光學儀器產品結構用膠,是指光學零件與金屬框座或非金屬框座,以及其它機械零件之間的粘接等產品結構上使用的一類膠。
光學儀器產品一般不在大載荷條件下使用,零部件受力不大,特別是光學零件與金屬框座的粘接,必須具有極小的粘接應力,并能緩和溫度變化時的變形應力;粘接強度一般低于機械產品結構用膠。為了獲得足夠的粘接強度和小的粘接應力,應根據(jù)被粘結構件的具體情況,合理選擇膠種或配方設計。由于光學儀器產品種類多,結構件各不相同,因此,光學儀器產品結構用膠的品種多樣化及不規(guī)范性。但趨向于選用室溫或中溫固化、柔性好、彈性模量低的經過改性的彈性膠及采用低毒的改性胺固化劑。在產品設計時,光學零件與金屬框座的結構件、應選用與光學零件玻璃材料膨脹系數(shù)接近的高膨脹系數(shù)或低膨脹系數(shù)的金屬材料;為避免由于溫度變化產生應力和脫膠,對較大結構件,可采用加緩沖層的方法;并根據(jù)結構件的特點、設計合適的接頭形式;嚴格表面處理和粘接工藝;在產品裝校時,應避免敲打、撞擊,以減小外力對膠層的破壞。
1.酚醛樹脂膠
酚醛樹脂膠是使用較早的合成樹脂膠,由于純酚醛樹脂膠,粘接強度低,膠層柔韌性差,在多數(shù)情況下,是使用經過改性的酚醛樹脂膠。即在酚醛樹脂中引入改性物質:如聚乙烯醇縮醛、丁腈橡膠、有機硅化合物等。這樣膠層柔韌性好,從而改善了它的抗彎、抗沖擊、抗剝離強度。曾用于光學零件與金屬框座的粘接、電子顯微鏡氟化鋰、硬脂酸鉛,石英等晶體與金屬載體的粘接、金屬箔與光學零件的粘貼等。其應用一般不采用高溫固化,雖達不到較高的粘接強度,但其膠層柔韌性好,應力小,拆膠返修方便。
2.環(huán)氧樹脂膠
它在光學儀器產品結構上的應用范圍廣。
3.聚氨酯膠
它是以端羥基線型聚酯型聚氨酯丙酮溶液與聚酯改性二異氰酸酯醋乙酯溶液組成。用于照相機殼體外皮的粘貼;可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料以及儀器暗盒泡沫塑料與鋁框的粘接。用于某兵器基線管棱鏡與鏡座的粘接、能耐強烈震動、沖擊。聚氨酯膠初始強度高、抗震動、耐沖擊、耐低溫、耐油性好,可用于多種異型材料之間的粘接。使用中的問題是:固化時間長、膠層易出現(xiàn)氣泡。
4.氯丁橡膠
在光學儀器產品早使用的是山東化工廠生產的XY-401膠。是由氯丁膠料、叔丁酚甲醛樹脂和溶劑組成的單組份膠,主要用于望遠鏡殼體包皮的粘貼。以后出現(xiàn)多種氯丁橡膠膠,如鐵錨801強力膠等。用于金屬箔與玻璃的粘貼、棱鏡與金屬座的粘接、銘牌的粘接、刻度件、塑料裝飾件等的粘接等。填料型氯丁橡膠膠、用于織物襯件與金屬框、非金屬框的粘貼等。
氯丁橡膠膠的品種發(fā)展很快,各種改性接技的相繼推出,適合各種粘接的應用。這種膠初始粘接強度高、固化快、柔韌性好、應力小,適合多種異型材料之間的粘接。
5.有機硅樹脂膠這是中山大學化學系研制的,以W-31-4有機硅樹脂甲苯溶液中,加入適量的低分子量雙酚A環(huán)氧樹脂為增粘劑,添加A-1三乙酰丙酮鋁催化。廣州光學儀器廠用于顯微鏡高倍物鏡與金屬座的粘接。有機硅樹脂的結構中有大量的硅氧鍵和玻璃結構相似,因此與玻璃有較好的粘接性能,膠層耐溶劑性能好,用于油浸物鏡較為合適。
6.丙烯酸酯類膠
在光學儀器產品與應用的有厭氧膠、反應性兩烯酸酯膠、環(huán)氧丙烯酸酯膠等。
( 1)厭氧膠它是以丙烯酸酯為主體,添加少量引發(fā)劑、促進劑和穩(wěn)定劑等配制而成。在光學儀器產品上應用的有鐵錨300、350等。主要用于螺紋緊固和密封,填嵌縫隙、氣孔等。光學顯微鏡的微動軸套、手輪及齒輪座等零部件結構緊湊、難于用機械方法組合緊固,用厭氧膠緊固效果較好,解決了這些部位的松動問題。
(2)反應性丙烯酸酯膠
它是一種室溫快速固化膠。它是由甲基丙烯酸甲酯、A.B.S樹脂、丁腈橡膠等組成甲組份;甲基丙烯酸甲酯、A.B.S樹脂、過氧化羥基異丙苯等組成乙組份的雙組份膠。用于銘牌、裝飾件或應急零件的粘接。若粘接在漆面上或極性塑料制品上,則在使用前用FT-1表面處理劑進行表面處理,其粘接效果更好。
(3)環(huán)氧丙烯酸酯膠
它是一種光固化型密封膠,以環(huán)氧丙烯酸酯為基礎,添加光敏樹脂、光敏劑、固化劑等組成。山東非金屬材料研究所研制生產的GBN-503光學光敏膠,用于燈具反光鏡的粘接密封,亦可以用于光學玻璃零件或某些透明材料與其它材料的結構用膠。試用于偏光顯微鏡石英楔子的膠合及其組合件的粘接固定。這種膠的主要特點:瞬間快速定位、無流膠現(xiàn)象、韌性好、強度高、抗震動、耐高低溫,使用方便。性能優(yōu)于機械方法固定。
7.塑料粘接用膠
塑料工業(yè)的發(fā)展,為光學儀器生產提供多種工程塑料。促使光學儀器產品上使用塑料零件、塑料裝飾件;以及零部件及成品包裝用塑料成型盒、塑料容器等。由于塑料表面能較低,一般講它的粘接比金屬件較為困難。但大多數(shù)熱塑性塑料,可借助溶劑或熱焊連接;不同塑料以及熱固性塑料與其它材料之間的粘接只能借助膠粘劑粘接。一般用熱熔膠、聚氨酯膠、氯丁橡膠膠、反應性丙烯酸酯膠、環(huán)氧-聚酰胺體系等。聚烯烴、氟塑料則要經過表面處理后才能粘接。光學儀器產品結構較之其它機械產品有其特殊性,粘接技術為它提供了新穎的連接方式。這對簡化機械加工工藝、改進產品結構、提高產品質量,有其獨到之處。因此,粘接技術在光學儀器產品結構上得到廣泛的應用。