一种氧化铝陶瓷材料用工业粘结剂的制作方法

1.本发明属于材料技术领域，涉及精密加工过程中的粘接技术，尤其涉及一种氧化铝陶瓷材料用工业粘结剂。


背景技术：

2.高纯氧化铝陶瓷材料在粘结加工时需要粘结剂在使用时具有易粘结，易脱胶。目前在精密加工过程中的粘接工艺中，原有的粘接方法是用502胶水，或者ab胶粘接，这两种胶水粘接都有一个弊端，502胶水脱胶很麻烦(固化后脆性大，不耐冲击振动，同时其可靠性不高)，需要在丙酮里面长时间浸泡才能脱胶，并且产品表面的残留胶水很难清理，大面积的粘接，丙酮浸泡也脱不下来。ab胶一样也是脱胶比较困难，清理比较麻烦，粘接力也不够强，达不到加工要求，固化后很难剥离，极易造成被加工件的损伤，固化后硬度高且脆，受较大外力冲击或震动时比较容易碎，有时候在加工过程中会造成产品松动从而导致产品报废或者撞机导致刀具断裂。
3.现有的其他粘结剂也存在有多种缺陷，或者对先进陶瓷材料粘结力不够，加工时容易脱落，或者粘结力过大，加工后难脱胶，在加工过程及脱胶时会对先进陶瓷材料造成损伤，以及粘结平整度较差，无法满足先进陶瓷的超精密加工需要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对氧化铝陶瓷材料粘接过程中的粘结剂涂抹均匀的问题，从而让粘接的产品平面度好，能够达到加工精度；同时还要达到粘接强度，保证加工过程中产品不会松动，粘结剂要容易清洗，容易脱胶，以保证产品表面的清洁程度等问题，本发明提供了一种氧化铝陶瓷材料用工业粘结剂。本发明的粘结剂可以通过稀释的金属清洗剂及清水在常温下快速脱胶，不会对陶瓷表面光洁度及粗糙度产生影响，及保证加工粘结强度，并保证产品涂层及表面不受到损伤。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.本发明涉及一种氧化铝陶瓷材料用工业粘结剂，所述工业粘结剂由松香、工业石蜡和环氧树脂组成。本发明的粘结剂对高纯氧化铝陶瓷材料及一定粗糙度下的表面有较好的粘结效果并可实现无损伤的脱胶。其中松香属于热敏性粘合剂，在本发明的体系中松香的加入可以在较适宜的温度下，方便粘结应用场景下的使用，提高了粘结剂的热熔性和压敏性；同时还可增加粘结剂的流动性，可以更好地帮助产品平整的与粘结底板粘合，保障后续产品可以获得更高的加工精度。此外，在本发明的体系中，石蜡作为改性剂，可以改善工艺特定，增加粘附性，降低熔融温度，缩短凝固时间。同时，石蜡是优良的热熔胶，可以很好的满足先进陶瓷粘结剂加工后还要方便脱胶的要求，同时有助于产生细度极低的粘结剂，可以提高产品的加工精度。
7.作为一个实施方案，所述环氧树脂选用环氧树脂e51。e51树脂活性高，含有极性基团，具有固化效果好及高硬度的特点，在本发明的体系中使用环氧树脂e51，可以更好地粘
附在高纯al2o3陶瓷材料表面，增强其结合强度，增强粘结剂的抗拉强度，并且增加了粘结剂固化的可控性，可在室温时实现使用的要求，可以调节粘结剂的固化温度；还增加了粘结剂的流动性，可以更好地保证陶瓷加工时的平面度，保证加工精度。
8.作为一个实施方案，所述松香、工业石蜡和环氧树脂的质量比为2.5-3∶1.5-2∶ 0.1。
9.本发明还涉及一种氧化铝陶瓷材料用工业粘结剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：
10.s1、加热使松香、工业石蜡和环氧树脂溶化至液体状；
11.s2、继续搅拌至融合充分，冷却。
12.作为一个实施方案，所述加热的温度为170-190℃，加热时间为25-35分钟。
13.作为一个实施方案，继续搅拌的时间为5-15分钟。
14.本发明还涉及一种氧化铝陶瓷材料用工业粘结剂在氧化铝陶瓷材料加工中的应用。
15.作为一个实施方案，被加工氧化铝陶瓷粘结固时包括如下粘结步骤：将所述工业粘结剂加热至熔化后，涂抹在待粘结面；压平粘结面，冷却至粘结剂固化。
16.作为一个实施方案，所述加热的温度为140-150℃，加热时间为15-25分钟。
17.作为一个实施方案，使用稀释的金属清洗剂及清水在常温下对氧化铝陶瓷制品表面的粘结剂进行快速脱胶。
18.在一些实施例中，在清水中按1∶100-120的比例放入金属清洗剂进行稀释。
19.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
20.1)本发明的工业粘结剂方便清洗，容易脱胶，能够很好的保证产品表面的清洁程度；脱胶水时，在清水中按1∶100的比例放入金属清洗剂，水温加热至80
°
，把产品和粘接底板一起放入水中5分钟就可轻松脱胶，产品表面干净整洁，无残留；
21.2)本发明的工业粘结剂方便粘接，涂抹均匀，从而使得粘接的产品平面度好，能够达到加工精度；操作简单方便，对操作人员身体健康也是无害，大大提高了工作效率；
22.3)本发明的工业粘结剂粘接强度高,粘接力25℃kgf/cm2可达到80
±
5，能够达到加工时的强度；能解决产品在加工过程中松动的问题，提高产品的合格率，减少了报废，使产品质量提升了20％；
23.4)脱胶成本低，且比传统的脱胶方法更安全，金属清洗剂在脱胶是不会对被加工件产生损伤，且废液处理简单，对环境的影响低。
具体实施方式
24.下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
25.按比例配置好重量
→
加热至一定温度溶化
→
冷却装杯
→
冷却
26.实施例1
27.本实施例涉及一种工业粘结剂，其配方组成见表1，制备方法包括如下步骤：
28.用松香，工业石蜡，环氧树脂e51，按照3∶2∶0.1的比例称重配置好，全部放入铁锅中，加热30分钟至180℃让三种物质充分溶化至液体状，此时一边加热一边搅拌均匀，搅拌10分钟后，使其三种物质充分溶解，拿下来，放置阴凉处冷却45分钟，用纸杯盛入，冷却24小时成固体状。使用时，把产品和粘接底板(产品为al2o3陶瓷材料，底板为al2o3陶瓷材料)同时放在加热平板上，温度设定150℃，加热20分钟，因为粘结剂受热就会溶化，然后把这种粘结剂均匀的涂抹在粘接底板上，把要加工的产品放置在粘接底板上粘接好，产品上面放重物压平，放置在阴凉处冷却2小时后即可上机床加工。
29.脱胶时，在清水中按1∶100的比例放入金属清洗剂(山东凯迪环保科技有限公司，“凯迪”牌kd-l313)，水温加热至80℃，把产品和粘接底板一起放入水中，浸泡5分钟就可轻松脱胶，且产品表面干净整洁，无粘结剂残留。
30.实施例2
31.本实施例涉及一种工业粘结剂，其配方组成见表1，制备方法包括如下步骤：
32.用松香，工业石蜡，环氧树脂e51，按照2.5∶1.5∶0.1的比例称重配置好，全部放入铁锅中，加热30分钟至180℃让三种物质充分溶化至液体状，此时一边加热一边搅拌均匀，搅拌10分钟后，使其三种物质充分溶解，拿下来，放置阴凉处冷却45分钟，用纸杯盛入，冷却24小时成固体状。使用时，把产品和粘接底板(产品为al2o3陶瓷材料，底板为al2o3陶瓷材料)同时放在加热平板上，温度设定150℃，加热20分钟，因为粘结剂受热就会溶化，然后把这种粘结剂均匀的涂抹在粘接底板上，把要加工的产品放置在粘接底板上粘接好，产品上面放重物压平，放置在阴凉处冷却2小时后即可上机床加工。
33.脱胶时，在清水中按1∶100的比例放入金属清洗剂(山东凯迪环保科技有限公司，“凯迪”牌kd-l313)，水温加热至80℃，把产品和粘接底板一起放入水中，浸泡5分钟就可轻松脱胶，且产品表面干净整洁，无粘结剂残留。
34.对比例1
35.本对比例涉及一种工业粘结剂，其配方组成见表1，制备方法以及脱胶工序基本同实施例1，所不同之处在于：松香，工业石蜡，环氧树脂e51的用量比为1∶3∶0.1。
36.对比例2-6
37.本对比例2-6涉及一种工业粘结剂，其配方组成见表1，制备方法以及脱胶工序基本同实施例1。
38.表1
39.40.实验方法：
41.粘接力:参照gb/t6329—1996《胶粘剂对接接头拉伸强度的测定》；
42.剪切强度:参照gb/t6328—1999《胶粘剂剪切冲击强度试验方法》；
43.剥离强度:参照gb/t2790—1995《胶粘剂180度剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。
44.松动率：将80块20mm*20mm的al2o3陶瓷板平均分为8组，每组采用一个实施例或对比例的粘结剂将al2o3陶瓷待加工板粘结在粘结底板上，粘结剂涂抹厚度为1mm；对al2o3陶瓷待加工板进行连续打磨1h，测试打磨1h过程中al2o3陶瓷待加工板在粘结底板上松动的数量，计算松动率。
45.脱胶达最终效果浸泡时间：脱胶时，在清水中按1∶100的比例放入金属清洗剂(山东凯迪环保科技有限公司，“凯迪”牌kd-l313)，水温加热至80℃，把产品和粘接底板一起放入水中浸泡，到达到最终效果时的浸泡的时间。
46.脱胶效果：根据观察脱胶后，粘结剂的残余情况及对被加工al2o3陶瓷板的损伤情况判断脱胶的效果。
47.表2、实验结果
[0048][0049]
结合实施例及对比例的实验结果，可以得出，本发明的粘结剂在现有加工条件及在针对原有脱胶工艺简化并改进的脱胶工艺下，可以达到最佳的粘结效果、脱胶效果并在脱胶时不会对被加工产品造成损伤。
[0050]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。