我们生活中随处可见粘结剂粘接的部件，例如手机屏幕、绝缘板、计算机散热器、电动汽车电池中的冷却组件以及电动机外壳。制造商使用一种叫做粘结剂粘接的方法来涂布粘结剂。由于其具有许多优势，粘结剂粘接被广泛应用于取代焊接和机械紧固件（如螺钉、螺栓和铆钉）。

本文将介绍这一过程的基本知识以及表面处理对实现牢固粘接的关键作用。

什么是粘结剂粘接？

粘结剂粘接是通过使用粘结剂材料（如液体粘结剂、膏状粘结剂、胶带和片材）来连接表面的过程。在粘接过程中，粘结剂与基材（即被粘接的表面）机械互锁并进行化学结合。

使用分配器来施加液体粘结剂和膏状粘结剂，精确控制粘结剂的量和位置。其他类型的粘结剂可以通过施加压力而无需分配器进行应用。

粘结剂粘接的用途是什么？

粘结剂粘接在制造业中非常常见。您可以在汽车、航空航天、医疗、电子和食品包装等行业找到它。制造商用它来连接各种表面和不同材料，包括金属、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶和复合材料。

在汽车工业中，粘结剂粘接由于交通运输的电气化而发挥着越来越重要的作用。电动汽车有一些需求，通过粘结剂粘接更容易满足，而不是像焊接和机械紧固这样的替代方案。

这一过程帮助电动汽车制造商减少重量、抵御环境条件、通过热导和绝缘管理温度、提供电气绝缘并改善结构完整性。

以下是电动汽车制造中粘结剂粘接的一些例子：

1、结构粘结剂用于结构电池，使电池除了作为能源来源外，还在承载结构中发挥重要作用。

2、导热粘结剂用于冷却板和管道，以帮助将热量从电池导走并传导到散热器上。

3、液体垫圈用于电动机外壳的密封剂，提高了对水、灰尘、道路盐和液体等因素的保护。

粘结剂粘接是如何工作的？

根据粘结剂的类型，粘接过程略有不同。固化粘结剂通过化学反应形成粘接。该反应可以通过多种因素触发。

例如，热固化粘结剂在暴露于高温时会发生化学反应。类似地，UV固化粘结剂依赖于紫外光的照射来触发固化过程。

大多数环氧粘结剂是双组分固化粘结剂，因为需要将树脂和固化剂混合，以触发化学反应并启动固化过程。

其他类型的粘结剂则无需固化即可形成粘接。这些粘结剂依赖于其他机制。

例如，溶剂型粘结剂依赖于溶剂的挥发来从液体变为固体。粘结剂材料在达到固体状态时会附着在表面上。

另一个例子是压力敏感粘结剂，它们只需施加压力即可应用。这些粘结剂可以包括像masking tape或duct tape这样的压力敏感胶带。

粘结剂粘接的优点有哪些？

粘结剂在我们身边随处可见。与其他连接方法相比，它们具有许多优势。

表面处理如何改善粘合？

在进行粘合之前，必须先准备好表面以获得牢固的粘合力。

基材必须无污染物、略微粗糙，且具有有利于粘合的化学成分。以下是这些方面如何有助于形成更牢固的粘合。

去除污染物：氧化物和油脂等污染物会干扰粘合过程。通过去除它们，您可以消除粘结剂和污染物之间发生不必要的化学反应的风险。您还可以释放表面能，为基材和粘结剂之间更多的粘合腾出空间。

使表面变粗糙：粗糙的表面具有更大的表面积，可供粘结剂粘附。它们可以改善机械联锁，并为化学键创造更多机会。

修改化学成分：化学键可以根据表面的化学成分变弱或变强。通过添加新分子或重新排列表面上原子的排列方式以形成新分子，可以创建更有利于化学键合的表面。

表面处理方法有哪些？

可以使用不同的表面处理来准备粘合表面。以下是制造业中最常用的表面处理方法：

化学处理：化学处理无所不能。它们可以溶解污染物、蚀刻表面以增加粗糙度，并在表面引入新元素以形成有利的化学成分。例子包括将部件浸入其中的化学浴或直接涂在表面上的底漆。值得注意的是，化学品在安全、环境管理和运营成本方面存在巨大的缺点。

激光清洁：与化学品一样，激光可以完成所有工作。它们可以去除氧化物和表面污染物，使表面纹理化，并引入有益的氧化物以促进牢固的结合。虽然激光的初始投资很高，但它们所需的维护和运营成本却很少。由于其精度高，它们是处理局部区域而不损坏周围组件的最佳解决方案。

机械研磨：打磨、研磨和喷砂等方法的优势之一是能够使表面粗糙。然而，在清洁方面，这些方法只能去除氧化物和无机污染物。它们需要辅以化学预处理，以确保去除所有污染物。研磨剂还会产生大量灰尘，这些灰尘并不总是容易处理的。灰尘会再次污染基材，导致粘结剂质量不佳。

如何评估粘结剂的粘合强度？

在制造过程中，粘结剂需要根据产品在其使用寿命内的使用方式满足某些规格。根据需要，可以测试特定类型的机械应力。

例如，在电动汽车电池中，通常进行搭接剪切试验和拉脱试验，以确保电池能够承受加速和停止过程中的重载（作为承重结构的一部分）、持续振动和动态力。

胶粘剂失效和内聚力失效的区别

力测试仪可以提供粘合接头在失效前可以承受的强度。如果在这些测试中出现粘合失效（即基材和粘结剂之间的粘合断裂），则表明粘合强度仍有提升空间。目标是实现如此强的粘合，以至于当发生失效时，失效发生在粘结剂内部。这种失效称为内聚失效。