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粘结剂涂布方法有哪些?

粘结剂的涂布方法多种多样,选择哪种方法取决于多种因素,包括粘结剂的类型(粘度、固体含量、固化方式)、被涂布基材的形状、尺寸和材质、所需的涂层厚度和均匀性、生产速度、成本预算以及环保要求等。

以下是一些常见的粘结剂涂布方法:

粘结剂涂布方法有哪些?-图1
(图片来源网络,侵删)

浸渍涂布 (Dip Coating)

  • 原理: 将基材完全或部分浸入粘结剂槽中,然后以受控的速度提拉出来,使粘结剂附着在基材表面,并通过重力、离心力或后续的刮刀/辊子去除多余粘结剂。
  • 优点: 设备简单,操作容易,适合复杂形状工件(如多孔材料、网状物、小零件),涂层均匀性好。
  • 缺点: 粘结剂利用率相对较低(有槽液损失),可能需要浸渍槽和回收系统,涂层厚度控制精度相对较低,不适合连续大面积平面基材。
  • 适用: 纤维、网状物、小零件、多孔材料、需要整体涂覆的工件。

喷涂涂布 (Spray Coating)

  • 原理: 使用喷枪(空气喷枪、无气喷枪、静电喷枪等)将粘结剂雾化成细小液滴,喷射到基材表面形成涂层。
  • 优点: 适应性强,可涂覆复杂形状、不规则表面和大面积基材,涂层相对均匀,涂布速度快,可精确控制涂层厚度(通过调整参数)。
  • 缺点: 粘结剂飞散损失较大(粘附率较低),可能产生VOCs排放(需环保处理),对操作环境要求较高,涂层可能不如其他方法平整光滑,需要遮蔽不涂覆区域。
  • 适用: 复杂形状工件、大型工件、需要快速涂覆的场合、需要局部喷涂的场合。

辊涂涂布 (Roll Coating)

  • 原理: 利用一系列旋转的辊子将粘结剂从料槽中传递、计量并转移到基材表面,这是工业生产中最常用的方法之一。
    • 正向辊涂: 粘结剂槽辊将粘结剂传递给计量辊(或涂布辊),再转移到基材上,适合中低粘度粘结剂。
    • 逆向辊涂: 基材与逆向旋转的计量辊接触,计量辊从料槽辊上“刮下”精确厚度的粘结剂并转移到基材上,适合高粘度粘结剂,涂层精度高。
    • 凹版辊涂: 使用雕刻有凹坑的辊子,粘结剂填充凹坑,刮刀刮去表面粘结剂,基材与辊子接触时凹坑中的粘结剂转移到基材上,适合精确转移高粘度粘结剂,涂层厚度由凹坑深度决定。
  • 优点: 生产效率高,适合连续大面积平面基材(如纸张、塑料薄膜、金属板、织物),涂层厚度均匀可控,粘结剂利用率高(逆向辊涂尤其好),自动化程度高。
  • 缺点: 主要适用于平面或可展开的基材,对复杂形状适应性差,设备相对复杂,投资较高。
  • 适用: 纸张、塑料薄膜、金属箔、织物、标签基材等大面积平面材料的连续涂布。

刮刀涂布 (Knife Coating / Bar Coating)

  • 原理: 使用一个刀片(刮刀)将粘结剂从料槽中刮涂到基材表面,通过控制刮刀与基材的间隙或压力来精确控制涂层厚度。
  • 优点: 涂层厚度控制精度非常高,适合高粘度粘结剂,涂层表面平整光滑,粘结剂利用率高。
  • 缺点: 对基材平整度要求高,不适合严重翘曲或不平的基材,刮刀磨损会影响涂层质量,不适合复杂形状。
  • 适用: 高精度要求涂层(如电子胶带、光学薄膜、精密胶粘带)、高粘度粘结剂、平整的平面基材。

丝网印刷涂布 (Screen Printing)

  • 原理: 将粘结剂通过丝网(有图案开口)漏印到基材表面,形成特定图案的涂层。
  • 优点: 可实现非常精细的图案和文字,涂层厚度相对较厚,适用于各种基材(平面、曲面)。
  • 缺点: 速度相对较慢,不适合大面积均匀涂布,丝网易堵塞和磨损,需要制作网版。
  • 适用: 需要精确图案涂覆的场合(如电路板、标签、装饰、局部粘接)。

移印涂布 (Pad Printing)

  • 原理: 利用硅橡胶移印头将凹版图案上的粘结剂转移到异形或不规则基材的特定位置。
  • 优点: 能在复杂曲面、凹凸不平、小尺寸的基材上实现精确图案转移。
  • 缺点: 速度较慢,设备相对复杂,粘结剂转移量控制相对精细但不如刮刀。
  • 适用: 异形工件、小零件、曲面工件上的精确图案涂覆(如玩具、电子元件、医疗设备)。

点胶涂布 (Dispensing / Jetting)

  • 原理: 通过精密的阀门(如螺杆阀、活塞阀)或非接触式喷头(如压电式喷墨头)将粘结剂按需、精确地“点”或“线”式涂布到基材指定位置。
  • 优点: 非接触或微接触,对基材损伤小,粘结剂用量极其精确(节省材料),可编程控制复杂路径,适合高精度定位。
  • 缺点: 速度相对较慢(尤其复杂路径),设备成本高,对粘结剂粘度、性能要求苛刻(需低粘度、快干、无气泡等)。
  • 适用: SMT贴片、精密电子组装、医疗设备密封、微流体、需要精确点胶或路径涂覆的场合。

喷墨打印涂布 (Inkjet Printing)

  • 原理: 类似点胶,但使用压电或热发泡技术将粘结剂以微小液滴的形式直接“打印”到基材上形成图案或涂层。
  • 优点: 非接触式,可实现极其精细的图案和渐变涂层,材料利用率极高,灵活性高(可编程更改图案)。
  • 缺点: 对粘结剂性能要求极高(低粘度、特定表面张力、快速固化、无杂质),速度相对较慢,设备昂贵,基材需有良好的接收性。
  • 适用: 高精度图案化涂覆(如电子电路、传感器、生物芯片)、个性化定制、功能性涂层打印。

流延涂布 (Cast Coating)

  • 原理: 将粘结剂溶液或熔融体流延到一个移动的载体(如带、辊筒)上,形成液膜,然后通过干燥或冷却固化成膜,最后从载体上剥离。
  • 优点: 可获得非常均匀、光滑、无缺陷的涂层,适合生产自支撑薄膜或涂层基材。
  • 缺点: 速度相对较慢,需要干燥/冷却设备,设备复杂,主要生产薄膜类产品。
  • 适用: 生产功能性薄膜(如离型膜、保护膜、光学膜)、在载体上形成均匀涂层再转移。

选择涂布方法的关键考虑因素

  1. 粘结剂特性: 粘度、固体含量、触变性、流变性、溶剂类型、固化方式(热、UV、湿气等)。
  2. 基材特性: 形状(平面、曲面、异形)、尺寸、材质、表面状态(平整度、粗糙度、亲疏水性)、耐温性、耐溶剂性。
  3. 涂层要求: 厚度范围、均匀性要求、精度要求、表面状态(光滑、哑光)、图案要求(全涂、局部、精细图案)。
  4. 生产要求: 生产速度、产量(连续/间歇)、自动化程度、成本预算(设备投资、运行成本、材料利用率)。
  5. 环保与安全: VOCs排放、溶剂回收、操作安全性。

没有一种涂布方法是万能的,在实际应用中,工程师需要综合评估上述所有因素,选择最适合特定粘结剂、基材和产品要求的涂布方法,辊涂、刮刀涂布、浸渍涂布和喷涂是最为广泛应用的几种方法,而点胶、喷墨、丝网印刷和移印则更多用于需要高精度图案化或复杂形状涂布的场合,流延涂布则主要用于薄膜生产,理解各种方法的原理、优缺点和适用范围是做出正确选择的基础。

粘结剂涂布方法有哪些?-图2
(图片来源网络,侵删)
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