光学仪器产品结构用胶,是指光学零件与金属框座或非金属框座,以及其它机械零件之间的粘接等产品结构上使用的一类胶。
光学仪器产品一般不在大载荷条件下使用,零部件受力不大,特别是光学零件与金属框座的粘接,必须具有极小的粘接应力,并能缓和温度变化时的变形应力;粘接强度一般低于机械产品结构用胶。为了获得足够的粘接强度和小的粘接应力,应根据被粘结构件的具体情况,合理选择胶种或配方设计。由于光学仪器产品种类多,结构件各不相同,因此,光学仪器产品结构用胶的品种多样化及不规范性。但趋向于选用室温或中温固化、柔性好、弹性模量低的经过改性的弹性胶及采用低毒的改性胺固化剂。在产品设计时,光学零件与金属框座的结构件、应选用与光学零件玻璃材料膨胀系数接近的高膨胀系数或低膨胀系数的金属材料;为避免由于温度变化产生应力和脱胶,对较大结构件,可采用加缓冲层的方法;并根据结构件的特点、设计合适的接头形式;严格表面处理和粘接工艺;在产品装校时,应避免敲打、撞击,以减小外力对胶层的破坏。
1.酚醛树脂胶
酚醛树脂胶是使用较早的合成树脂胶,由于纯酚醛树脂胶,粘接强度低,胶层柔韧性差,在多数情况下,是使用经过改性的酚醛树脂胶。即在酚醛树脂中引入改性物质:如聚乙烯醇缩醛、丁腈橡胶、有机硅化合物等。这样胶层柔韧性好,从而改善了它的抗弯、抗冲击、抗剥离强度。曾用于光学零件与金属框座的粘接、电子显微镜氟化锂、硬脂酸铅,石英等晶体与金属载体的粘接、金属箔与光学零件的粘贴等。其应用一般不采用高温固化,虽达不到较高的粘接强度,但其胶层柔韧性好,应力小,拆胶返修方便。
2.环氧树脂胶
它在光学仪器产品结构上的应用范围广。
3.聚氨酯胶
它是以端羟基线型聚酯型聚氨酯丙酮溶液与聚酯改性二异氰酸酯醋乙酯溶液组成。用于照相机壳体外皮的粘贴;可发性聚苯乙烯泡沫塑料以及仪器暗盒泡沫塑料与铝框的粘接。用于某兵器基线管棱镜与镜座的粘接、能耐强烈震动、冲击。聚氨酯胶初始强度高、抗震动、耐冲击、耐低温、耐油性好,可用于多种异型材料之间的粘接。使用中的问题是:固化时间长、胶层易出现气泡。
4.氯丁橡胶
在光学仪器产品早使用的是山东化工厂生产的XY-401胶。是由氯丁胶料、叔丁酚甲醛树脂和溶剂组成的单组份胶,主要用于望远镜壳体包皮的粘贴。以后出现多种氯丁橡胶胶,如铁锚801强力胶等。用于金属箔与玻璃的粘贴、棱镜与金属座的粘接、铭牌的粘接、刻度件、塑料装饰件等的粘接等。填料型氯丁橡胶胶、用于织物衬件与金属框、非金属框的粘贴等。
氯丁橡胶胶的品种发展很快,各种改性接技的相继推出,适合各种粘接的应用。这种胶初始粘接强度高、固化快、柔韧性好、应力小,适合多种异型材料之间的粘接。
5.有机硅树脂胶这是中山大学化学系研制的,以W-31-4有机硅树脂甲苯溶液中,加入适量的低分子量双酚A环氧树脂为增粘剂,添加A-1三乙酰丙酮铝催化。广州光学仪器厂用于显微镜高倍物镜与金属座的粘接。有机硅树脂的结构中有大量的硅氧键和玻璃结构相似,因此与玻璃有较好的粘接性能,胶层耐溶剂性能好,用于油浸物镜较为合适。
6.丙烯酸酯类胶
在光学仪器产品与应用的有厌氧胶、反应性两烯酸酯胶、环氧丙烯酸酯胶等。
( 1)厌氧胶它是以丙烯酸酯为主体,添加少量引发剂、促进剂和稳定剂等配制而成。在光学仪器产品上应用的有铁锚300、350等。主要用于螺纹紧固和密封,填嵌缝隙、气孔等。光学显微镜的微动轴套、手轮及齿轮座等零部件结构紧凑、难于用机械方法组合紧固,用厌氧胶紧固效果较好,解决了这些部位的松动问题。
(2)反应性丙烯酸酯胶
它是一种室温快速固化胶。它是由甲基丙烯酸甲酯、A.B.S树脂、丁腈橡胶等组成甲组份;甲基丙烯酸甲酯、A.B.S树脂、过氧化羟基异丙苯等组成乙组份的双组份胶。用于铭牌、装饰件或应急零件的粘接。若粘接在漆面上或极性塑料制品上,则在使用前用FT-1表面处理剂进行表面处理,其粘接效果更好。
(3)环氧丙烯酸酯胶
它是一种光固化型密封胶,以环氧丙烯酸酯为基础,添加光敏树脂、光敏剂、固化剂等组成。山东非金属材料研究所研制生产的GBN-503光学光敏胶,用于灯具反光镜的粘接密封,亦可以用于光学玻璃零件或某些透明材料与其它材料的结构用胶。试用于偏光显微镜石英楔子的胶合及其组合件的粘接固定。这种胶的主要特点:瞬间快速定位、无流胶现象、韧性好、强度高、抗震动、耐高低温,使用方便。性能优于机械方法固定。
7.塑料粘接用胶
塑料工业的发展,为光学仪器生产提供多种工程塑料。促使光学仪器产品上使用塑料零件、塑料装饰件;以及零部件及成品包装用塑料成型盒、塑料容器等。由于塑料表面能较低,一般讲它的粘接比金属件较为困难。但大多数热塑性塑料,可借助溶剂或热焊连接;不同塑料以及热固性塑料与其它材料之间的粘接只能借助胶粘剂粘接。一般用热熔胶、聚氨酯胶、氯丁橡胶胶、反应性丙烯酸酯胶、环氧-聚酰胺体系等。聚烯烃、氟塑料则要经过表面处理后才能粘接。光学仪器产品结构较之其它机械产品有其特殊性,粘接技术为它提供了新颖的连接方式。这对简化机械加工工艺、改进产品结构、提高产品质量,有其独到之处。因此,粘接技术在光学仪器产品结构上得到广泛的应用。