膠粘技術除了具有簡便、快捷、高效、價廉等特點外,還可以粘接一些其它連接方式無法連接的材料或結構,如實現金屬與非金屬的粘接,克服鑄鐵、鋁焊接時易裂和鋁不能與鑄鐵、鋼焊接等問題。并能在有些場合有效地代替焊接、鉚接、螺紋連接和其它機械連接。目前,膠粘劑的應用已滲入到國民經濟中的各個部門,成為工業生產中不可缺少的技術,在高技術領域中的應用也十分廣泛,如據報導:國外在生產一輛汽車中要使用5～10kg膠粘劑;一架波音飛機的粘接面積達到2400m2;一架宇航飛機需要粘接30000塊陶瓷片。
膠粘劑的分類和膠粘技術的發展
本世紀初,由于各類合成樹脂和合成橡膠的研制成功,特別是一些具有代表性的聚合物如酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和樹脂、環氧樹脂、氯丁橡膠等的投產和商品化,促使了近代膠粘劑和膠粘技術的迅速發展。八十年代以來,膠粘劑與膠接技術進展顯著,新的性能優異的膠粘劑不斷出現,且由于獨特的膠粘技術,使其具有非凡的多功能,能夠實現多重目的。因此,得到了更為廣泛的應用。膠粘劑的分類方法很多,尚不統一,常用的有:
1)按化學成分分類:這是一種比較科學的分類方法,它將膠粘劑分為有機膠粘劑和無機膠粘劑。有機膠粘劑又分為合成膠粘劑和天然膠粘劑。合成膠粘劑有樹脂型、橡膠型、復合型等;天然膠粘劑有動物、植物、礦物、天然橡膠等膠粘劑。無機膠粘劑按化學組份有磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽等多種。
2)按形態分類:可分為液體膠粘劑和固體膠粘劑。有溶液型、乳液型、糊狀、膠膜、膠帶、粉末、膠粒、膠棒等。
3)按用途分類:這可分為結構膠粘劑、非結構膠粘劑和特種膠粘劑(如耐高溫、超低溫、導電、導熱、導磁、密封、水中膠粘等)三大類。
4)按應用方法分類:有室溫固化型、熱固型、熱熔型、壓敏型、再濕型等膠接劑。為適應工農業生產和社會生活對膠接技術的需要,各國在開發膠粘劑品種方面都化了很大的功夫,發展迅速,出現了一些快固化、單組份、高強度、耐高溫、無溶劑、低粘度、不污染、省能源、多功用等各具特點的膠粘劑。在合成膠粘劑方面,利用分子設計開發高性能膠粘劑;采用接技、共聚、摻混、互穿網絡聚合物(IPM)等技術改善膠粘劑的性能。對于膠粘機理的研究有了新的進展;施膠設備和工具也有了新的發展。如膠粘與機械相結合的連接方式、膠粘與電刷鍍等技術結合,形成了新的復合修復技術等。八十年代以來,我國的膠粘劑和膠粘技術發展也很快,品種增多,產量增大,質量也有很大提高,不少膠粘劑的質量和性能,達到甚至超過了世界同類先進產品。這里以天工“超金屬”修補劑為例,從一個側面反映我國膠粘劑和粘接技術的發展。天工“超金屬”修補劑是由高分子聚合物與金屬粉、陶瓷粉、纖維及固化劑組成的雙組份復合材料,也稱之為“高分子合金”。它具有優異的物理機械性能、耐磨性、耐腐蝕性,其綜合指標已可與國外同類產品相媲美;品種有通用型、耐磨型、減摩型、耐腐蝕型、快速固化型、濕面修補型、高強度型、導電型等九個系列26種修補劑,可適應不同條件和要求的粘接和修補。
天工“超金屬”修補劑的應用和效果
1)在設備維修中的應用當設備零件發生磨損、破裂、腐蝕、劃傷、斷裂以及油箱、水箱、管道等漏油、漏水、漏氣時,一般均可用粘接技術進行修復。如用TG103鋼質修補劑修復北京首鋼從德國進口的1000t快鍛機,用TG301減摩修補劑為天津航道局修復了從日本進口的215挖泥船液壓缸,用TG801高強度結構膠修復坦克變速箱軸承孔,用TG406、TG416耐腐蝕修補劑修復化工設備的反應釜等均取得了成功,獲得了用戶的好評。在武漢市,我們對從德國進口的二手設備1800t水壓機的核心部件:嚴重磨損(單邊磨損平均達1.5～2mm)的主柱塞(直徑Φ879mm、長3130mm)、導套(直徑Φ875mm、長500mm)、壓套(直徑Φ876.5mm、長210mm)進行粘涂修復,修復成本僅為新品的1/20～1/25,且修復時間只用了幾天,為早日投產爭取了時間。對于儲油、儲氣罐、化工設備的密封堵漏;對于鋁合金、鑄鐵箱體、塑料、玻璃鋼零件的破裂。使用傳統的焊接、鉚接、刷鍍、熱噴涂等辦法難以解決的,我們用天工“超金屬”修補劑修復,均取得了滿意的效果。如對裝甲車輛發動機下曲軸箱體、鋁合金變速箱開裂及油管、油箱、水管、散熱器等的滲漏進行修復;為中央電視塔附近供暖設備的嚴重泄漏,為某廠4GC型鍋爐上的水泵管路穿孔泄漏,用TG518、TG528快速修補劑粘補堵漏,均取得了成功。
2)修復有缺陷的新零件和給新零件預涂保護層鑄鐵、鑄鋁、鑄銅零件,常會有鑄造缺陷,如氣孔、沙眼等,至使廢品率達10～30%,甚至達50%。為挽救有鑄造缺陷的零件,可用TG101、YG111鐵質修補劑、TG103鋼質修補劑對鑄鐵、鑄鋼件的大缺陷進行修補,對細小氣孔、砂眼則可用TG102鐵質修補劑進行填補;對鋁鑄件的缺陷,一般可用TG104鋁質修補劑進行修補;對銅鑄件,則用TG105銅質修補劑進行修補。許多工廠應用這一粘補修復技術,使許多鑄件廢品起死回生,有很好的經濟效益。還用TG406、TG416耐腐蝕修補劑對氣墊船易腐蝕零部件預粘涂一層保護層,對零部件起到了保護作用,延長了使用壽命。
3)解決常規機械加工中難以實現的要求如石墨乳泵中的攪動磁環,精度很高,是由許多N、S極相互交錯的磁鋼組合成的環形零件。由于磁鋼組合后無法充磁,因此,必須對每一塊磁鋼單獨充磁,且充磁組合后不能過多加工,否則磁性將大大降低。磁鋼的硬度高,加工困難,依靠常規的機械加工無法解決,使用機械加工和粘接技術相結合,很好的解決了這一問題,順利地加工出了達到技術要求的攪動磁環。
4)擴大修復范圍膠粘與其它技術配合使用,取長補短,能更加充分發揮各種技術的特點,擴大修理范圍。如:大型油缸缸套或活塞上的深度拉傷,可先用TG205耐磨修補劑填補,再用TG918導電修補劑粘涂,最后用電刷鍍在導電修補劑上刷鍍金屬層。這是粘涂技術與電刷鍍技術的配合使用,可快速填補劃傷,又能顯露金屬本色。膠粘技術與機械加固、點焊加固、玻璃纖維布增強等措施相配合,可用于帶溫、帶壓的堵漏密封。如佳木斯一臺美國進口的聯合收割機的鋁合金變速箱不慎破裂,我們用鋼板加固,并與粘接配合修復,取得了滿意的效果;武漢鋼鐵公司軋鋼機軋輥斷裂,用粘接、機械加固、點焊三種技術配合修復,也取得了成功。使用粘接修復技術,在許多大型設備的維修和新產品缺陷的修復中取得了很多成功的經驗,獲得了巨大的經濟效益,得到了用戶的好評和肯定。如北京房山水泥廠大型風機機軸和軸承配合處嚴重咬傷,現場拆下軸承修復,僅用一天時間,減少了停機時間,為該廠挽回巨大的經濟損失。又如北京自來水修造廠的臭氧發生器羅茨鼓風機中的旋轉器,單邊磨損達1mm,嚴重影響風機壓力,采用TG205耐磨修補機直接涂敷固化,再經機械加工,僅花數百元,用2天時間,3根旋轉器就全部修復,取得了顯著的經濟效益。從上述使用天工“超金屬”修補劑粘接修復實例可以證明,粘接技術在工業設備的維修和新產品缺陷的修復等應用中有省時、省力,節能、節材、節約資金等特點,具有十分強大的發展潛力,必將在我國國民經濟各部門建設中發揮越來越大的作用。
