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  • 3M助你突破尼龙材料粘接困境

    2024-10-17

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    尼龙材料为什么不好粘?




    在提到材料粘接程度难易的时候,一般我们会以材料表面能作为判定材料是否容易粘接的依据。由于粘接理论非常的复杂,所以这也并非绝对,我们本文的主人公聚酰胺也就是尼龙,就是其中一个特例。

    聚酰胺(PA)是一类主链上合有许多重复酰胺键的热塑性树脂的总称。通常使用其商品名尼龙(Nylon)。习惯上按其合成原料单体中碳的原子数来表示其组成。

    尼龙的品种很多,有尼龙4、5、6、7、8、 9、10、12、13、66、610、1010等均聚物,还有二元、三元共聚物,如尼龙6/66及610/1010/66等。

    尼龙品种繁多,所以这些不同品种的尼龙材料的可粘接程度各异,而有些尼龙中还夹杂了玻璃纤维增强,又带来了变数。

    从表面能来看,尼龙材料属于中-高表面能材料。其中表面能较高的尼龙品种,达因值可达46,大多数尼龙材料达因值在38-46的区间,理论上应该属于相对比较好粘接的塑料类。对比同一表面能等级的材料,PC和ABS就相对比较好粘。

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    那么尼龙有何特殊性影响其被粘接?


    1.吸湿性:尼龙具有吸湿性,会吸收空气中的水分。这种吸湿性会影响粘合剂的固化过程,导致粘接强度下降。

    2.结晶结构:尼龙的分子结构中含有结晶区和非结晶区。结晶区的存在使得粘合剂难以渗透和附着,从而影响粘接效果。

    3.化学惰性:尼龙的化学性质相对稳定,不容易与许多常见的粘合剂发生化学反应。这使得粘合剂难以在尼龙表面形成牢固的化学键。

    4.表面光滑:尼龙的表面通常比较光滑,这也增加了粘合剂附着的难度。光滑的表面提供的机械附着力较低,导致粘接效果不佳。






    可见粘接尼龙需要找到克服这些问题的办法。

    表面处理可能会是一种选择,但是也会带来一些问题,以下是进行表面处理的优缺点分析:

    一般难粘塑料我们都可以进行表面处理, 此类技术能够改变基材表面的物理,化学组成,提高表面能,并增加可用胶粘剂的种类。相关技术包括火焰处理、电晕或等离子处理等等, 但是表面处理一般都会使工艺复杂,设备投资高,耗能,从而造成成本上升。





    3M尼龙粘接解决方案



    3M DP6310NS,6330NS聚氨酯结构胶
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    3M™ Scotch-Weld™复合材料粘接聚氨酯胶粘剂DP6310NS是一款多用途的聚氨酯胶粘剂,用于粘接多种复合材料、塑料、金属和木材。它是具有弹性的高强度粘接剂,可适应不同材料粘合时的热膨胀和收缩差异。

    3M™ Scotch-Weld™复合材料粘接聚氨酯胶粘剂DP6310NS能替代铆钉和螺丝,将复合材料粘接到其他基材上,形成更坚固美观的粘合层。对大多数金属而言,它们粘性好,无需底涂。

    应用1:电机风扇模组粘接:白色尼龙材料粘接金属

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    应用2:运动摄像机支架产品组装

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    这里要给大家一个小贴士,图中的胶水是一开始错误选择的DP8005 ,DP8005是粘接低表面能材料的最佳选择,但是粘接尼龙的原理和粘接低表面能材料完全不同,所以最终DP6330NS完美的完成了任务。



    应用3:制氧机内部尼龙组件粘接

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    3M TE-031 PUR热熔聚氨酯
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    3M™ Scotch-Weld™ 聚氨酯反应型胶粘剂是一系列单组分潮气固化聚氨酯胶粘剂。这些胶粘剂在加热条件下使用,并且可以将各种基材(例如木材、纤维增强塑料(FRP)和许多其他塑料)粘接至金属和玻璃上。

    3M™ Scotch-Weld™ TE031 聚氨酯反应型胶粘剂是一款可挤出的胶粘剂,凝固快,适合粘合多种塑料,包括尼龙,聚苯乙烯和丙烯酸类聚合物。

    应用:汽车窗帘和尼龙卡扣粘接

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    DP125双组分环氧胶粘剂
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    Scotch-Weld™ DP125灰色环氧胶粘剂是Scotch-Weld™ DP125半透明环氧胶粘剂的灰色版,具有相似的性能和柔性。

    · 操作时间25分钟

    · 柔性

    · 灰色

    · 高剥离强度与剪切强度

    · 可控的流动性

    · 1:1混合比

    · 符合UL 94 HB的要求

    应用:通信线缆尼龙部件粘接方案
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    粘接要求:粘接力强,有柔性。


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    PR100 塑料及橡胶快干胶
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    3M™ Scotch-Weld™塑料及橡胶快干胶能在难以粘合的塑料和橡胶基材上具有卓越的性能。此类胶粘剂可用于粘接同类基材或复合粘结金属、复合材料。对于高增塑的聚氯乙烯、三元乙丙橡胶(EPDM)、ABS、尼龙、Santoprene™Viton™等材料都具有优异的粘结性能。

    和粘接LSE材料需要AC77 底涂不同,尼龙粘接不需要底涂!

    由于尼龙材料种类很多,以上胶粘解决方案不能面面俱到。随着3M™研发人员的不懈努力,只进行轻量表面处理如清洁,更可靠且粘接性能更强,耐老化更优的尼龙粘接胶粘剂已经开发出来。

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    3M™Scotch-Weld™DP8910NS丙烯酸结构胶
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    ·粘接聚酰胺(尼龙)及其复合材料

    ·不需要等离子/电晕处理或机械打磨

    ·优异的耐高温 (85°C+)和耐湿性

    ·优异的铝、钢和其他金属粘接性能


    搭接剪切强度(psi)

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    应用1:汽车和一般工业燃油控制阀的齿轮粘接应用

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    (包括柴油汽油输送控制泵,阀等)对于非高速运转的阀门和泵来说,其电机传动机构基于成本和噪声控制的考虑,会采用塑料齿轮代替金属齿轮,同时还能减轻少许的整体重量。

    由于会有严苛的温度环境和油的侵扰,塑料的选择上一般都会采用PA66+玻纤之类的材料,其具有优异的耐高温,耐磨性和耐化学性,但其表面往往具有一定的光滑度,难以粘接。所以过去的方式都是采用热熔的方式进行尼龙材料自身和其他材料之间的连接,但是对于汽车这种高频振动和高速冲击需要的场合,靠这种连接方式显然是不可靠的。

    3M™Scotch-Weld™DP8910NS是一种为尼龙粘接而设计的胶水,非常适合汽,柴油输送控制阀种齿轮的粘接。是其在严苛的环境中工作不发生松脱。


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    同时,其还具有良好的耐高温性能。在柴油电动泵和液体控制阀等设备中,往往需要承受高温环境下的工作条件。这就要求所使用的粘接剂能够在高温下保持稳定的性能,不会出现软化或失效的情况。3M™DP8910NS能够在高温环境下保持稳定的粘接强度,确保设备在恶劣条件下仍能正常运行。

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    玻璃化转变温度对比图

    此外,3M™DP8910NS还具有优异的耐化学性能。在柴油电动泵和液体控制阀等设备中,常常接触到各种化学物质,如燃料、润滑油等。因此,所使用的粘接剂需要具有良好的耐化学性,不会受到这些化学物质的侵蚀而导致粘接层失效

    3M™DP8910NS能够抵抗多种化学物质的侵蚀,确保粘接层的稳定性和持久性。其柴油环境中表现出色,在严格的浸没测试 30 天后表现出 92% 的强度保持率。

    应用2:汽车外饰件粘接

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    汽车 C 型支架设计为尼龙(聚酰胺,PA6),以减轻重量。汽车户外粘接的苛刻要求显而易见。3M公司提供了 材料数据卡、测试、自动点胶支持和 PPAP

    3M™DP8910NS 通过了车规级老化测试。性能得到了客户认可。

    除了结构胶之外,3M 非结构胶也有很多粘接尼龙非常的优秀,90号喷胶,4693H,1099 ,4000UV等都是粘接尼龙好手,能提供非常好的粘接效果。

    案例:90号喷胶粘接PVC布和尼龙传送带

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    尼龙材料的其它应用范围

    除了上述的应用,尼龙材料由于其优异的性能,现正在各行各业拓宽其应用范围:

    ·汽车 – 电气连接器、电线护套、排放罐、轻型齿轮、风扇叶片、制动液和动力,转向油箱、阀盖、转向柱壳体、排放控制阀、镜罩,拍档,搭扣等;

    ·电子 – 手持式设备,穿戴式设备,电缆扎带、插头、连接器、线圈形式、端子等;

    ·消费品 - 滑雪靴,溜冰鞋支撑,壁球球拍等;

    ·其他 - 烤箱烹饪袋,枪托,空调软管,刷毛,缝合线,钓鱼线,木槌头、梳子、家具零件等。

    由此可见,在不远的将来,3M的尼龙粘接解决方案能给更多的客户带来价值。


    本文#关键词:3M、3M中国、3M胶粘之家、3M™DP8910NS丙烯酸结构胶、尼龙粘接

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