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1、1 玻璃制品粘接工 艺 技 术 资 料 汇 编对于玻璃的粘接，除要求适当的强度以外，还要考虑透明性、耐水性和耐候性等。玻璃的线膨胀系数和弹性均低，宜用室温固化的韧性胶粘剂。从玻璃的组成可知，玻璃的化学成分主要为SiO2，表面上结合有羟基，还有吸附水膜。含一OH、COOH 、NCO 、等极性基团的聚合物都能和玻璃表面生成氢键或化学键，因此，环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、聚醋酸乙烯胶粘剂、聚乙烯醇缩醛胶粘剂、 -.基丙烯酸酯胶粘剂、有机硅胶粘剂、酚醛 -丁腈胶粘剂、酚醛 -丁醛胶、氯丁橡胶胶粘剂、丙烯酸酯类胶粘剂等都可作为玻璃粘接用胶。如果在玻璃表面上涂以硅烷偶联剂，则效果更好。在实际粘接过程中，
2、某种用途的玻璃粘接还有使用无机胶粘剂，因此，用户要根据制品的用途，玻璃的性能选择使用合适的胶粘剂。一、 光学玻璃的粘接 ：粘接照相机、测距仪、望远镜、显微镜等光学仪器的胶粘剂有光学玻璃粘接用透明光学胶，光学元件与非光学元件粘接用胶和为了特殊识别需要将放射性发光物粘到元件表面上的光学识别胶。透明光学胶粘剂应具备一定的粘接强度和高透光率、折射率与玻璃接近，好的耐候性、耐寒性、耐热性和耐湿性等。光学元件粘接的优点为 ： 在复合棱镜和复合透镜系统中可以减少玻璃与空气的界面数从而降低反射损失和防止内反射；将折射率不相同的透镜粘接起来应能同时聚焦；易操作。用于光学零件制造过程中的粘接原材料有松香及松香衍生
3、物、抛光沥青、虫胶、蜂蜡、石蜡、石膏、水泥及无机粉末填料等。 按不同工序用途， 取其中某些材料分别按一定比例加热熬制成的松香胶、上盘胶、磨边胶等热熔胶，以及为数不多的合成胶。用户应根据具体情况选择合适的胶粘剂。下面介绍几个主要类型的胶粘剂：(1)松香胶粘剂 ： 松香胶粘剂是以松香和蜂蜡为主要成分制备而成，具有较低的软化温度 (55)，便于上胶和拆胶，其配方见表1。该种胶粘剂可用于粗磨平面或球面光学零件、坯干及磨外圆用胶条和粘接。表 1 光学零件用松香胶粘剂配方单位：质量份组 分配方 1 配方 2 配方 3 主要用途 松 香 蜂 蜡150 100 200 100 300 100 用于坯干2 松
4、香 蜂 蜡600 100 700 100 800 100 用于胶条滚圆松 香 蜂 蜡1000 100 1100 100 1200 100 用于平面(2) 刚性上盘胶：刚性上盘胶用于光学透镜是近十几年来发展起来的光学加工新技术，可显著地缩短辅助工序时间，提高加工精度和生产效率。实现了粗磨铣磨、精磨、超精磨、抛光连续生产。因此，对上盘用胶粘剂要求很高。该胶应具有粘接强度高，应力小，胶层薄而均匀，便于上下盘。该胶胶粘剂有两种类型：一种是以沥青、松青为主要成分的火漆胶；另一种是采用古马隆树脂、酚醛树脂、沥青为基料，并加入中性填料制成的高硬度上盘胶。这两种胶粘剂配方见表2 和表 3。表 2 光学透镜加工
5、用火漆胶粘剂组 分质 量 份 乙烯醋酸乙烯共聚物 优质松香 抛光沥青 蜂蜡010 5075 520 05 表 3 光学零件用高硬度上盘胶粘剂单位： g 组分配 比 量 1 2 3 古马隆树脂5055 3035 - 酚醛树脂- 2025 4050 沥青 碳酸钙 软化点 / 3025 20 85 30 20 100 3530 20 120 按表 2 制成的胶粘剂，可在140熔化，均匀地浸涂在长纤维纸或布质基材上，然后剪成不同规格的“ 粘接片” 。按表 3 制成的胶粘剂，使用时将刚性盘加热涂胶，粘接上光学零件，或浸涂在棉纸上做成“ 粘接片” 。(3)弹性上盘胶：这种光学零件用胶粘剂主要是由松香、沥青
6、和填料(滑石粉、轻质碳酸钙、双正粉等)熬制而成。因光学零件的直径大小和几何形状不同，镜盘大小也不同，所以应选择不同配方的胶粘剂。表 4 列出几个代表性配方。表 4 弹性上盘胶粘剂3 主要用于古典法光学零件进行精磨和抛光时，把光学零件粘接在镜盘上。(4)磨边胶粘剂：磨边胶粘剂是由松香与虫胶或松香与蜂蜡等制备而成，其配方见表5。该胶可用于透镜定心磨边时，将镜片粘接在机床接头上。表 5 透镜镜片粘接用磨边胶(5)棱镜定位用胶粘剂： 用于光学棱镜加工过程的定位用胶粘剂，通常采用 -.基丙烯酸酯瞬干胶。其特点是固化迅速，无色透明，便于快速定位，加工后拆卸方便。(6) 苯乙烯单体胶粘剂：苯乙烯单体中加入引
7、发剂也可作为一般玻璃胶粘剂使用。为降低固化收缩量，通常将少量的聚苯乙烯树脂溶入苯乙烯单体中作成溶液使用。该胶的折光率为1.591.60，透光率为 87%92%。(7) 不饱和聚酯胶：该胶的特点是无色透明，常温固化，胶层薄，毒性低。其缺点是固化收缩大，易产生残余应力， 高温高湿条件下易剥离， 但其改性品级二甘醇马来酸不饱和聚酯胶的固化收缩小，并且稳定性好。(8) 硅树脂胶粘剂：硅树脂胶粘剂为无色透明胶种，具有耐热、耐油、耐紫外老化。(9) 环氧光学胶：环氧树脂胶粘剂的光折射率为1.57 左右，几乎不吸收可见光，可在常温下粘接，耐剥离，耐热(100)，耐寒性 (-50) 良好，其抗震性强，但有时发
8、生形变。该类胶粘剂品种较多，应根据用途进行选择。(10)光敏胶粘剂 ： 光敏胶粘剂是指它对光很敏感。该胶是由光敏树脂(如丙烯酸酯类树脂 )、交联剂、光敏剂、稳定剂等构成的。在紫外光的照射下，光敏剂分解出游离基，引起树脂的聚合而固化，其固化速度很快。由于光在4 胶粘剂固化过程中起着重要作用，所以有人将其称之为光固化胶粘剂。这种胶粘剂在未加入光敏剂之前是很稳定的，可以长期保存。一旦加入光敏剂，就需避光保存，把它放在较暗的地方，或者装在棕色玻璃瓶里。光辐射树脂的固化，需要一定的紫外光辐射剂量。否则，能量不够，难以起到引发作用。这种胶粘剂特别适合光学元件或玻璃与金属、玻璃与塑料等的粘接。(11)新型胶
9、粘剂 ：最近几年出现了许多新型光学光敏胶，下面介绍几个主要品种及其粘接条件。J647 光学光敏胶粘剂：J 647光学光敏胶由光敏树脂、光敏剂、交联剂等组成。主要适合于光学仪器透镜的粘接。该胶经紫外光照射即能快速凝胶、定位定中心、快速固化并具有高的粘接强度，其主要性能指标见表6。 粘接工艺：a. 粘接： 表面用 .或醇、醚混合液擦洗干净，把胶涂于表面上，仔细均匀地粘接，排出气泡，使胶层厚度均匀。b. 固化： 用高压 .灯进行固化。灯功率为125300W、距离 1020cm、光照时间为110min即可固化。J646 光学光敏胶 ：J 646 光学光敏胶粘剂适合于光学仪器的胶合，特别适合于精度高、自
10、动化、连续化的胶合。该胶是由光敏树脂、交联剂、光敏剂等组成的单组份光敏胶。其特点是使用工艺简便、固化速度快、仪器定中心精度高、粘接强度高。其主要性能指标见表7。 粘接工艺：表 6 J-647光学光敏胶的主要技术指标应用性 能 指 标 折光率 (液) 运动粘度 透过率 耐环境1.4671.479 135204mm/s(20) 98.5%(400 700mm厚) 3640蒸馏水中放置 22h； -54-56低温环境 22h； 温度 7072，相对湿度 95%100%下 22h； 上述 3 个循环加权值小于4； 耐低温 压剪强度-64-60低温下 5h 12.3MPa表 7 J-646胶粘剂的主要技
11、术指标项目技 术 指 标 折光率 (液态) (固态) 动力粘度 (25)/kPa s 透光率 (可见光 ) 1.471.48 1.51 400500 90% 注：耐高低温，先在 -45再在+60各 4h，胶层光圈无变化。5 a. 粘接： 粘接表面用 .或醇、醚混合液擦洗干净，然后把胶液滴在胶合面上，同时排除气泡和多余的胶，胶层厚度适当且均匀。b. 固化： 用高压 .灯进行光固化，灯功率125300W、光照距离为 1020cm、光照时间为 15min。GBN-503 光学光敏胶粘剂 ：各种灯具反光镜与玻璃粘接密封的GBN-503 胶是由光敏树脂、光敏剂、固化剂等组成。用紫外光照射即能快速凝胶定位
12、的室温固化双组分光敏胶。该胶具有快速定位而且无流胶现象、 粘接韧性好、强度高、耐高温、耐振动、工艺简便等特点。 主要技术指标见表8。表 8 GBN-503胶粘剂的主要技术指标项目性 能 指 标 折光率 (固态 ) 固体收缩率 /% 压缩剪切强度 (K9玻璃-45 号钢)/MPa 密封性 (水中浸泡 24h) 耐高低温试验 (先在-60，再在 +60下各 4h) 耐振试验 (12.5Hz、1h) 1.54 4 16 不漏 胶层无变化 无变化粘接工艺：a. 配胶： 该胶为 A、B双组分，配胶时 A：B=4：1(质量比 )混合、搅拌均匀；粘接： 粘接表面用 .擦洗干净，把胶涂于表面上，仔细均匀的粘接
13、，排出气泡，使胶层均匀；b. 固化： 用高压 .灯进行初固化，灯功率为 125300W， 距离为 1020cm， 光照时间为 510min，初固化后，再在室温下放置24h 即可完全固化。GBN 501 光学光敏胶粘剂：GBN 501 光学光敏胶粘剂适用于光学仪器透镜粘合，是一种紫外光照、快速凝胶定位、再后固化的光学光敏胶粘剂。其折光率(固体) 为 1.55，(可见光 )透过率 90% ，收缩率为 4.09%，压缩剪切强度(K9玻璃) 为 1.4920.8MPa。耐高低温性良好，先在 -60再在 +70各经 2h，5 次循环后胶层和光圈无变化；经 160、2h 不脱胶，并耐溶剂，粘接件浸入水、乙
14、醇、醇、醚混合液中5h 无变化。该胶的粘接工艺为：a. 配胶： 该胶为 A、B 两组份，按 A：B=4：1(质量比 ) 配胶于玻璃容器中，轻轻摇动，使之不产生气泡而又混合均匀后，在白炽灯下用6 倍放大镜观察无丝状物时即可进行涂胶；b. 粘接： 粘接表面用醇醚混合液擦洗干净，然后把胶液适量地滴在粘接面上，并细心地进行粘接，同时挤出气泡和多余的胶，使胶层厚度适当而均匀；c. 固化： 用高压灯进行固化，其功率为125300W，距离为 520cm，光照时间为 25min。完成初固化的粘接件放入烘箱中，于60恒温 6h，自然冷却至室温。6 二、 安全玻璃的制备安全玻璃又叫组合或夹层玻璃。 主要用途是作汽
15、车风挡夹层安全玻璃、高层建筑用夹层玻璃及夹层家具玻璃。还可用于夹层安全墙壁装饰玻璃，使用后不仅能起到安全作用，还可美化居室。夹层安全玻璃的制备有热聚合灌封法和胶片法两种。(1)热聚合灌封法 ： 把制成的预聚物灌到已封好边的两层玻璃之间，在加热炉中缓慢升温，使其固化。这种方法制备期为2436h，温度要求为 80100。(2)胶片法：该种方法是先将聚乙烯醇缩丁醛切割成所需的片基，然后将它夹在两层玻璃中间，经热合机加热加压而成。 该种方法对聚乙烯醇缩丁醛胶片质量要求很高，即要求胶片没有划伤和疵点，厚度又要十分均匀。因此，原料成本高，设备庞大。基于上述两种方法存在的问题，国内最近几年又研制出几种新型安
16、全玻璃用胶粘剂。 光固化胶粘剂：表 9 列出了光固化胶粘剂的配方。用该种胶粘剂制造安全玻璃，生产周期仅为4h。将制备出的胶粘剂经真空脱气后灌到两层封边的玻璃中间，在阳光或灯光照射下使胶粘剂自行固化，即制造出夹层安全玻璃。其性能指标见表10。该产品可工业化生产，用于汽车挡风玻璃、居室安全装饰玻璃、夹层安全家具玻璃等。表 9 夹层安全玻璃用光固化胶粘剂单位： 质量分数组分配比 甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 80 丙烯酸甲酯 (MA) 丙烯酸 (BM) 20 邻苯二甲酸二丁酯 (DBP) 邻苯二甲酸二辛酯 (DOP) 70 丙烯酸 (AA) 安息香丁醚 交联剂3 0.025 3 表 10 用光固化胶粘剂制备的夹层安全玻璃主要性能指标主要性能日本 A级水平 (JIS3211-1985) 国标 GB 9656-88 本产品检测结果 耐热性 耐湿性
