- Quá trình đóng rắn thường kèm theo hiện tượng co ngót và nhựa đã đóng rắn thường dòn, làm xuất hiện ứng suất nội do đó làm độ bền mối dán giảm.. Dùng nhiều chất hóa dẻo sẽ làm giảm độ
Trang 1- Quá trình đóng rắn thường kèm theo hiện tượng co ngót và nhựa đã đóng rắn thường dòn, làm xuất hiện ứng suất nội do đó làm độ bền mối dán giảm
- Để giảm hiện tượng co ngót người ta thường thêm các chất độn vô cơ, để giảm tính dòn thường phối trộn với các polyme nhiệt dẻo hoặc elastom
- Keo nhiệt rắn thường là hệ 2 thành phần: nhựa và chất đóng rắn, được pha trộn trước khi dùng
6.3.1.1 Nhựa phenol-formaldehyt
- Là thành phần cơ bản của nhiều loại keo, kết hợp được nhiều tính năng quý và có ứng dụng rộng rãi trong việc dán gỗ, kim loại, chất dẻo và nhiều vật liệu khác
- Nhựa sau khi đóng rắn có tính dòn nên để sử dụng rộng rãi thì phải biến tính Nhựa không biến tính thường dùng để dán gỗ, chất dẻo bọt, vật liệu xốp
- Nhựa phenol-formaldehyt là sản phẩm đa tụ giữa phenol và formaldehyt Tùy thuộc vào tỷ lệ thành phần, điều kiện đa tụ mà nhựa thu được có tính chất khác nhau
- Để sản xuất keo thường dùng nhựa PF ở dạng rezol có khối lượng phân tử từ 700-1000 hòa tan được trong nước hoặc trong rượu
- Để cải thiện một số tính chất người ta có thể thay thế phenol bằng các đồng đẳng như crezol, phenol đa chức hoặc thay thế formaldehyt bằng fufurol
- Để mở rộng ứng dụng của keo PF có thể biến tính nó bằng cách kết hợp với các polyme như cao su tổng hợp, polyvinylbutyral, polyamit
Chương 7
Trang 2Các bước hình thành mối dán:
- Chuẩn bị bề mặt nền
- Chuẩn bị keo
- Gia công tạo màng keo
- Đóng rắn, hoá rắn keo hình thành mối dán
7.1 Chuẩn bị bề mặt nền
- Phổ biến và đơn giản nhất là phương pháp cơ học: dùng giấy nhám, bàn cào, bàn chải sắt, đệm mài mòn với qui mô lớn thì phun cát, hạt kim loại
- Trường hợp bề mặt bị nhiễm bẩn bởi dầu mỡ thì dùng dung môi tricloetylen, aceton, dầu, xăng .để xử lý
- Xử lý hoá học để tẩy rỉ, những chất bẩn bám chặt, tạo cấu trúc bề mặt thích hợp
- Hoặc có thể xử lý bằng một số phương pháp khác: ngọn lửa, plasma, điện hóa
7.2 Chuẩn bị keo
- Chuyển keo thành dạng có thể quét lên bề mặt nền, tạo điều kiện cho khả năng thấm ướt và tiếp xúc tốt
- Pha chế chất kết dính với các thành phần khác: dung môi, chất hoá dẻo, chất đóng rắn, độn, chất bảo quản
- Dung môi: (hay môi trường phân tán) phải vừa đủ
+ Nếu quá đặc thì keo không thể trải đều và tiếp xúc tốt với bề mặt vật liệu dán
Trang 3+ Nếu loãng quá thì việc tách dung môi sẽ kéo dài, có thể tách không hoàn toàn Mối nối còn sót dung môi dù rất ít cũng bị giảm độ bền và chịu độ chịu nhiệt
- Chọn dung môi cũng nên lưu ý đến tốc độ bay hơi của nó:
+ Bay hơi chậm : tốn nhiều thời gian
+ Bay hơi nhanh quá sẽ tạo màng trên bề mặt ngăn cản dung môi lớp dưới tách ra
+ Tốt nhất nên dùng monome tạo nên polime keo dán làm dung môi
- Chất hóa dẻo: có tác dụng làm giảm hay loại trừ độ co ngót và ứng suất nội khi tạo thành màng keo Dùng nhiều chất hóa dẻo sẽ làm giảm độ bền và khả năng chịu nhiệt, cách điện của mối dán
- Chất độn: Thường là độn trơ, tỉ trọng cao, rẻ tiền nên làm hạ giá thành Tuy nhiên cũng có một số chất độn làm tăng một vài tính năng cơ lý, hóa học
Ví dụ: Bột nhôm làm tăng độ bền, độ dẫn nhiệt, giảm co ngót
Oxyt nhôm: tăng khả năng cách điện
Grafit: tăng độ dẫn điện
Kẽm: tăng tính chống ăn mòn
Chì: tăng khả năng chống tia bức xạ
Tỷ lệ độn có khi nhiều hơn chất kết dính(keo)
- Chất bảo quản: là những chất thường có tính sát trùng, thường thêm vào với lượng nhỏ nhằm ngăn cản hoạt động của vi sinh vật phá hủy màng keo
Trang 4- Chất ổn định: ngăn ngừa sự oxy hóa, sự phá hủy mối nói, bảo đảm màng keo ít thay đối theo thời gian
7.3 Phủ quét keo
Tùy thuộc vào bản chất của keo dán, vật liệu nền, điều kiện dán mà ta chọn phương pháp gia công màng keo thích hợp
- Có thể phủ keo bằng chổi, cọ, con lăn Keo phải được phủ cho đều trên toàn bộ bề mặt nền, tránh để lại các bọt khí, độ dày dao động trong khoảng 0,05 - 0,25 mm
- Nhúng, tẩm
- Phun: phun thường, phun không có khong khí, phun bằng súng phun lửa, phun tĩnh điện
- Rulo trục cán
- Máy đùn trục vít
a- Dùng trục cán
- Được dùng rộng rãi với qui mô sản xuất lớn
- Dùng máy cán 2 hoặc 3 trục
- Phổ biến nhất là loại có 2 bể chứa keo, nền có thể được phủ keo đồng thời ở 2 mặt Do vậy khi sản xuất ván ép 3 lớp có thể chỉ cần gia công keo tấm giữa, còn đối với loại có 5 lớp thì chỉ cần gia công keo 2 mặt ở 2 tấm thứ 2 và 4
- Nếu chỉ cần gia công keo một mặt thì chỉ cần một bể chứa keo
Hình 13.1/109
Trang 5- Đối với keo dung môi thì trục được làm nóng để dung môi bay hơi nhanh
b- Phương pháp phun
- Phổ biến nhất là dùng súng phun Súng được nối với bình chứa keo qua nắp 3 và chốt 4, có thể tháo nắp tự do
- Ở cạnh phải súng có một đầu nối với máy nén không khí, qua ống cao
su để dẫn không khí nén
- Trước khi dùng nối ống cao su từ máy nén khí với đầu cắm ở phía phải súng, mở nắp 3 và chốt 4, đổ keo đã pha chế vào bình 2, đậy nắp lại (không đổ đầy, không để bọt khí)
- Dùng tay phải cầm báng súng, dùng ngón tay ấn vào cò súng 5, làm cho khí nén đi qua keo được hút lên từ ống dẫn trong bình chứa 2 qua vòi phun 7, phun đồng đều lên bề mặt sản phẩm
Hình 6.1/145 (Sách KT sơn)
Súng PCl-2 trang 146
Một số kiểu súng phun/148
KP-10: dùng cho sản xuất nhỏ
KP-20: cho sản xuất lớn
KP-30: keo có độ nhớt thấp
Gần đây người ta đã sử dụng một số phương pháp phun mới:
1- Phun không có không khí
Trang 6- Phương pháp phun thông thường dùng áp suất không khí để phun keo đến bề mặt nền Do vậy bụi keo bay ra rất nhiều, lãng phí và ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân
- Với phương pháp phun không có khong khí, dùng thiết bị có áp suất lớn, keo có độ nhớt tương đối cao
- Keo được phân tán thành những hạt nhỏ hay còn gọi là “sương mù” đến bề mặt nền với tốc độ lớn
- Lượng sương mù phân tán ra ngoiaf không đáng kể nên giảm thiểu tổn thất hơn phương pháp khí nén
- Phương pháp này dùng đối với keo dung môi hoặc ít dung môi
2- Súng phun lửa
- Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là loại trừ việc dùng dung môi, dùng keo dạng bột được làm nóng chảy khi nó đi qua ngọn lửa và tiếp xúc trên bề mặt nền ở dạng nóng chảy
- Nguyên tắc: Keo dạng bột mịn được cho vào bình chứa, qua một ngăn
ở đây nó được xoáy, cuộn tròn trong luồng không khí và đi vào pitston có 2 vòng tròn (ống): vòng trong thổi không khí để đẩy keo đến nền, vòng ngoài chứa khí propan đốt cháy ở miệng, đầu ra với ngọn lửa 5-10 cm
- Thường dùng với keo epoxy với chất đóng rắn là dixyan diamid Kích thước hạt thích hợp là 70 - 150 µm
3- Phun tĩnh điện
Trang 7- Keo epoxy rắn dùng phương pháp phun tĩnh điện hiệu quả nhất
- Sau khi súng phun keo vào trường tĩnh điện có điện thế cao (khoảng 90000 V), các hạt keo dạng sương mù bị cảm ứng mang điện tích âm
- Di chuyển về phía nền thường được nối với đất và là cực dương, các hạt keo lưu lại trên nền với thời gian đủ để hình thành kết dính với nền Dưới điều kiện độ ẩm không khí thấp
* Đặc điểm:
+ Ưu điểm:
- Lượng keo tổn hao ít, tiết kiệm keo, hiệu suất sử dụng keo cao có thể đạt 80 - 90 %
- Tạo lớp keo đồng đều
- Có thể tự động hóa
- Năng suất cao
+ Nhược điểm:
- Thiết bị khá phức tạp
- Phải chống cháy
- Sản phẩm hình dáng phức tạp màng keo kém bền
- Độ nhớt keo không lớn quá, nếu không những hạt keo dạng sương mù khó phân tán làm cho màng kém bền
- Khoảng cách giữa súng và nền : 250 - 300 mm
- Keo nóng chảy:
Trang 8+ Thường là những polime nhiệt dẻo như: PVAx, polivinylbutyral, PS,
PE, poliamit, cao su, xyclon Với PE thường dùng để dán giấy có phủ PE hoặc dán PE
+ Hoá rắn nhanh khi tiếp xúc nền
+ Các phương pháp gia công:
- Dùng thùng chứa keo nóng chảy: keo ở dạng hạt, mảnh được nóng chảy trong bể chứa, nhờ trục cán, đầu phun gia nhiệt để phủ lên nền, ghép 2 bề mặt và ép
- Phương pháp này có nhược điểm là giữ keo ở nhiệt độ cao rất nguy hiểm dễ bị oxy hóa, giải trùng hợp, phân hủy, khó giữ nồng độ đôìng nhất và độ nhớt khó đồng đều
5- Phun không có không khí
Phun không có không khí còn được gọi là phun thủy lực, dưới áp suất thủy lực khoảng 1000 - 2500 ps chất lỏng được đẩy qua miệng phun
Phương pháp này có thể dùng với chất lỏng có độ nhớt tương đói cao Với áp suất thủy lực nhất định tốc độ phun càng thấp nếu độ nhớt càng cao
7.4 Đóng rắn màng keo
- Đối với keo có dung môi, sau khi dán thường để ở nhiệt độ thường trong một thời gian nhất định cho dung môi bay hơi
- Sau đó đem đi sấy, tránh dung môi bay hơi quá nhiều để lại những lỗ trống làm giảm độ bền mối dán Mỗi loại keo có một chế độ đóng rắn nhất định: nhiệt độ, thời gian, lực nén
Trang 9* Lực nén: giữ các phần dán ở vị trí cố định, tăng khả năng tiếp xúc giữa
keo và nền
- Áp suất thấp: mối dán xốp, chiều dày không đồng nhất làm cho môïi dán kém bền
- Aïp suất tăng thì sự tiếp xúc giữa keo và nền càng tăng, keo ép vào các mao quản nhiều hơn đến một mức độ cực đại nào đó làm cho độ bền kết dính tăng
- Khi áp suất, áp lực nén tăng cao quá thì độ bền kết dính lại giảm vì các
lí do sau:
+ Keo tràn ra ngoài, thiếu keo ở một số chỗ giữa 2 bề mặt
+ Một số mao quản của vật liệu nền bị phá vỡ
- Có thể tạo lực nén bằng kẹp, trục cuốn, khí nén, hút chân không
Hình 13.14/124
* Nhiệt độ đóng rắn: để dung môi bay hơi và đóng rắn
- Nhiệt độ tăng thì khả năng khuếch tán keo tăng, sự hấp phụ keo lên bề mặt dán tăng, các phản ứng đóng rắn xảy ra nhanh
- Nhiệt độ cao quá thì keo đóng rắn nhanh quá gây nên ứng suất nội
- Quá trình đóng rắn còn kèm theo sự co ngót (do ứng suất nội gây nên)
Co ngót và ứng suất nội phụ thuộc vào bản chất hoá học của keo cũng như kỹ thuật dán
Trang 10- Nếu keo là polime mạch thẳng có độ uyển chuyển cao thì ứng suất nội luôn nhỏ, keo nhiệt rắn với cấu tạo không gian chặt chẽ thì có ứng suất nội cao hơn
- Các phương pháp gia nhiệt:
+ Dùng lò sấy, nồi hấp
+ Gia nhiệt bằng trục cuốn
+ Hơi quá nhiệt, hơi nước, nước nóng, tia tử ngoại, điện trở
- Đối với keo nóng chảy thì hóa rắn keo bằng tác nhân làm lạnh như: không khí, nước lạnh
- Chiều dày keo:
+ Chiều dày quá bé: thiếu keo không thấm ướt hoàn toàn 2 bề mặt tiếp xúc
+ Chiều dày lớn quá: làm tăng khả năng tạo ứng suất nội, phần lớn độ bền keo bé hơn nền do đó gây nên phá vỡ kết dính nội trong lớp keo khi có ứng suất tập trung