告别选胶难题，结构胶的用途和性能是什么？

结构胶凭借高强度、耐久性和适应性,成为现代工业中不可或缺的连接方案。3M胶粘也拥有品种众多的结构胶系列,如何读懂结构胶的重要技术参数?怎样才能挑选到合适的3M™结构胶?

一、如何选择结构胶

1、如何选择一款合适的结构胶呢?

在选择结构胶时,需综合评估其核心性能、胶黏剂耐久性及施胶工艺,以确保最佳粘接效果与长期可靠性。

① 胶黏剂性能:包括强度、模量、耐温性等关键参数,直接影响粘接效果。

② 胶黏剂耐久性:需评估胶粘剂在高温、严苛环境下的稳定性,以及户外紫外线、潮湿等条件下的长期使用寿命。

③ 施胶工艺:除标配手动工具外,还可提供气动或自动化施胶解决方案,以满足不同生产需求。

二、结构胶的重要参数

1、如何根据灌封或粘接的应用需求,选择合适粘稠度的结构胶?

我们可以用生活中常见的液体来形象地理解胶黏剂的粘稠度:水的粘稠度非常稀,只有1厘泊(cP),快干胶的粘稠度约100cP,就像清水一样容易流动;大多数结构胶的粘稠度范围相当于从糖蜜(5,000cP)到花生酱(250,000cP),既不会太稀也不会太稠;而双组分结构胶通常保持在一个适中的粘稠度范围内,不会达到像腻子或油灰那样高达1,000万cP的极端粘稠状态。

一般胶黏剂粘度值:

2、粘接接头会受哪种力?

拉伸和剪切力作用下胶黏剂或胶带的整体胶接区域贡献的全部胶接强度。

✓:代表推荐设计的粘接接头种类

✕:代表不推荐设计的粘接接头种类

✓ 拉伸应力

拉伸应力从粘合面中笔直拉出并垂直于平面。

✓ 压缩应力

压缩类似,但应力施加在粘合面上。

✓ 剪切应力

以相反的方向水平拉动胶粘剂。

在劈裂力和剥离力作用下,仅靠近间隔前缘的胶黏剂或胶带产生胶接强度。

✕ 剥离力

剥离力集中在接头的一个边缘。当其中一个基材是柔性的时发生。

✕ 劈裂力

劈裂力集中在接头的一个边缘。发生在两个刚性基材之间。

3、需要柔性胶还是刚性胶?

我们可以通过模量这个概念来表征硬度。

模量(硬度)=描述了材料在施加力下的变形趋势-拉伸模量(杨氏模量):常用“E”表示

-高模量 =“刚性”

-低模量 =“柔性

刚性胶黏剂具有更大的固定负载保持力,在应力下能更好地维持形状

柔性胶黏剂处理胶接部件间差异运动(如热胀冷缩)的能力更强,通常为塑料提供更好的粘合。

4、什么是胶黏剂的Tg(玻璃化转变温度),粘接接头高温下有多少强度?

玻璃化转变(Tg)是指非晶态材料从刚性玻璃态转变为柔性橡胶态的可逆过程。这一转变不仅导致材料模量显著变化,还会影响热膨胀系数、比热容等多个物理性能。对于固化后的胶黏剂而言,当温度超过Tg时,其表观模量急剧下降,直接导致搭接剪切强度明显降低。

以3M DP420/DP460系列为例,其Tg会随着热固化温度升高而提升。值得注意的是,在高温环境下测得的剪切强度通常会低于室温测试值。不同胶黏剂的高温强度差异主要源于其Tg的高低:例如3M 2214环氧胶因其最高Tg值(约121℃),在高温条件下展现出最优异的强度保持率。

5、结构胶胶层建议控制多厚?

双组份结构胶黏剂可在任意厚度下完全固化,没有最小或最大固化厚度限制,但我们会有推荐的胶层厚度以达到最优粘接效果。

通常,承受拉伸和剪切应力的接合部位推荐0.1-0.3mm胶层,而承受劈裂和剥离应力的部位建议0.5-1.0mm胶层。

胶层过薄会导致"缺胶"而降低强度,过厚则可能影响固化效率和最终性能。设计材料对粘时(特别是平面粘接),为了达到一定胶合层厚度,防止胶黏剂被完全挤出,可采用玻璃微珠、钓鱼线等间隔材料,或在基材上设计凸起结构、胶槽来控制胶层厚度。

6、结构胶能在高温下放多久不失效?

失效-表明胶粘剂永久性降解或失去粘合力温度值代表着固化结构胶粘剂的长期耐温上限值(>30天)。