聚四氟乙烯的表面处理与粘接(2)

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  因为配位键的形成既需要有提供电子对的一方,又需要有接受电子对的一方,二者缺一不可。PTFE 的难粘性是由被粘物和粘合剂双方共同决定的,并不是由PTFE 单方面决定的,即PTFE 对提供电子对的物质表现难粘性,对提供空电子轨道的物质就会形成牢固的粘接,也可以和某些能形成较强氢键的物质形成牢固的粘合,即该物质必须能够为氟原子提供有效的可形成氢键的氢原子。表面改性剂就是基于以上的机理,提高粘接性能的。到目前为止的有KH2550、A151、防水3号、南大242 号和BGJ3 号等。其中以BGJ3 号的表面改性的效果最好。表1 为水在PTFE 改性表面上的润湿角。

表1  水在PTFE 改性表面上的润湿角

水在PTFE 改性表面上的润湿角

  从上表可以看出BGJ3 号的表面改性的效果最好。表面改性剂BGJ3 号的制备如下:把硼酸(B (HO) 3)与KH2550 (γ2氨丙基乙氧基硅烷) 按1∶10 的比例熔于一定量的乙醇中,加热,搅拌,并在回流条件下制得。BGJ3 号同时具有含硼基团的含氨基团的化合物,含硼基团可提供空轨道,与提供未共同电子对的氟原子形成配位键,这样既可以在PTFE 表面发生配位键合,又能与粘接剂分子形成配位键,因此其改性效果显著,具有较高的粘接强度。

  国外还有一种用于PTFE 表面改性的试剂是由四氟硼酸溶液,在镁阳极存在下电解形成,该含镁试剂与PTFE 反应,形成一个含有碳碳双键、羰基、羟基、羧基的多官能团表面,这些官能团使PTFE 表面的亲水性更佳,从而改变了PTFE 的表面性质。

4、新型粘接剂

  用于PTFE 塑料粘接的粘接剂主要有两类:无氟粘接剂和含氟粘接剂。无氟粘接剂有粘接效果不太理想的聚丙烯酸酯类粘接剂和环氧树脂类粘接剂,以及粘接效果较好的硅树脂类粘接剂如国产的F-4S ,F-4D ,FS 等牌号。含氟粘接剂是由偏氟乙烯类聚合物制备的溶剂型粘接剂如国产的F-2 ,F-3 ,FN 等牌号和美国RAYCHEM 公司生产的氟树脂粘接剂等。下面介绍几种性能优良的粘接剂。

4.1、J-2012 型环氧树脂粘剂

  J -2012 为双组分,无溶剂改性环氧树脂粘接剂,可室温或加热固化,不仅适用于氟塑料与金属,还适用于金属与金属与其它非金属材料的粘接与修补。

表2  J-2012 胶粘剂配方及固化性能

J-2012 胶粘剂配方及固化性能

4.2、含氟聚合物F 粘接剂

  因为一般的含氟聚合物不具有熔溶性,在高温下也不能熔融产生流动,难以满足作为粘接剂所必须具备的流动性。只有偏氟乙烯类聚合物具有一定的溶解性。在F 粘接剂中,选择偏氟乙烯—全氟丙烯共聚物作为粘接剂的主体材料。它的配方(质量份) 如下:

低分子量偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物100
氧化镁15
对苯二酚4
丙酮与乙酸乙酯混合溶剂300
其它18

  用F 粘接剂粘接PTFE 和不锈钢,可获得较高的粘接强度,并具有优异的耐热性能和耐油性能。

4.3、其它的粘接剂

  例如日本‹ } ¯“仆"工业生产的一种粘接剂可用于粘合铝板的PTFE ,粘接强度很高 。它的配方是:由100 份C2Cl3 -环己烯基醚-乙基乙烯基醚-羟丁基乙烯基醚共聚体和0.5 份铝螯合物组成。还有一种可以粘接PTFE 和脱脂的光滑铝面的粘接剂 ,它是由工业聚酰胺-亚胺树脂、二甲氨基乙醇和水的混合物组成的,能形成强的粘合。

5、结语

  PTFE表面改性剂的研究是PTFE 表面预处理方法中最新研究动向,也是提高粘接强度的最有用的方法。人们有可能依靠适当的分子设计,获得更高效率的表面改性剂。/p>

  综上所述,各种处理方法都是要改善表面活性,降低接触角,提高表面能。新型粘接剂也是根据相容性原理制得。所以只有系统掌握,灵活运用,才能真正提高PTFE 的粘接强度。

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