低表面能聚烯烃塑料的简单粘接

通过Dan Shaw，结构粘合剂技术经理而且Michael Williams, OEM营销经理，汉高公司

尽管聚烯烃基塑料如PE、PP和LDPE已被证明在无数应用中有用，但它们很难与粘合剂结合。

传统的液体胶粘剂在低表面能聚烯烃塑料上不能很好地润湿。为了在任何连接应用中实现坚固的粘结，粘合剂和基材之间需要良好的表面接触;粘合剂必须涂满或“润湿”塑料表面。为了有效地润湿表面，粘合剂的表面能必须等于或低于要粘合的基材的表面能。

这些传统的粘合剂很容易在金属和高表面能塑料(如ABS和聚碳酸酯)等基材上被润湿，在大的粘合面积上实现强大而持久的粘合。但对于聚丙烯、聚乙烯、尼龙等低表面能塑料，传统的粘合剂仍然是液滴或珠子，从未覆盖基材表面，最大限度地扩大接触面积。

如果粘合剂不能充分湿润表面，不能与待粘接的两种基材实现紧密的分子接触，粘附力就会很弱，粘接也就不牢固。为了解决这一问题，制造商长期以来一直依赖于表面制备或表面处理来增强附着力和粘结强度。聚烯烃塑料的表面制备方法包括化学和物理处理，旨在增加基材表面的反应性和粗糙度。

常见的表面处理方法包括:
•底漆，化学激活塑料表面;
•蚀刻或表面粗糙，增加粘结部位的表面积，并在粘结中添加机械组件;而且
•能量处理，将塑料暴露在等离子体、电晕或火焰中，增加基材的表面能量，去除抑制粘附的表面污染物。

虽然表面处理技术可以有效地提高粘结强度，但它们是制造过程中的额外步骤，可能昂贵且耗时，并且通常需要处理和储存有害物质才能对聚烯烃有效。能量处理是暂时的-暴露后的短时间内，聚烯烃恢复到原来的低表面能量。

即时胶粘剂或氰基丙烯酸酯是粘接聚烯烃塑料最常用的胶粘剂。为了实现牢固的粘合，基材必须在应用粘合剂之前用底漆处理。一旦固化，瞬间粘合剂通常很脆，在必须承受冲击或冲击的应用中可能会失效。

聚烯烃粘合剂
为了帮助应对低表面能塑料粘合相关的设计和生产挑战，汉高公司引入了一种新的粘合剂技术，可以有效地粘合聚烯烃，而无需进行底漆或复杂表面处理的时间和费用。

这种粘合剂，乐泰3035聚烯烃粘合剂，是一种由两部分组成的结构丙烯酸，可在HDPE, LDPE, UHMWPE, PP, ABS，尼龙，聚碳酸酯，PVC，环氧树脂，钢和铝上实现优异的粘结强度。

该胶粘剂在一系列终端应用中具有良好的耐环境性能，可在电器、全地形车、户外动力设备、塑料管和车辆上可靠和一致地发挥作用。在这种应用中，粘合剂提供了良好的耐潮湿，盐雾和非极性溶剂，如柴油，汽油和机油。这种胶粘剂能承受各种应力，包括剪切、冲击和冲击。抗剪强度HDPE为1600psi, LDPE为600psi, PVC为1200psi，金属为400- 650psi。

聚烯烃粘合剂容易混合，并在不到15分钟内固定到许多塑料和金属，无需表面准备或底漆。夹具时间是粘合剂固化到可以移动零件而不影响粘结的点所需的时间，随基材而变化。在室温下，24小时即可完全固化。胶粘剂的使用寿命为2 ~ 4分钟，保质期为一年。

50毫升的墨盒包装提供精确的1:1混合比例，以确保每次都能适当地固化到高强度的粘合剂。胶粘剂的两部分粘度分别为7500和60000 cps。这种低粘度使材料可以很容易地使用手动或气动涂抹器进行分配。

当完全固化时，粘合剂提供灵活和耐冲击的长期粘结。

市场上也有类似的聚烯烃粘接粘合剂，但需要的夹具时间高达四倍。这些延长的夹具时间会增加制造过程的成本，因为零件必须储存或机架，而粘合剂固化到夹具强度。更快的夹具时间可以减少或消除与正在进行的工作相关的瓶颈。

真实世界的应用
3035聚烯烃粘合剂上市不到一年，已经证明了其在一系列制造应用中的适用性，从通信设备到医疗设备再到汽车组件。

在无线通信设备的组装中，这种粘合剂已经取代了氰基丙烯酸酯粘合剂技术，用于将构成电池组外壳的热塑性硫化组件粘合在一起。热塑性硫化基板像橡胶一样灵活耐用，设计用于承受不断暴露于粗糙的处理。但是热塑性硫化胶极难粘合。制造商使用氰基丙烯酸酯粘合剂来粘合外壳，但在水下压力测试中，组件的失败率为30%，这一数字太高了，无法忍受。

新型聚烯烃粘接胶可有效粘结热塑性硫化胶，与基材的耐久性相匹配，并能承受极端温度和恶劣的终端使用环境。由于制造商改变了胶粘剂技术，在同样的水下压力测试中，故障已经降至零。

聚烯烃粘合剂也在医疗设备组装应用中得到青睐。例如，治疗呼吸机的制造商已经取代了甲基丙烯酸甲酯粘合剂技术(MMA)，在其电机外壳组装过程中将铝连接到聚丙烯。因为胶粘剂是透明的，它提供了一个更美观的粘合线。与mma相比，其15分钟的固定时间大大加快了组件组装过程，mma的固定时间为30分钟。

由于超高分子量聚丙烯(UHMWPP)不吸收水分，具有非常低的摩擦系数和自润滑性，因此很难粘接。但这种基板适用于暴露在冲洗下的设备和设备。在新型聚丙烯粘合粘合剂出现之前，制造商使用机械紧固件将超高分子量wpp附着在其他基材上，通常是钢和其他金属。但污染物和细菌会在紧固件和基材之间的缝隙中积聚，危及工艺的安全性。新型聚丙烯粘合胶已经取代了固定UHMWPP部件的紧固件，用于连接暴露在冲洗下的设备。它永久地保护UHMWPP，并创建一个不受微生物影响的完整密封。

塑料管输送各种流体，从水到汽油，管道制造商经常需要将多个聚乙烯管道连接成一个系列。在一根管道的末端进行拼接，并使用聚烯烃粘接胶粘接下一根管道的接箍。该胶粘剂还用于将玻璃纤维增强塑料配件粘合和密封到聚乙烯管道上。这些配件用作固定其他部件的法兰。在所有这些应用中，粘合剂必须完全密封接头以防止泄漏，并且必须抵抗可能损坏组件的腐蚀性化学物质。

PO胶粘剂可用于机动车辆和个人船只进行类似的组装挑战。在一辆重型卡车的仪表盘组件上，聚烯烃粘合剂正在用于将聚丙烯手套箱连接到ABS仪表盘的背面。一旦安装完毕，这个手套箱组件就会承载沉重的内容物，靠近发动机非常危险，并且暴露在高温、剧烈振动和拉伸/剥离应力下。用于此应用的粘合剂承受了恶劣的操作条件，但需要6个小时才能固定，减慢了组装过程。通过更换新的PO粘合剂，制造商将PP/ABS组件的固定时间缩短至仅2小时，并可以在同一个工作日内制造和运输仪表板组件。

聚烯烃粘合剂的个人船舶应用类似于在机动车辆上发现的应用。该胶粘剂将托盘和储物室门粘合和密封到船只的身体上，也用于将各种夹子和配件粘合到车辆的框架和油箱上。在这些应用中，粘合剂必须经得起高温，紫外光，水分，盐水，溶剂，如机油和汽油，以及高冲击和振动。

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