PTFE与钢的粘接

luo113iceman

小弟最近碰到个问题，我想把PTFE薄膜直接粘在钢背上，PTFE薄膜是经过萘钠处理的。
但是好像直接跟钢粘强度还是太小。

我想找个胶水，把他们直接站上。

大家有什么适合的胶水，推荐一下

非洲小白脸

这个还真没有

hackjsh

经过钠萘处理的PTFE，一般的环氧胶粘剂是粘的，环氧胶粘剂粘钢铁基本没问题
具体的咨询下一些大的胶粘剂供应商。

ktking

由于PTFE表面润湿性能差,不能被
很好地粘接,因而大大限制了它的使用范围.为了使PTFE
有更广泛的应用,对其表面进行处理,以改善粘接性能,提高
粘接强度很有必要.
1 PTFE难粘接的原因分析
PTFE之所以难粘接,从它的物理性质上分析,主要有以
下几个方面的原因[1]:
(1)表面能低,临界表面张力一般只有1.85×10-2N/
m.PTFE的前进接触角(θd)为118°,后退接触角(θr)为
91°,接触角(θ)为104°,是所有材料中最大的,而接触角越
大,润湿程度越小,即润湿性越差,胶粘剂不能充分润湿
PTFE,从而不能很好地粘附在PTFE上;
(2)结晶度大,化学稳定性好.PTFE的溶胀和溶解都
要比非结晶高分子困难,胶粘剂涂在PTFE表面很难发生高
聚物分子链的互相扩散和缠结,不能形成较强的粘附力;
(3)PTFE结构高度对称,且属于非极性高分子.胶粘
剂吸附在PTFE表面是由分子间的作用力引起的,这种作用
力包括取向力,诱导力和色散力.而PTFE非极性表面不具
备形成取向力和诱导力的条件,只能形成较弱的色散力,因
而其粘附性能较差;
(4)PTFE的溶解度参数很小,因而与其它物质的粘附
性也很小.
因此,要解决PTFE难于粘接的问题,一般应从表面改
性以改善其粘接性能和研制新型粘接剂两个方面入手.
2 PTFE表面处理方法[2]
2.1 化学处理法
化学处理含氟材料,主要是通过腐蚀液与PTFE发生化
学反应,扯掉材料表面上的部分氟原子,在表面留下碳化层
和某些极性基团.红外光谱表明,在PTFE表面引入羟基,
羰基和不饱和键等极性基团,能使表面能增大,接触角变小,
润湿性提高,由难粘变为可粘.这是目前研究的所有表面处
理方法中效果较好,也较常用的方法.但也存在一些缺点:
被粘物质表面变暗或发黑,在高温环境下表面电阻降低,长
期暴露在光照环境下其粘接性能大大降低.这些缺点使得
此法的应用受到很大的限制.一般用钠萘四氢呋喃作为腐
蚀液,也可用钠联苯二氧六环,钠萘二醇二甲醚等作为腐蚀
液.另外,该法不能根据需要对PTFE表面进行有选择的改
性,具有一定的盲目性,这在实际应用中是非常不利的.
2.2 高温熔融法
高温熔融法是在高温下使PTFE表面的结晶形态发生
变化,嵌入一些表面能高,易粘接的物质如SiO2,Al粉等,冷
却后就会在PTFE表面形成一层嵌有易粘物质的改性层.
由于易粘物质的分子已进入PTFE表层分子中,所以粘接强
度很高.此法的优点是耐候性,耐湿热性比其它方法显著,
适于长期户外使用.不足之处是在高温烧结时PTFE会释
放出一种有毒物质全氟异丁烯,而且不易保持形状.
2.3 辐射接枝法
把PTFE置于苯乙烯,反丁烯二酸,甲基丙烯酸酯等可
聚合的单体中,以60Co辐射使单体在PTFE表面发生化学接
枝聚合,从而在PTFE表面形成一层易于粘接的接枝聚合
物.接枝后表面变粗糙,粘接表面积增大,粘接强度提高.
这种方法的优点是操作简单,处理时间短,速度快,但改性后
的PTFE表面失去原有的光滑感和光泽,且60Co辐射源对人
体伤害较大.
2.4 低温等离子体处理法
低温等离子体是指低气压放电(辉光,电晕,高频,微
波)产生的电离气体.在电场作用下,气体中的自由电子从
电场中获得能量成为高能电子,这些高能量电子与气体中的
原子,分子碰撞,如果电子的能量大于分子或原子的激发能,
就能产生激发分子和激发原子,自由基,离子以及具有不同
能量的射线.低温等离子体中的活性粒子具有的能量一般
接近或超过碳—碳键或其它含碳键的键能,因而能与导入系
统的气体或固体表面发生化学或物理的相互作用.如果采
用反应型的氧等离子体,则能与高分子表面发生化学反应而
引入大量的含氧基团,使表面分子链产生极性,表面张力明
显提高,表面活性改变.即使采用非反应型的Ar等离子体,
也能通过表面的交联和蚀刻作用引起的表面物理变化而明
显地改善聚合物表面的接触角和表面能.图1为PTFE经
N2等离子体处理后水接触角的变化情况.
收稿日期:2005207216
16董高峰,等:聚四氟乙烯表面处理与粘接
图1 N2等离子体处理PTFE的时间与接触角的关系
刘学恕[3]对低温等离子体处理氟塑料进行了长期的研
究工作,取得了很好的效果,处理后的氟塑料接触角平均降
低20°～30°,粘接剪切强度提高2～10倍.G.Mesygts[4]用
20keV和30keV的N+,O+,C+离子束,在一定条件下处理
PTFE,其结果是PTFE表面对异氰酸酯,丙烯酰胺和环氧试
剂产生活性,这种改变使它与胶粘剂的界面发生变化.处理
后的PTFE与以多乙烯多胺为固化剂的环氧粘合剂(ED-
20)粘接耐久性可提高100倍.
2.5 最近国外报道的处理方法
用ArF作激光的激光器处理PTFE,是目前国外采用的
新方法.它的基本原理是用激光器照射某物质,一方面可使
该物质与PTFE表面发生基团反应,引进易粘接的物质;另
一方面可使PTFE表面形成自由基,引发单体与其形成接枝
共聚物,达到改善粘接强度的目的.根据反应类型可分为基
团反应和接枝反应.
(1)基团反应
处理过程是用ArF激光器照射处在某气态物质氛围中
的PTFE,使该气态物质与PTFE表面发生基团反应.可根
据PTFE的不同用途,选择不同的反应物质进行改性.例
如,选择[B(CH3)3]3作反应物质,改性后的表面是亲油性
的,而选择NH3,B2H6,N2H4(肼)或H2O2等作反应物质,改
性后的表面是亲水性的[5].用芳香族化合物对PTFE改性,
可以大大提高其粘接强度.此法的优点是简便,安全,还可
以根据实际需要对PTFE表面进行有选择的改性,避免了化
学处理法的盲目性,这在实际应用中是非常有利的.此外,
改性后的PTFE表面耐久性要比辐射法,用N2的等离子体
法好得多.人们已经成功地利用此法在处理过的PTFE表
面上镀金属镍.这一研究以日本都市大学Murhara教授领
导的研究小组最有代表性.
(2)接枝反应
在ArF激光器的引发下,PTFE表面分子脱氟形成自由
基,引发单体在其上聚合,形成接枝聚合物,接枝链是易粘接
的物质,它以化学键的形式与PTFE分子相连并附着在PTFE
表面,形成一层该化学物质的表面层,这样就把PTFE的粘
接问题转化成该物质的粘接,简化了PTFE的粘接.例如在
ArF激光器照射下,CH2CHCON(CH2NH3)2可与
PTFE表面发生接枝聚合反应,改性后的PTFE对水的接触角
下降到20°[5].
此外,有报道称[6]改善PTFE的粘接性能也可以从成型
过程入手.在PTFE成型之前,向其中加入一种光吸收剂,
烧结后再用紫外激光照射,不仅可改善润湿性,而且耐热,耐
光照性能也得到大大提高.改性后的PTFE与钢板粘接,剥
离强度可达到2.0776N/mm.
3 表面改性剂
配位键理论认为PTFE的大分子只有单纯的给电能力,
对那些大多数只有单纯的给电能力而接受电子能力很弱的
胶粘剂具有很强的排斥性,并且难以用这些物质在界面上生
成配位键而产生有效的粘附作用.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接剂双方共同决
定的,并不是由PTFE单方面决定的,PTFE对提供电子对的
物质表现出难粘性,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
接,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机理来提高粘接性能的.

ktking

目前,PTFE的表面改性剂有KH-550,A151,防水3
号,南大-42号和BGJ3号等.其中以BGJ3号的表面改性
效果最好

放牛山娃子

引用第3楼ktking于2010-08-15 05:18 PM发表的  :
由于PTFE表面润湿性能差,不能被
很好地粘接,因而大大限制了它的使用范围.为了使PTFE
有更广泛的应用,对其表面进行处理,以改善粘接性能,提高
粘接强度很有必要.
1 PTFE难粘接的原因分析
.......

谢啦。收藏！

luo113iceman

目前,PTFE的表面改性剂有KH-550,A151,防水3
号,南大-42号和BGJ3号等.其中以BGJ3号的表面改性
效果最好


这些胶水好像网上找不到。

放牛山娃子

看了半天没看懂，只好查资料。附上：
ptfe中文名为聚四氟乙烯，是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。聚四氟乙烯的基本结构为. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的,它本身对人没有 毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。

聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。一般结晶度为90～95％，熔融温度为327～342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时，形成13／6螺旋；在19℃发生相变，分子稍微解开，形成15／7螺旋。

虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ／mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时，聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率（％）每小时分别为1×10-4、4×10-3和9×10-2。可见，聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。

力学性能 它的摩擦系数极小，仅为聚乙烯的1／5，这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。

聚四氟乙烯在-196～260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能，全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。

耐化学腐蚀和耐候性 除熔融的碱金属外，聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于所有的溶剂，只在300℃以上稍溶于全烷烃（约0.1g／100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，所以具有优异的耐候性。

电性能 聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。

耐辐射性能 聚四氟乙烯的耐辐射性能较差（104拉德），受高能辐射后引起降解，高分子的电性能和力学性能均明显下降。

聚合 聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。聚合一般在40～80℃，3～26千克力／厘米2压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。

应用 聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型；也可制成水分散液，用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、食品等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料，绝缘材料，防粘涂层等。
化学性质
绝缘性：不受环境及频率的影响，体积电阻可达1018欧姆•厘米，介质损耗小，击穿电压高。

耐高低温性：对温度的影响变化不大，温域范围广，可使用温度-190~260℃。

自润滑性：具有塑料中最小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料。

表面不粘性：已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的固体材料。

耐大气老化性，耐辐照性能和较低的渗透性：长期暴露于大气中，表面及性能保持不变。

不燃性：限氧指数在90以下。

参考资料：http://baike.baidu.com/view/683150.html?wtp=tt
13回答者：

aaron

做为采光板的表面层，可以使材料透光率，耐候性达到10年以上，而基本稳定

纤维专家

好像还没有这样的胶水