RuBBeR

Hệ chất kết dính chứa nước

Rate this Entry
Việc sử dụng nước như là chất mang cho các hệ kết dính dường như là câu trả lời rõ ràng cho hầu hết các vấn đề gặp phải với các chất kết dính chứa dung môi.Việc sử dụng nước như là chất mang cho các hệ kết dính dường như là câu trả lời rõ ràng cho hầu hết các vấn đề gặp phải với các chất kết dính chứa dung môi.

4.2 Waterborne Bonding Systems
4.2 Các hệ kết dính chứa nước
Use of water as the carrier for bonding systems seems to be the obvious answer to most of the problems encountered with solvent-based adhesives. Việc sử dụng nước như là chất mang cho các hệ kết dính dường như là câu trả lời rõ ràng cho hầu hết các vấn đề gặp phải với các chất kết dính chứa dung môi.
However, use of water for the application of bonding systems has a number of shortcomings, which have made the development of the new systems difficult and slow to be presented to and accepted by, the marketplace.


Tuy nhiên, việc dùng nước cho các hệ kết dính có một số hạn chế, điều này làm cho việc phát triển một hệ chất kết dính mới khó khăn và rất chậm được giới thiệu và chấp nhận bởi thị trường.
Waterborne bonding systems do not have the same ability as organic solvents to ‘wet out’ the metal surface or solubilise any greasy contamination during bonding agent application to the metal surface.
Các hệ chất kết dính chứa nước không có khả năng giống như các dung môi hữu cơ như là thấm ướt bề mặt kim loại hoặc hòa tan bất kỳ tạp chất dầu mỡ trong quá trình phủ chất kết dính lên bề mặt kim loại.
Another factor is quick evaporation of the alternative carrier from the applied adhesive film.
Một yếu tố khác là yêu cầu sự bay hơi nhanh của chất mang khỏi lớp màng chất kết dính.
Use of water requires higher temperatures for its removal from a deposited film of adhesive.
Việc dùng nước yêu cầu nhiệt độ cao hơn để loại bỏ nước khỏi lớp màng kết dính.
Incomplete removal will result in porous adhesive layers, or even in underbond corrosion at the metal surface.


Sự loại bỏ không hoàn toàn sẽ làm cho lớp chất kết dính có lỗ xốp, hoặc thậm chí ăn mòn bề mặt kim loại bên dưới liên kết.
4.2.1 Structure of Organic Solvent-based Bonding Systems
4.2.1 Cấu trúc của các hệ kết dính chứa dung môi hữu cơ
The conventional bonding systems used for many years by the bonding industry are two phase systems.
Các hệ kết dính thông thường được dùng nhiều năm trong lĩnh vực kết dính là các hệ có hai pha.
The resin and polymer phase is a solution, whilst the second phase, comprising the accelerators and other additives of organic or inorganic origin, is in the form of finely divided suspensions within the first phase.

Pha nhựa và polyme là một dung dịch, trong khi pha thứ hai, gồm chất xúc tiến và các chất phụ gia khác có nguồn gốc hữu cơ hoặc vô cơ, ở dạng huyền phù mịn trong pha thứ nhất.
4.2.2 Structure of Waterborne Bonding Systems
4.2.2 Cấu trúc của các hệ kết dính chứa nước
Bonding agents with water as the carrier are multiphase systems.
Các chất kết dính với nước là chất mang là các hệ nhiều pha.
The polymer phase consists of an emulsion (or latex) within a continuous phase of water and the second phase of organic and inorganic materials is dispersed within the liquid phase.
Pha polyme là một hệ nhũ tương (hoặc latex) với pha liên tục là nước và pha thứ hai gồm các chất hữu cơ hoặc vô cơ được phân tán trong pha lỏng.
The fact that the polymer system is based upon latex technology reflects upon the stability of the latices being used and their protective stabilisation against flocculation.
Thực tế hệ polyme dựa trên kỹ thuật latex phản ánh tính ổn định của các latex được dùng và sự ổn định của chúng chống lại sự tạo bông.
Obviously bonding agent suppliers will compound their systems to achieve maximum stability, but outside forces, such as water evaporation, vigorous agitation, low or too high temperatures, addition of solvents or diluent water containing salts of polyvalent heavy metals, may well result in irreversible flocculation.
Rõ ràng các nhà cung cấp chất kết dính sẽ phối trộn các hệ kết dính để đạt được tính ổn định tối đa, nhưng những tác động bên ngoài, như sự bay hơi của nước, sự khuấy trộn mãnh liệt, nhiệt độ thấp hoặc quá cao, việc thêm dung môi hoặc nước pha loãng chứa muối kim loại nặng nhiều hóa trị, có thể tạo nên sự tạo bông không thể đảo ngược lại.


4.2.3 Fundamentals of Waterborne Bonding Agent Application
4.2.3 Những quy tắc cơ bản của phủ chất kết dính chứa nước
Moore [1] discusses the surface energy requirements of the application of bonding agent to metal surfaces and reviews the thermodynamics of wetting.
Moore [1] thảo luận những yêu cầu về năng lượng bề mặt cho việc phủ chất kết dính lên bề mặt kim loại và xem xét lại nhiệt động lực học của sự thấm ướt.
Critical aspects of the process of application are concerned with the initial scrupulous cleaning of the metal and its surface topography, to ensure that no traces of oil are trapped after grit blasting.
Những mặt quan trọng của quá trình phủ này liên quan đến việc làm sạch rất tỉ mỉ kim loại ban đầu và nghiên cứu chi tiết bề mặt của nó, để đảm bảo rằng không còn vết dầu còn sót lại sau khi phun các hạt nhỏ làm sạch.
Cleaning with chlorinated solvents generally eliminates any problem in this area, but as legislation prohibits their use and resort has to be made to other cleaning methods, then problems are envisaged.
Việc làm sạch bằng dung môi clorua nhìn chung sẽ loại bỏ bất kỳ vấn đề nào, nhưng vì pháp luật cấm dùng chúng nên phải chuyển sang phương pháp làm sạch kim loại khác, để giải quyết vấn đề trên.
Moore concludes that adhesive wetting is ultimately a function of the surface tension of the adhesive and the level of oily residue on the metal surface.
Moore kết luận rằng sự thấm ướt chất kết dính cuối cùng là một hàm của ứng suất bề mặt chất kết dính và lượng dầu còn sót lại trên bề mặt kim loại.
A method of determining surface tension, which has been derived from a technique used by the printing industry [2] for determining the wettability of corona treated polyethylene or polypropylene using surface tension pens, has been adapted by Morton International, to determine the effectiveness of metal cleaning methods.
Một phương pháp để xác định ứng suất bề mặt, có nguồn gốc từ kỹ thuật được dùng trong ngành in [2] để xác định tính thấm ướt của corona, được xử lý polyetylen hoặc polypropylen, bằng cách dùng bút ứng suất bề mặt, đã được chấp nhận bởi Morton International, để xác định sự hiệu quả của các phương pháp làm sạch kim loại.


4.2.4 Waterborne Bonding Systems in Factory Usage
4.2.4 Các hệ kết dính chứa nước được dùng trong nhà máy
In use, care must be taken to ensure that the possibility of ‘drying out’ of the bonding system at the edges of dip tanks, paint pots and on and in spray-guns, is not allowed to occur, for contrary to the experience of such deposits with solvent-based systems, water will not ‘dissolve’ them back into the system.
Khi sử dụng, phải chú ý đảm bảo rằng khả năng ‘sấy khô’ của hệ kết dính tại các thành của bể chứa, thùng sơn và súng phun không được phép xảy ra, điều này ngược với những kinh nghiệm về các chất lắng đọng lại của các hệ kết dính chứa dung môi, nước sẽ không hòa tan chúng trở lại hệ thống.
Attempts to reincorporate hardened bonding agent, in the hope that it will redissolve, will result in the bonding agent in use being contaminated with hard ‘bits’.
Những cố gắng để hòa tan chất kết dính đã đóng rắn, với hy vọng chúng sẽ hòa tan lại, sẽ dẫn đến chất kết dính được sử dụng sẽ bị nhiễm bẩn bởi các ‘miếng’ cứng nhỏ.
Evaporation of water from the bonding agent during use will also result in flocculation if the water loss is too great.
Sự bay hơi của nước khỏi chất kết dính trong quá trình sử dụng sẽ dẫn đến sự tạo bông nếu nước bay hơi quá nhanh.
Forces come into effect due to the closer proximity of the latex particles to each other as evaporation proceeds.
Các tác động có hiệu quả do các phần tử latex gần nhau hơn khi quá trình bay hơi xảy ra.
Collision between particles results in flocculation.
Sự va chạm giữa các phần tử sẽ tạo nên sự kết bông.
Similar effects occur as the result of extreme temperatures.
Những tác động tương tự xảy ra do nhiệt độ quá cao.
Too low a temperature allows the formation of ice crystals, which results in a lowering of the volume of the water phase and thus a closer proximity of the latex particles and hence more likelihood of collision and flocculation.
Nhiệt độ quá thấp cho phép hình thành những tinh thể nước đá, điều này làm giảm thể tích của pha nước và vì vậy khoảng cách giữa các phần tử latex gần hơn và do đó cũng có thể tạo nên sự va chạm và sự tạo bông.
Conversely, at high temperatures the influence of the temperature is to considerably speed up the movement of the particles, and thus the opportunity for collision and flocculation rises rapidly.
Ngược lại, ở nhiệt độ cao ảnh hưởng của nhiệt độ là đáng kể khi tăng nhanh chuyển động của những phần tử nhỏ, và vì vậy khả năng va chạm và tạo bông tăng lên rất nhanh.


Dilution of the relatively high solids material can be carried out using deionised or distilled water, definitely not tap water.
Sự pha loãng những chất có độ cứng tương đối cao có thể được thực hiện bằng cách dùng nước khử ion hoặc nước chưng cất, chắc chắn không dùng nước sinh hoạt chảy từ vòi.


The agitation normally required to prepare bonding agents for factory use after transport or storage, to lift any dispersed ingredients into complete suspension, must be carried out carefully with waterborne systems.
Sự khuấy trộn thường được yêu cầu để chuẩn bị các chất kết dính đề dùng trong nhà máy sau khi vận chuyển và tồn trữ, để cho các thành phần có thể phân tán hoàn toàn vào hệ huyền phù, phải được thực hiện cẩn thận với các hệ kết dính chứa nước.
Too violent an agitation by high-speed or planetary type mixers must be avoided.
Phải tránh khuấy trộn quá mãnh liệt khi dùng các máy khuấy loại hành tinh planetary hoặc máy khuấy tốc độ cao.
Drawing in of air by this type of mixer will cause frothing, due to the surfactants necessary to stabilise the latex system.
Sự hút khí vào của những loại máy khuấy này sẽ gây nên sự tạo bọt, do chất hoạt động bề mặt cần dùng để ổn định hệ latex.
Stirring at less than 60 rpm is recommended.
Nên khuấy ít hơn 60 vòng trên phút.
The stirring should be carried out for a minimum of 8 hours after long storage, or for 2 – 3 hours if the bonding agents have been allowed to settle for a couple of days.
Việc khuấy trộn nên được thực hiện trong ít nhất 8 giờ sau khi một thời gian dài tồn trữ, hoặc từ 2 tới 3 giờ nếu chất kết dính mới được ổn định trong vài ngày.


4.2.5 Metal Preparation - For Waterborne Bonding Systems 4.2.5 Chuẩn bị kim loại – Cho các hệ kết dính chứa nước
The cleaning of metals for the application of waterborne bonding systems is much more critical than for solvent-based systems Việc làm sạch kim loại để dùng cho các hệ kết dính chứa nước thì quan trọng hơn nhiều so với các hệ chứa dung môi.
Scrupulously clean metals are vital, to ensure maximum wettability of the bonding surface.
Rửa sạch kim loại cực kỳ tỉ mỉ là vấn đề sống còn, để đảm bảo tính thấm ướt tối đa của bề mặt kết dính.
Bond [3] suggests that calcium modified phosphating of metals is preferable to conventional grit blasting with its potential for ‘re-infecting’ the metal surface after degreasing by using contaminated grit.
Bond [3] đề nghị rằng phủ photphat đã biến tính bằng canxi lên bề mặt kim loại rất thích hợp với quá trình phun các hạt nhỏ làm sạch, nhưng chúng có thể nhiễm bẩn lại bề mặt kim loại sau khi loại bỏ dầu mỡ do dùng các hạt bị nhiễm bẩn.
Proper housekeeping should eliminate such problems.
Quá trình làm sạch đúng cách sẽ loại bỏ những vấn đề này.


With the advantages and disadvantages of these systems it is still going to be difficult to convince customers that the reliability of the bonded products using waterborne adhesives will be as good as for products produced with solvent-based systems Với những thuận lợi và hạn chế của những hệ này, vẫn đang khó khăn khi thuyết phục khách hàng tin tưởng những sản phẩm dùng các chất kết dính chứa nước sẽ tốt như những sản phẩm được sản xuất với các hệ kết dính chứa dung môi.


4.2.6 Waterborne Bonding Agent Application
4.2.6 Phủ chất kết dính chứa nước
Application of the waterborne systems is similar to solvent-based system with some fundamental differences.
Phủ các hệ kết dính chứa nước thì tương tự như hệ kết dính chứa dung môi với một vài sự khác biệt cơ bản.
The drying time necessary for the applied coat of bonding agent is longer, but can be speeded up to some extent by applying the waterborne adhesive to metals which have been preheated to 60 ºC.
Thời gian sấy khô cần thiết cho lớp kết dính sẽ dài hơn, nhưng có thể tăng nhanh quá trình này tới một mức độ nhất định bằng cách gia nhiệt trước các chất kết dính chứa nước tới 60oC.
Drying oven temperatures should be increased to 104 ºC and air speed increased in drying tunnels to encourage evaporation.
Nhiệt độ lò sấy nên được tăng tới 104oC và vận tốc không khí tăng trong ống sấy để hỗ trợ sự bay hơi.
Coated metals can be baked at up to 170 ºC for 5 minutes to prevent compound flow distortion or removal, without problems.
Kim loại được phủ chất kết dính có thể được nung tới 170oC trong 5 phút để tránh sự biến dạng hoặc mất đi dòng chảy của hợp chất, mà không có vấn đề nào phát sinh.


Applied film thickness is critical for use of these systems.
Bề dày lớp màng phủ là rất quan trọng khi dùng những hệ này.
If the film is too thin, then ‘spotty’ bonding will result.
Nếu lớp màng quá mỏng, sẽ làm cho sự kết dính không đều, lốm đốm.
Too much bonding agent applied will result in delamination and will cause flaking.
Chất kết dính được phủ quá nhiều sẽ tạo nên sự phân lớp và sẽ gây bong ra.
Best film thicknesses have been determined by Bond [4] to be:
Bề dày lớp màng tốt nhất được xác định bởi Bond [4] là:
primer 5.0 – 10.2 μm
lớp lót 5.0 – 10.2 μm
topcoat 12.7 – 15.4 μm
lớp phủ bên trên 12.7 – 15.4 μm
giving a total film thickness of 17.7 – 25.6 μm
bề dày lớp màng tổng cộng 17.7 – 25.6 μm


These levels of primer and adhesive cover were found to be resistant to salt cabinet attack after 72 hours, even if metals had only previously been grit blasted, without any chemical treatment of the metal surfaces. Những bề dày này của lớp lót và chất kết dính được nhận thấy là chống lại sự tấn công của muối sau 72 giờ, thậm chí nếu kim loại chỉ được phun các hạt nhỏ làm sạch, mà không có bất kỳ sự xử lý hóa học bề mặt kim loại.


Correct viscosity of the applied bonding agent must be controlled by methods other than those used with solvent-based systems.
Độ nhớt chính xác của chất kết dính phải được kiểm tra bằng phương pháp khác với những phương pháp được dùng cho các hệ chứa dung môi.
‘Cup’ or rotary viscosity testers are not reliable methods of determining viscosity of emulsions.
Những máy thí nghiệm đo độ nhớt kiểu quay hoặc ‘cup’ là những phương pháp không đáng tin cậy để xác định độ nhớt của các hệ nhũ tương.
Hydrometer testing of specific gravity is a more reliable way of measuring viscosity and hence controlling deposited film thickness. Thí nghiệm hydrometer để xác định khối lượng riêng là một cách đáng tin cậy hơn để đo độ nhớt và kiểm soát bề dày lớp màng.


4.2.7 Waterborne Bonding Agent Storage Stability
4.2.7 Sự ổn định của chất kết dính chứa nước trong tồn trữ
In general, the storage stability of waterborne systems is good.
Nhìn chung, khả năng tồn trữ của các hệ kết dính chứa nước là tốt.
However, the viscosity of one grade of Chemlok 855 is known to increase after storage periods in temperatures of approximately 40 °C, until it appears to be ‘gelled’.
Tuy nhiên, độ nhớt của Chemlok 855 tăng sau một khoảng thời gian tồn trữ ở nhiệt độ xấp xỉ khoảng 40oC, cho tới khi nó tạo gel.
With high shear stirring, this ‘gel’ quickly breaks down to its working viscosity, without any impairment of performance.
Với việc khuấy tạo ứng suất trượt cao, ‘gel’ này nhanh chóng pha vỡ và đạt độ nhớt làm việc, mà không làm suy giảm bất kỳ tính năng nào.
Room temperature storage of this grade is 3 months, with little viscosity change.
Khả năng tồn trữ ở nhiệt độ phòng của chất này là 3 tháng, độ nhớt thay đổi rất ít.
4.2.8 Non Bond Advantages of Waterborne Bonding Systems
4.2.8 Những thuận lợi của các hệ kết dính chứa nước
There are some advantages from using waterborne bonding agents:
Có một vài thuận lợi từ việc dùng các chất kết dính chứa nước:
• The removal of atmospheric pollution from solvents.
• Không gây ô nhiễm không khí do phát thải dung môi.
• Elimination of fire hazards and thus decreased insurance premiums.
• Loại bỏ nguy cơ cháy và vì vậy chi phí bảo hiểm giảm.
• Ease of spillage removal - simply wipe up using warm water containing detergent.
• Dễ dàng loại bỏ lượng bị dư – lau chùi đơn giản bằng nước ấm có chứa xà phòng.


Disadvantages include the problems of careful handling to prevent flocculation, and the higher heating costs from metal warm-up prior to and after bonding agent application.
Những điều bất lợi gồm thao tác bằng tay cẩn thận để tránh tạo bông, và chi phí gia nhiệt cao hơn do làm nóng kim loại trước và sau khi phủ chất kết dính.


4.2.9 General Comments - Waterborne Bonding Agents
4.2.9 Những nhận định chung – Chất kết dính chứa nước
In general terms the primer coats developed by the various manufacturers’ have a greater affinity for the metal surface, being designed to fully wet out the metal surface.
Nhìn chung, các lớp lót được phát triển bởi các nhà sản xuất khác nhau có ái lực lớn đối với bề mặt kim loại, được thiết kết để thấm ướt hoàn toàn bề mặt kim loại.
They also tend to be somewhat rigid in nature, having a high crosslink density.
Chúng cũng có khuynh hướng hơi cứng một cách tự nhiên, có mật độ liên kết ngang cao.
The rigidity of the primer coat acts as a mechanical, as well as a chemical, key to the metal surface.
Độ cứng của lớp lót như là một điểm quan trọng về cơ học, cũng như hóa học, đối với bề mặt kim loại.
The bonding agent with the higher affinity for the rubber is much more flexible in nature, thus acting as a stress distributor between the layers of materials.
Chất kết dính với ái lực với cao su càng cao thì càng mêm dẻo một cách tự nhiên, vì nó làm việc như là một vật phân tán ứng suất giữa các lớp vật liệu.
Different rubbers require different mechanisms to achieve crosslinks between the system of the bonding agent and the bulk rubber.
Các loại cao su khác nhau yêu cầu các cơ chế khác nhau để kết mạng giữa hệ chất kết dính và khối cao su.
With the large variety of rubbers available, of both thermosetting and thermoplastic types and a wide variety of substrates to which they have to be bonded, it is very evident that the dream of a single universal bonding system for all rubbers and metals, is likely to remain just that - a dream.
Với việc có nhiều loại cao su, cả hai loại nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn và nhiều loại chất nền mà chúng phải kết dính, có thể thấy rằng giấc mơ về một hệ kết dính chung cho tất cả cao su và kim loại chắc chỉ là giấc mơ.


Nguồn tài liệu: Handbook of Rubber Bonding – 2003 (trang 127-130)
Tác giả: Bryan Crowther
Nhà xuất bản: iSmithers Rapra Publishing

Người dịch đề nghị: Nhóm p - vPU
Hỗ trợ: Trần Minh Khải, Cty CP Cao Su Thái Dương

Submit "Hệ chất kết dính chứa nước" to facebook Submit "Hệ chất kết dính chứa nước" to Digg Submit "Hệ chất kết dính chứa nước" to del.icio.us Submit "Hệ chất kết dính chứa nước" to StumbleUpon Submit "Hệ chất kết dính chứa nước" to Google

Thể loại
Tài liệu Anh-Việt

Comments