Ngành công nghiệp vật liệu ngày nay không ngừng phát triển, mang đến cho các kỹ sư sản xuất vô số lựa chọn để hoàn thiện thiết kế và quy trình sản xuất. Việc kết nối các bộ phận cùng vật liệu như nhựa với nhựa, kim loại với kim loại đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, nhựa và kim loại là hai vật liệu có đặc tính khác nhau. Trong khi nhựa thường có bề mặt không thấm nước và ít có tính năng bám dính tự nhiên, kim loại lại thường có bề mặt rất cứng và khó để keo dính.

Vì vậy, việc lựa chọn loại keo dán nhựa với kim loại phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ bền và hiệu quả của mối dán. Với sự đa dạng về loại keo dán trên thị trường, từ keo epoxy, keo cyanoacrylate cho đến keo acrylic, mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu cách lựa chọn loại keo tốt nhất để dán nhựa với kim loại, dựa trên các yếu tố như đặc tính bề mặt của bộ phận cần lắp ráp, lực tác động lên mối dán và điều kiện môi trường mà sản phẩm phải chịu đựng trong suốt quá trình sử dụng, nhằm mang lại kết quả tối ưu cho sản phẩm.

Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn loại keo để dán nhựa với kim loại

Khi lựa chọn loại keo để dán nhựa với kim loại, có một số yếu tố quan trọng cần cân nhắc để đảm bảo mối dán chắc chắn và bền vững:

Tình trạng của bề mặt bộ phận cần được kết dính

Trước khi lựa chọn keo và giải pháp kết dính, cần phải xác định loại nhựa của bề mặt bộ phận cần dán (vì so với kim loại, nhựa là vật liệu có năng lượng bề mặt thấp nên thường khó dán hơn).

1. Bề mặt nhựa:

Hiện nay, có rất nhiều các loại nhựa như PC (polycacbonate), PE (polyethylene), PP (polypropylene), PVC (Polyvinylchloride), PS (polystyrene), ABS… Mỗi loại nhựa sẽ có bản chất vật liệu khác nhau, năng lượng bề mặt khác nhau nên lựa chọn keo dán nhựa cũng sẽ khác nhau.

Trong trường hợp bề mặt nhựa có năng lượng bề mặt thấp như PE, PP, PS… – các loại vật liệu khó dán, chúng ta có thể xử lý tăng năng lượng bề mặt của vật liệu bằng phương pháp xử lý bề mặt/ tăng năng lượng bề mặt để cải thiện khả năng bám dính.

Đối với các loại nhựa có năng lượng bề mặt cao, đa số có thể được dán tốt nếu dùng các loại keo dán tốt trên bề mặt kim loại. Nghĩa là nếu không có sự khác biệt quá lớn giữa năng lượng bề mặt nhựa và kim loại, bài toán này có thể quy về việc tìm loại keo dán tốt trên kim loại. Ngoài ra cũng cần lưu ý rằng chất tách khuôn và chất hóa dẻo chảy ra trong quá trình gia công có thể ảnh hưởng đến năng lượng bề mặt của nhựa.

Bài viết liên quan:
Xử lý bề mặt bằng plasma
Xu hướng sử dụng vật liệu có năng lượng bề mặt thấp – giải pháp cho công đoạn xử lý bề mặt

2. Bề mặt kim loại

Việc dán bề mặt kim loại khá đơn giản tuy nhiên chúng cũng sẽ có những đặc điểm riêng cần lưu ý bởi kim loại có thể bị ảnh hưởng bởi các hạt phân tử, hóa chất và hiện tượng oxi hóa, các khu vực bị biến đổi này sẽ khiến keo dán kim loại khó bám dính. Do đó, xử lý bề mặt kim loại trước khi dán là bước vô cùng quan trọng để đảm bảo độ kết dính bền chặt.

Tóm lại, trước khi tiến hành dán, người sử dụng cần xác định bề mặt cần dán là vật liệu gì và có cần thiết phải xử lý trước không. Trong trường hợp cần xử lý, các bạn có thể tham khảo các phương pháp xử lý bề mặt Prostech cung cấp.

Lực

Khi dán các bề mặt mà khác nhau về vật liệu, các loại lực như lực kéo, lực bóc, lực cắt, lực nén có thể không phải là sức căng đáng kể nhất trên mối nối. Mỗi một loại kim loại và nhựa đều các các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau với tốc độ khác nhau. Diện tích vùng cần dán và kích thước của vật cần dán có thể tạo ra áp lực mới, đáng kể hơn so với các lực thông thường kể trên.

Trong trường hợp sản phẩm sau khi dán phải hoạt động trong môi trường nhiệt độ thay đổi, bạn cần cân nhắc lựa chọn một loại keo dán nhựa với kim loại có khả năng giãn nở và hấp thụ các áp lực do hiện tượng giãn nở nhiệt của nhựa và kim loại.

Quy trình lắp ráp mong muốn

Quá trình lắp ráp phụ thuộc rất nhiều vào quá trình bơm keo và số thành phần của keo. Về cơ bản, sẽ có ba loại keo được sử dụng phổ biến hiện nay để dán nhựa với kim loại, đó là:

• Keo dán hai thành phần: Loại keo này thường có gốc acrylic hoặc epoxy, mang đến khả năng bám dính vượt trội và chịu lực va đập tốt. Vì vậy, nó thích hợp cho các ứng dụng trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Trong trường hợp nhà sản xuất đã có hệ thống đo, trộn và bơm keo từ trước, quy trình lắp ráp được tự động hóa sẽ diễn ra một cách dễ dàng hơn. Tuy nhiên, ngay cả khi không có hệ thống hiện đại này, quá trình dán cũng có thể diễn ra dễ dàng với keo hai thành phần của PROSTECH.
• Keo dán một thành phần: là loại keo chỉ có một thành phần duy nhất và có thể đóng rắn bằng độ ẩm hoặc nhiệt. Keo dán một thành phần có ưu điểm là dễ sử dụng, “thời gian làm việc” của keo dài, cho phép chỉnh sửa dễ dàng mối dán trước khi cố định, cũng như không phải lo lắng về việc đảm bảo keo được trộn với tỉ lệ chính xác. Keo dán một thành phần cũng có thể kết hợp với hệ thống bơm tra keo tự động để nâng cao năng suất.
• Keo dán nhanh CA (cyanoacrylate): là loại keo một thành phần, rất dễ sử dụng và có khả năng khô nhanh. Keo CA có khả năng tạo ra liên kết chắc chắn trên nhiều loại vật liệu (trong đó có cả nhựa và kim loại) trong vài giây đến vài phút, tùy thuộc vào loại keo và điều kiện môi trường. Bên cạnh đó, keo CA là loại keo dễ sử dụng với quy trình bơm keo dễ dàng (không yêu cầu quy trình đo đạc và trộn keo phức tạp).

Như vậy, nếu nhà sản xuất có hệ thống tự động hóa, keo dán hai thành phần hoặc keo dán một thành phần có thể là lựa chọn tối ưu nhất. Đặc biệt là keo dán hai thành phần sẽ mang lại hiệu quả cao trong sản xuất đại trà. Nếu nhà sản xuất cần sự nhanh chóng và linh hoạt, keo dán nhanh CA là sự lựa chọn phù hợp, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu thời gian làm việc ngắn và khô nhanh.

Một số loại keo phổ biến nhất dùng để dán nhựa với kim loại

Keo dán hai thành phần (2K)

Một số sản phẩm keo hai thành phần phù hợp cho dán nhựa với kim loại có thể kể đến như JD050-27, DP110, TA4610, MA310, MMA5118-1. Keo mang lại độ bám dính cao và khả năng chịu lực tốt, phù hợp cho các ứng dụng cần độ bền cơ học cao và chịu được môi trường khắc nghiệt.

Sản phẩm keo epoxy hai thành phần

Keo dán một thành phần (1K)

JD184-4, FP9533, UV5140 là một số loại keo một thành phần có khả năng đóng rắn bằng nhiệt hoặc độ ẩm, dễ dàng sử dụng và thi công khi cần liên kết kim loại và nhựa, thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi sự bền bỉ và độ bám dính mạnh.

Keo dán nhanh CA

Mxbon 21401, Mxbon 21380, Born2bond Ultra, CA51D-401 là một số sản phẩm keo CA thông dụng, tạo ra liên kết chắc chắn trên nhiều loại vật liệu, bao gồm cả nhựa và kim loại, phù hợp cho các ứng dụng cần thời gian làm việc ngắn và sự chính xác trong quá trình dán.

Sản phẩm keo epoxy hai thành phần

Việc lựa chọn loại keo phù hợp để dán nhựa với kim loại phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và điều kiện môi trường. Mỗi loại keo đều mang lại những ưu điểm riêng và phù hợp với các yêu cầu khác nhau trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm. Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực keo dính, Prostech sẵn sàng hỗ trợ khách hàng trong việc lựa chọn loại keo phù hợp và cung cấp giải pháp tích hợp vào dây chuyền sản xuất để tối ưu hóa hiệu quả sản xuất. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí.