Ưu việt hơn băng dính - Keo dính nhạy cảm với áp suất

Tại sao nói keo dán dạng lỏng nhạy cảm với áp lực tốt hơn băng dính?

Keo dán nhạy cảm với áp lực kết hợp các đặc tính của băng dính công nghiệp với khả năng dễ dàng thiết lập một chu trình dán keo tự động. Chúng có thể áp dụng cho hầu hết mọi ứng dụng và cung cấp các quy trình sản xuất hoàn toàn mới.

Chất kết dính nhạy cảm với áp lực thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử dân dụng và công nghiệp, và thường ở dạng băng keo dính.

Tuy nhiên, băng dính có hai nhược điểm lớn:

1. Khi áp dụng cho các sản phẩm có kích thước nhỏ và phức tạp, chúng đặc biệt khó xử lý do thiếu độ chắc chắn.
2. Bề mặt tiếp xúc bị dính ngay sau khi lớp lót bảo vệ được bóc ra.

Cả hai đều làm cho các ứng dụng dùng băng dính khó tự động hóa, có nghĩa là tốc độ xử lý thường không được tận dụng hết. Ngược lại, chất kết dính nhạy cảm với áp lực không gặp phải những nhược điểm này. Chúng được phân tán vào các linh kiện hầu như có thể theo bất kỳ hình dạng nào, theo nhiều cách khác nhau và hoàn toàn tự động, giống như mọi chất kết dính công nghiệp dạng lỏng khác. Sau khi tra keo, chất kết dính lỏng được xử lý bằng tia UV và cho bề mặt dính ngay lập tức - giống như băng keo cổ điển. Do đó, chất kết dính có đặc tính giống như băng dính, và có thể áp dụng cho hầu hết mọi ứng dụng và mang đến 1 quy trình sản xuất hoàn toàn mới.

Keo dán nhạy cảm với lực ép thông thường

Keo dán nhạy cảm với áp suất (Pressure sensitive adhesive - PSA) chủ yếu được sử dụng ở dạng băng dính. Ưu điểm của chúng là rất rõ ràng: băng dính luôn sẵn sàng để sử dụng và tạo kết dính ngay lập tức với bề mặt. Tạo được độ bền liên kết ban đầu tức thời, còn được gọi là độ dính, được hình thành bằng cách chỉ tác động một lực nhỏ lên bề mặt trong 1 thời gian ngắn. Điều này cho phép kết dính trực tiếp các bộ phận ngoại quan và có khả năng cho phép kết dính trong thời gian ngắn, làm cho PSA trở thành một giải pháp rất hấp dẫn cho các ứng dụng kết dính công nghiệp.

Bởi những lý do này, băng dính công nghiệp đã trở thành một vật dụng phổ biến trong nhiều quy trình sản xuất ngày nay. Đặc biệt các bề mặt lớn và phẳng rất thích hợp cho việc dán băng keo. Tuy nhiên, do quá trình tự động hóa ứng dụng băng dính rất phức tạp và tốn kém, các quy trình sử dụng băng dính chủ yếu là thủ công hoặc bán tự động. Với xu hướng tiếp tục hướng tới các cấu trúc ngày càng nhỏ và phức tạp hơn, băng dính gặp phải những hạn chế đáng kể về khả năng xử lý và hiệu quả kinh tế.

PSA lỏng: quy trình và ưu điểm

Với chất kết dính dạng lỏng nhạy cảm với áp suất, những hạn chế của PSA thông thường có thể được giải quyết hoàn toàn, giúp phát huy hết tiềm năng của công nghệ PSA trong các quy trình tự động. PSA lỏng kết hợp các lợi ích của chất kết dính lỏng với các đặc tính giống như băng dính sau khi chiếu xạ.

Lợi ích của PSA lỏng trong các ứng dụng công nghiệp trở nên rõ ràng khi nhìn vào quy trình kết dính được mô tả trong dưới đây:

TRA KEO	CHIẾU UV	KEO DẠNG BĂNG DÍNH	GHÉP LINH KIỆN LẠI
Tra keo giống như bất kỳ chất kết dính lỏng nào khác. Phương pháp có thể sử dụng: dùng kim tra keo; in theo hình mẫu; phủ quay ly tâm; phun keo	Chiếu xạ ở bước sóng xác định để kích hoạt đóng rắn, keo chuyển sang pha băng dính	Trạng thái giống như băng dính, bề mặt đã có độ bám dính	Kết hợp các thành phần với lực ép vừa phải, cho lực kết dính tức thời

Các bước xử lý chất kết dính lỏng nhạy cảm với áp lực.

Nhờ tồn tại ở dạng pha lỏng, PSA lỏng có thể được kết dính giống như bất kỳ chất kết dính lỏng khác trong quá trình tra keo. Đặc biệt khi xem xét đến các vật thể nhỏ có các góc hoặc hình học ba chiều phức tạp, chất kết dính lỏng có lợi thế đáng kể so với băng dính và mang lại sự tự do hoàn toàn trong thiết kế. Hơn nữa, chất kết dính lỏng nhạy áp có thể sử dụng gián đoạn vô hạn, trong khi mỗi lần gián đoạn ở băng dính đều phải thay một miếng băng dính mới. Có nhiều tùy chọn tra keo có sẵn, tùy thuộc vào sản phẩm và loại keo đã chọn, từ kim tra keo hoặc kim phun cho các hạt keo nhỏ hoặc nhỏ giọt cho đến in theo khuôn mẫu, in lưới hoặc phủ kín cho các cấu trúc lớn hơn. Ngoài ra, tự động hóa quy trình tra keo là một yêu cầu cơ bản và bắt buộc trong công nghiệp.

Sau khi PSA lỏng đã được bơm ra, nó được chiếu xạ bằng ánh sáng có bước sóng thích hợp (thường là 360 nm hoặc 400 nm) để chuyển chất kết dính lỏng thành dạng băng dính trong vòng vài giây. Dạng băng dính có thể nhận biết bằng sự gia tăng đáng kể độ nhớt, ngăn chặn việc chảy lỏng không mong muốn của mẫu đã tra keo.

Khi chất kết dính có bề mặt dính đặc trưng của PSA, nó dễ dàng dính vào lớp nền thứ hai khi tác động một lực ép vừa phải. Khả năng kết dính tức thì cho phép xử lý tức thì các chi tiết của linh kiện và giúp rút ngắn thời gian cho 1 chu kỳ dán keo. Các thuộc tính PSA chỉ được kích hoạt khi chiếu xạ UV và độ dính được duy trì dạng băng dính trong vài phút đến hàng tuần, tùy thuộc vào loại keo.

So với các quy trình đóng rắn bằng tia UV thông thường, trong đó ít nhất một chất nền phải trong suốt đối với bước sóng chiếu xạ, không có giới hạn nào như vậy với PSA lỏng vì quá trình chiếu xạ được thực hiện trước khi kết dính các chi tiết. Vì không cần nhiệt để đóng rắn cuối cùng, quy trình này đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng mà ứng suất nhiệt phải được giữ ở mức tối thiểu. Sau khi chiếu xạ, tất cả các sản phẩm đều đóng rắn ở nhiệt độ phòng mà không cần thêm một bước xử lý nào.

Những ưu điểm quan trọng nhất của PSA lỏng so với băng thông thường được tóm tắt lại trong bảng sau: 

So sánh các tính năng của băng thông thường so với PSA lỏng của DELO

Sản phẩm và ứng dụng

DELO cung cấp nhiều sản phẩm PSA lỏng khác nhau, dựa trên các công thức khác nhau để đáp ứng đa dạng các yêu cầu của khách hàng.

Các sản phẩm Acrylate, như sản phẩm DELO PHOTOBOND PS, cung cấp các đặc điểm tương tự như các loại băng dính thông thường. Các đặc tính mềm và có độ linh hoạt cao của chúng mang lại khả năng chống bong tróc tốt trên nhiều chất nền khác nhau  

Ứng suất Young của chúng thường <10 MPa, ở mức thấp và các sản phẩm tiêu chuẩn được sấy khô hoàn toàn và  trực tiếp sau khi chiếu xạ trong           

Các sản phẩm đặc biệt có cơ chế sau đóng rắn để có các đặc tính bổ sung. Cũng giống như phần lớn các loại băng làm từ acrylate, các giải pháp thay thế chất lỏng của chúng cung cấp độ bền liên kết trung bình ngay sau khi ép các chi tiết lại, nhờ độ dính cao và duy trì được độ bền bám dính trung bình sau 24 giờ, sau đó các liên kết vật lý hình thành và sẽ tạo sự bám dính hoàn toàn. Đó là lý do tại sao chúng lý tưởng cho các yêu cầu kết dính với thời gian chu kỳ ngắn nhất và yêu cầu vừa phải về độ bền bám dính cuối cùng.

Như một lợi ích gia tăng, hầu hết các sản phẩm cho phép thòi gian tồn tại dạng băng dính về cơ bản không giới hạn, cho phép dính các chi tiết linh kiện thậm chí sau nhiều tuần, chẳng hạn như nếu các linh kiện cần được vận chuyển.

Ví dụ, nhờ các đặc tính giảm chấn tuyệt vời và thoát khí thấp, DELO PHOTOBOND PS được sử dụng trong việc lắp ráp loa điện thoại thông minh trên các cấu trúc có chiều rộng dưới 1 milimét.

Thử nghiệm độ bền chống bong tróc 180 ° (theo DIN EN ISO 11339 ) của DELO PHOTOBOND PS4130 và một băng dính công nghiệp của đối thủ cạnh tranh trên các chất nền khác nhau (PC: Polycarbonate, PET: Polyethylene terephthalate) cho thấy hiệu quả tương đương.	Một PSA lỏng có thể được sử dụng ngay cả trên các bộ phận nhỏ nhất, ví dụ như trong quá trình lắp ráp loa điện thoại thông minh.

Các sản phẩm DELO KATIOBOND PS gốc epoxy cung cấp các giải pháp kết dính tạo cấu trúc với cường độ kết dính cao nhất (xem hình 4), kết hợp với ứng suất Young cao hơn 1 GPa. Khả năng ổn định nhiệt độ cao lên đến +150 ° C và khả năng chống chịu dung môi tốt làm cho các sản phẩm DELO KATIOBOND PS trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất, ngay cả trong lĩnh vực ô tô. Đối với các ứng dụng diện tích lớn, chẳng hạn như các lớp mặt phẳng, các sản phẩm linh hoạt và có khả năng tự cân bằng lực kéo của DELO cũng đều có sẵn.

Như minh họa trong hình 5, độ bền liên kết ban đầu của DELO KATIOBOND PS do bề mặt dính sau khi chiếu xạ thấp hơn so với các sản phẩm DELO PHOTOBOND PS, nhưng đổi lại cao hơn đáng kể sau khi đóng rắn hoàn toàn. Hơn nữa, trạng thái băng dính được giới hạn trong <10 phút, tùy thuộc vào sản phẩm. Kết quả là cuối cùng chất kết dính bị khô bề mặt do phản ứng hóa học bên dưới.

DELO KATIOBOND PS đóng rắn ở nhiệt độ phòng trong vòng vài ngày sau khi chiếu xạ. Nếu thời gian là một yếu tố quan trọng, quá trình có thể được đẩy nhanh bằng cách gia nhiệt (Ví dụ: +80 °C trong 30 phút).

Độ bền liên kết định tính hình thành theo thời gian sau khi chiếu xạ cho các sản phẩm điển hình của DELO KATIOBOND PS và DELO PHOTOBOND PS.

Trong pha băng keo, các chi tiết có thể được kết dính lại với nhau

Các đặc tính độc đáo của DELO KATIOBOND PS tạo ra các quy trình kết dính hoàn toàn mới trong các ứng dụng mà các giải pháp băng dính từ lâu đã không còn phù hợp, ví dụ: cố định các linh kiện của cảm biến ô tô dạng hình trụ và cho độ bền cố định ngay lập tức.

Ứng dụng kết dính bề mặt của cảm biến ô tô sử dụng keo dính  PSA lỏng của DELO

Lời kết:

PSA lỏng kết hợp các đặc tính của băng dính nhạy cảm với áp lực có khả năng kết dính tốt và dễ dàng tự động hóa quy trình của một chất kết dính lỏng. Nhờ bề mặt dính chặt sau khi chiếu xạ, các thành phần có thể được dính lại với nhau bằng cách tác dụng một lực ép vừa phải, keo dính sẽ cho độ bền kết dính ngay lập tức. So với băng dính, quá trình tra keo dễ dàng tự động hóa và không bị giới hạn bởi hình dạng của vị trí kết dính. Với các hóa chất cơ bản khác nhau sẵn có, hầu hết mọi yêu cầu ứng dụng đều có thể được đáp ứng bằng PSA lỏng của DELO.

HUST Việt Nam!