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胶粘技术的发展及胶粘剂工业上应用概况

[ 2007-07-13 ] 来源于: 中国化工信息网

  胶粘技术除了具有简便、快捷、高效、价廉等特点外,还可以粘接一些其它连接方式无法连接的材料或结构,如实现金属与非金属的粘接,克服铸铁、铝焊接时易裂和铝不能与铸铁、钢焊接等问题。并能在有些场合有效地代替焊接、铆接、螺纹连接和其它机械连接。目前,胶粘剂的应用已渗入到国民经济中的各个部门,成为工业生产中不可缺少的技术,在高技术领域中的应用也十分广泛,如据报导:国外在生产一辆汽车中要使用5~10kg胶粘剂;一架波音飞机的粘接面积达到2400m2;一架宇航飞机需要粘接30000块陶瓷片。
  
  胶粘剂的分类和胶粘技术的发展
  
  本世纪初,由于各类合成树脂和合成橡胶的研制成功,特别是一些具有代表性的聚合物如酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和树脂、环氧树脂、氯丁橡胶等的投产和商品化,促使了近代胶粘剂和胶粘技术的迅速发展。八十年代以来,胶粘剂与胶接技术进展显著,新的性能优异的胶粘剂不断出现,且由于独特的胶粘技术,使其具有非凡的多功能,能够实现多重目的。因此,得到了更为广泛的应用。胶粘剂的分类方法很多,尚不统一,常用的有:
  
  1)按化学成分分类:这是一种比较科学的分类方法,它将胶粘剂分为有机胶粘剂和无机胶粘剂。有机胶粘剂又分为合成胶粘剂和天然胶粘剂。合成胶粘剂有树脂型、橡胶型、复合型等;天然胶粘剂有动物、植物、矿物、天然橡胶等胶粘剂。无机胶粘剂按化学组份有磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、硼酸盐等多种。
  
  2)按形态分类:可分为液体胶粘剂和固体胶粘剂。有溶液型、乳液型、糊状、胶膜、胶带、粉末、胶粒、胶棒等。
  
  3)按用途分类:这可分为结构胶粘剂、非结构胶粘剂和特种胶粘剂(如耐高温、超低温、导电、导热、导磁、密封、水中胶粘等)三大类。
  
  4)按应用方法分类:有室温固化型、热固型、热熔型、压敏型、再湿型等胶接剂。为适应工农业生产和社会生活对胶接技术的需要,各国在开发胶粘剂品种方面都化了很大的功夫,发展迅速,出现了一些快固化、单组份、高强度、耐高温、无溶剂、低粘度、不污染、省能源、多功用等各具特点的胶粘剂。在合成胶粘剂方面,利用分子设计开发高性能胶粘剂;采用接技、共聚、掺混、互穿网络聚合物(IPM)等技术改善胶粘剂的性能。对于胶粘机理的研究有了新的进展;施胶设备和工具也有了新的发展。如胶粘与机械相结合的连接方式、胶粘与电刷镀等技术结合,形成了新的复合修复技术等。八十年代以来,我国的胶粘剂和胶粘技术发展也很快,品种增多,产量增大,质量也有很大提高,不少胶粘剂的质量和性能,达到甚至超过了世界同类先进产品。这里以天工“超金属”修补剂为例,从一个侧面反映我国胶粘剂和粘接技术的发展。天工“超金属”修补剂是由高分子聚合物与金属粉、陶瓷粉、纤维及固化剂组成的双组份复合材料,也称之为“高分子合金”。它具有优异的物理机械性能、耐磨性、耐腐蚀性,其综合指标已可与国外同类产品相媲美;品种有通用型、耐磨型、减摩型、耐腐蚀型、快速固化型、湿面修补型、高强度型、导电型等九个系列26种修补剂,可适应不同条件和要求的粘接和修补。
  
  天工“超金属”修补剂的应用和效果
  
  1)在设备维修中的应用当设备零件发生磨损、破裂、腐蚀、划伤、断裂以及油箱、水箱、管道等漏油、漏水、漏气时,一般均可用粘接技术进行修复。如用TG103钢质修补剂修复北京首钢从德国进口的1000t快锻机,用TG301减摩修补剂为天津航道局修复了从日本进口的215挖泥船液压缸,用TG801高强度结构胶修复坦克变速箱轴承孔,用TG406、TG416耐腐蚀修补剂修复化工设备的反应釜等均取得了成功,获得了用户的好评。在武汉市,我们对从德国进口的二手设备1800t水压机的核心部件:严重磨损(单边磨损平均达1.5~2mm)的主柱塞(直径Φ879mm、长3130mm)、导套(直径Φ875mm、长500mm)、压套(直径Φ876.5mm、长210mm)进行粘涂修复,修复成本仅为新品的1/20~1/25,且修复时间只用了几天,为早日投产争取了时间。对于储油、储气罐、化工设备的密封堵漏;对于铝合金、铸铁箱体、塑料、玻璃钢零件的破裂。使用传统的焊接、铆接、刷镀、热喷涂等办法难以解决的,我们用天工“超金属”修补剂修复,均取得了满意的效果。如对装甲车辆发动机下曲轴箱体、铝合金变速箱开裂及油管、油箱、水管、散热器等的渗漏进行修复;为中央电视塔附近供暖设备的严重泄漏,为某厂4GC型锅炉上的水泵管路穿孔泄漏,用TG518、TG528快速修补剂粘补堵漏,均取得了成功。
  
  2)修复有缺陷的新零件和给新零件预涂保护层铸铁、铸铝、铸铜零件,常会有铸造缺陷,如气孔、沙眼等,至使废品率达10~30%,甚至达50%。为挽救有铸造缺陷的零件,可用TG101、YG111铁质修补剂、TG103钢质修补剂对铸铁、铸钢件的大缺陷进行修补,对细小气孔、砂眼则可用TG102铁质修补剂进行填补;对铝铸件的缺陷,一般可用TG104铝质修补剂进行修补;对铜铸件,则用TG105铜质修补剂进行修补。许多工厂应用这一粘补修复技术,使许多铸件废品起死回生,有很好的经济效益。还用TG406、TG416耐腐蚀修补剂对气垫船易腐蚀零部件预粘涂一层保护层,对零部件起到了保护作用,延长了使用寿命。
  
  3)解决常规机械加工中难以实现的要求如石墨乳泵中的搅动磁环,精度很高,是由许多N、S极相互交错的磁钢组合成的环形零件。由于磁钢组合后无法充磁,因此,必须对每一块磁钢单独充磁,且充磁组合后不能过多加工,否则磁性将大大降低。磁钢的硬度高,加工困难,依靠常规的机械加工无法解决,使用机械加工和粘接技术相结合,很好的解决了这一问题,顺利地加工出了达到技术要求的搅动磁环。
  
  4)扩大修复范围胶粘与其它技术配合使用,取长补短,能更加充分发挥各种技术的特点,扩大修理范围。如:大型油缸缸套或活塞上的深度拉伤,可先用TG205耐磨修补剂填补,再用TG918导电修补剂粘涂,最后用电刷镀在导电修补剂上刷镀金属层。这是粘涂技术与电刷镀技术的配合使用,可快速填补划伤,又能显露金属本色。胶粘技术与机械加固、点焊加固、玻璃纤维布增强等措施相配合,可用于带温、带压的堵漏密封。如佳木斯一台美国进口的联合收割机的铝合金变速箱不慎破裂,我们用钢板加固,并与粘接配合修复,取得了满意的效果;武汉钢铁公司轧钢机轧辊断裂,用粘接、机械加固、点焊三种技术配合修复,也取得了成功。使用粘接修复技术,在许多大型设备的维修和新产品缺陷的修复中取得了很多成功的经验,获得了巨大的经济效益,得到了用户的好评和肯定。如北京房山水泥厂大型风机机轴和轴承配合处严重咬伤,现场拆下轴承修复,仅用一天时间,减少了停机时间,为该厂挽回巨大的经济损失。又如北京自来水修造厂的臭氧发生器罗茨鼓风机中的旋转器,单边磨损达1mm,严重影响风机压力,采用TG205耐磨修补机直接涂敷固化,再经机械加工,仅花数百元,用2天时间,3根旋转器就全部修复,取得了显著的经济效益。从上述使用天工“超金属”修补剂粘接修复实例可以证明,粘接技术在工业设备的维修和新产品缺陷的修复等应用中有省时、省力,节能、节材、节约资金等特点,具有十分强大的发展潜力,必将在我国国民经济各部门建设中发挥越来越大的作用。

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