笔记本电脑外壳组装用丙烯酸酯结构胶的热压参数确定

杜美娜，聂琦思，黄海江

（北京天山新材料技术有限责任公司，北京 100041）

笔记本电脑外壳组装用丙烯酸酯结构胶的热压参数确定

杜美娜，聂琦思，黄海江

（北京天山新材料技术有限责任公司，北京 100041）

丙烯酸酯结构胶在笔记本电脑制造行业有广泛的应用。针对其中热压工艺详细说明和确定了TS823-i的热压参数，并讨论了热压温度、热压时间、间隙等工艺对盘刀推力大小的影响。

笔记本电脑；丙烯酸酯结构胶；热压；工艺参数

笔记本电脑制造行业是丙烯酸酯结构胶的一个重要应用领域，对丙烯酸酯结构胶产品的力学性能、工艺性能、老化性能以及产品的品质要求很高。由于笔记本电脑制造行业巨大的市场潜力，吸引了大批国内外胶粘剂厂商进入这一领域。天山公司是成功进入该行业的胶粘剂厂家之一，所生产的丙烯酸酯结构胶在笔记本电脑制造行业有大量的应用，也积累了丰富的经验。

文中重点讨论了TS823-i笔记本电脑结构粘接剂的热压参数的确定，通过热压参数的确定，思考在胶粘剂的使用过程中，应该如何考查和确定胶粘剂的应用工艺参数，提高工业装配的效率和质量。

1 热压温度的影响

笔记本电脑组装用结构胶多为双组分丙烯酸酯结构胶，室温快速固化，加热时固化速度更快，AB组分混合后会迅速发生自由基聚合，从而实现部件的结构粘接。由于自由基聚合固化的反应特点，其固化反应速度受温度影响较大，温度越高，反应速度越快。

笔记本电脑外壳粘接结构的力学性能测试主要有2种：拉拔力和盘刀推力，通常要求拉拔力≥245 N，盘刀推力≥98 N。其中盘刀推力测试受力方式主要是劈裂力，相对要求更为苛刻，所以在确定热压参数时，主要把盘刀推力作为主要指标。

测试的PC/ABS（聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料）复合材料样件规格为1.8 mm×150 mm×150 mm，为了方便测试，将其裁剪为平整的1.8 mm×8 mm×10 mm的小块。阳极化铝片的规格为0.8 mm×70 mm×110 mm。

粘接基材的种类和厚度对热压参数影响很大，从而影响到盘刀推力的测试结果。在整个测试过程中，为了平行对比，都使用相同规格的样件。

制样和测试过程如下：

1）用TS823-i胶水配合使用0.8 mm内径的针头，打一条胶线；

2）将塑料件放置于下热压机台上，胶线朝上，用塞尺控制胶层厚度；

3）将铝件和塑料件扣合；

4）一定热压条件下（0.4 MPa/60 s）压合；

5）热压后晾置15 s，再进行推力测试。

分别考查了不同胶层厚度下TS823-i与竞品在60、70、75、80 ℃时的盘刀推力，结果见图1～4。

图1 TS823-i与竞品在不同热压温度下的推力（不控制胶层厚度）Fig.1 Pushing force of TS823-I adhesive and competitive product for different heat-setting temperature（no control of adhesive thickness）

图2 TS823-i与竞品在不同热压温度下的推力（胶层厚度100μm）Fig.2 Pushing force of TS823-I adhesive and competitive product for different heat-setting temperature（the thickness of adhesive layer is 100 μm）

图3 TS823-i与竞品在不同热压温度下的推力（胶层厚度200μm）Fig.3 Pushing force of TS823-I adhesive and competitive product for different heat-setting temperature（the thickness of adhesive layer is 200 μm）

图4 TS823-i与竞品在不同热压温度下的推力（胶层厚度300μm）Fig.4 Pushing force of TS823-I adhesive and competitive product for different heat-setting temperature（the thickness of adhesive layer is 300 μm）

从图1～4可以看出，在相同的热压时间等参数下，不论胶层厚度是多少，随着热压温度的升高，推力值都是先增大后减小。在不控制胶层厚度、热压时间为60 s，当热压温度为60 ℃时，由于胶水未完全固化，TS823-i推力值为108.8 N，竞品为60.8 N，都不太大；随着热压温度的提高，胶水固化程度逐渐增高，推力值增大；但是当热压温度超过80 ℃时，由于胶水凝胶太快，导致胶水与被粘基材湿润时间不够，所以推力值反而降低。综合而言，在热压时间为60 s时，热压温度为70～80 ℃之间比较好。

2 间隙的影响

在生产制造过程中，粘接面之间的间隙大小是一个很重要的工艺参数。从图1～4可以看出，胶层厚度对推力的影响也很大，当粘接间隙为300μm时，盘刀推力值显著降低。

为了对比考查粘接间隙对推力的影响，考查了热压温度为75 ℃时，不同胶层厚度时的盘刀推力。在热压固化过程中，使用塞尺控制胶层厚度，分别考查无塞尺（即不控制胶层厚度直接压合），粘接间隙为100、200、300 μm时的盘刀推力，结果见图5。

图5 不同胶层厚度时的推力Fig.5 Pushing force for different adhesive layer thickness

从图5可以看出，对于TS823-i胶而言，胶层厚度越大，推力越小，而对于竞品而言，不控制胶层厚度和胶层厚度为100 μm时2者相差不大，甚至后者推力还略大一些，这与竞品含有控制厚度的微球有关，当胶层厚度大于100 μm时，推力值随着胶层厚度的增大而减少，趋势与TS823-i相近。所以在热压时建议间隙不宜过大，推荐间隙＜200μm。

3 其他条件

3.1 热压时间

除了热压温度、热压间隙的影响，热压时间对粘接效果影响也很大，考虑到“时温等效”，要实现理想的热压效果，提高热压温度可适当缩短热压时间、降低热压温度可适当延长热压时间，所以热压时间不再单独分析，参考上节热压温度的讨论。

值得注意的是，在调整热压参数时，首选推荐调整热压温度，避免影响生产效率，如果热压温度已经很高了，此时不宜继续调高热压温度，可以适当延长热压时间，以免影响粘接效果。

3.2 基材

粘接基材的种类，比如不同颜色和规格的PC/ABS对粘接基材影响较大；同时阳极化铝和PC/ABS的厚度对热压工艺参数也有很大影响，基材越薄，尤其是阳极化铝，传热会显著加快，所以当基材的厚度和规格发生变化时，热压参数需要适当调整，参数的调整最好通过CPK值的测试来确定。

粘接部位的形状对热压参数也有一定的影响，对于一些弧形或者仰角的粘接部位，由于模具的匹配精度的差异、金属和塑料的线胀系数不一样以及传热的影响，往往需要调整热压参数，通常需要稍微延长热压时间或者提高热压温度。

3.3 混合效果

在笔记本电脑制造行业，施胶多为间歇性气动施胶，而且多数还需根据需求，配合不同内径的针头来控制胶线的粗细，所以胶水的混合效果对最终产品的粘接性能和老化性能影响很大，在配方设计时，A、B 2个组分的黏度匹配需要仔细验证，以确保产品在广泛的施胶气压范围内有良好的混合性能。

3.4 点胶和热压间隙

点胶和热压间隙对热压参数的设定以及粘接效果也有影响，适当的时间间隔有利于节省用胶和施胶时间；在点胶过程中应保证停顿时间在2 min 以内（温度不同，停顿时间有差异），也可设定程序，每停顿1 min 就自动打出少量胶水，确保混合管在点胶停顿期间不发生固化堵塞现象。同时点完胶的试件尽量在2 min 内完成热压操作，否则可能影响粘接性能。

4 结语

本文在使用规定的粘接基材（金属件厚度0.8 mm、塑料件厚度1.8 mm）时，得到了一个较优的热压参数：当热压时间为60 s、配套针头为0.8 mm内径、压合压力为0.4 MPa、手动打胶时，热压参数优选范围为：实际热压温度70～80 ℃、热压时间60～75 s、间隙≤200 μm。

Determination of heat-setting parameters of acrylic structural adhesives of laptop shell casing

DU Mei-na Nie Qi-si Huang Hai-jiang
(Beijing Tonsan Adhesive Co．,Ltd．, Beijing, 100041)

The acrylic structural adhesives have been wideused in the manufacturing of laptops． We in detail discussed the heat-setting parameters for TS 823-i acrylic adhesive and the effects of the heat-setting temperature, heatsetting time and space between substrates, etc． on the dise pushing force．

laptop; acrylic structural adhesive; heat-setting; process parameter

TQ433.4+36

A

1001-5922（2015）08-0052-03

2014-10-14

杜美娜（1981-），女，博士，高级工程师，从事丙烯酸酯结构胶粘剂的研发工作，已在国内外期刊发表论文数十篇，申请国家发明专利4篇，作为主要起草人参与国家标准1项，获得2011北京市科技新星、2012北京市优秀人才等多个项目的资助。E-mail：meina.du@hbfuller.com。