶液中取