镍的粘接：难度虽高，但并非不可能

来源：DELO 发布时间：2020-02-27 455

塑料橡胶原料及混合物添加剂及母粒技术前沿

某些塑料以及金属被认为是难以粘合的材料。其中之一就是镍。今天我们将展示粘合剂以高强度粘合镍的案例，以及粘附如何形成的技巧。

镍和镀镍表面难以粘合的原因有很多： (1) 镍本身是一种惰性材料。因此很难在这种基材上用粘合剂进行粘接。(2) 表面粗糙度为 15 µm 时，最适合粘合；然而镍表面较为平滑，因此表面区域难以有效粘合。(3) 镍的表层会与湿气发生反应。随着时间的推移，湿气深入粘合剂的内层，导致粘合剂的强度逐渐下降。(4) 此外，这种材料自身的特性，以及镀镍加工过程，都会对粘合部位造成影响。粘附性能测试显示即便是同一家供应商的两批商品，都存在着巨大的差异。

固化温度高，粘合剂强度也高测试表明：某些高温固化粘合剂可以在镍表面展现很好的粘附力。例如DELOMONOPOX AD286，这种环氧树脂的初始压缩剪切强度达到了 55 MPa (见图表 1) 。在模拟老化测试中，为了评估它对于镍的粘附性能，随之将干净的、粘合后的组件在温度85 °C，相对湿度 85 % 的条件下存储七天。这种测试常用于汽车行业的老化模拟测试。在这一测试中，这种粘合剂的强度仍然达到了 40 MPa。环氧树脂在 150 °C 的高温下用 60 分钟完成固化，由于固化温度较高，粘合剂在表面形成了良好的交联。造成初始数值和测试后的数值差异的主要原因是水分沿着粘合剂与基材接合部位表面有扩散情况。

低固化温度面临挑战受到材料属性的限制，当粘合剂不得不在 +100 °C 甚至更低的温度条件下完成固化时，镍的粘合就成了难度极高的挑战。固化温度较低的环氧树脂难以粘附的原因之一是：这类粘合剂的玻璃转化温度 (Tg) 较低。玻璃转化温度用来衡量聚合物网络的稳定性—— Tg 越低，聚合物网络的密度越低，随之影响粘合部位的抵抗性。即使采用化学成分和固化机理都不同的丙烯酸粘合剂，也很难粘合镀镍表面。目前仍然难以找出原因。为了进一步了解这个问题， DELO 正在积极开展各种基础项目，并已研究出一些初步解决方案。作为项目的一部分内容，公司甄选了一部分粘合剂，深入研究它们在镍材料上的粘合性能。DELO 开发出一种丙烯酸：DELO DUALBOND SJ4750，它的固化温度较低，但却能够可靠地粘合镀镍的组件。这款粘合剂适用于粘合迷你扬声器和摄像机等领域。这种单组分、双重固化粘合剂的初始强度超过 30 MPa (见图表 2)。在经过标准老化测试之后 (在温度 85 °C ，湿度85 % 的环境下储藏七天)，它的强度仍然稳定地保持在 20 MPa 以上。这种粘合剂可以进行光预固定，然后通过热固化达到最终强度。它也可以仅通过光进行固化，或者仅通过热进行固化。测试中，它在 +100 °C 的条件下用了 60 分钟固化。

要求虽高，但可以实现

粘合镍是一项要求很高的任务。还有很多未解决的疑问：例如，如果固化温度范围较高，能否克服镍的惰性？或者，升高温度是否“只会”增加粘合剂的强度？不过，在大量测试中，DELO 选择的粘合剂在这种金属上展现出较高的强度，可以在相应的应用领域可靠地实现粘合。

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