Các tính chất, đặc tính nổi bật của keo công nghiệp

Keo công nghiệp có nhiều tính chất quan trọng như độ bám dính, đó là khả năng gắn kết chắc chắn với bề mặt vật liệu. Độ bền cho thấy khả năng chịu lực và môi trường khắc nghiệt. Bên cạnh đó, khả năng chịu nhiệt là yếu tố thiết yếu để keo hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao.

Một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Vật liệu Polyme cho thấy: “Keo polyurethane có thể đạt độ bền kéo đứt lên đến 35 MPa và độ giãn dài đến 600% trước khi đứt“.

Một đặc tính khác của keo công nghiệp là khả năng chống thấm. Điều này giúp ngăn chặn sự xâm nhập của nước và các chất lỏng khác, đảm bảo khả năng kết dính trong môi trường ẩm ướt. Thời gian khô là đặc đính xác định khoảng thời gian cần thiết để keo chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn, đạt được độ kết dính ban đầu và cuối cùng.

Theo Hiệp hội Keo dán Hoa Kỳ (ASC), “Keo epoxy có khả năng chống thấm nước vượt trội, với khả năng hấp thụ nước chỉ khoảng 0.1-0.4% trọng lượng sau 24 giờ ngâm trong nước”.

Cuốn sách “Khoa học và Công nghệ Keo dán” của tác giả Robert Adams đề cập: “Thời gian khô của keo công nghiệp thường dao động từ vài phút đến vài giờ, tùy thuộc vào thành phần hóa học và điều kiện môi trường”.

Tất cả các đặc tính trên được đánh giá thông qua các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn, giúp lựa chọn loại keo phù hợp. Việc lựa chọn đúng loại keo là rất quan trọng để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của ứng dụng công nghiệp cụ thể.

Các loại keo công nghiệp phổ biến và ứng dụng như keo epoxy có độ bám dính, bền và chịu nhiệt, chịu hóa chất, tốt cho xây dựng, cơ khí. Keo acrylic dễ dùng, khô nhanh, để dán giấy, gỗ, nhựa. Keo silicone tính chống thấm, đàn hồi cao, chịu nhiệt dùng tốt cho xây dựng, ô tô. Keo polyurethane độ bền cao, chống mài mòn tốt, để kết dính gỗ, kim loại.

Thử nghiệm cơ học của keo Epoxy Araldite 2011.

Các tính chất, đặc tính nổi bật của keo công nghiệp

1.  Độ bám dính

Độ bám dính là khả năng tạo ra sự liên kết chắc chắn giữa keo và bề mặt vật liệu. Độ bám dính phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại keo (thành phần hóa học, cấu trúc phân tử), loại bề mặt (độ nhám, độ sạch, năng lượng bề mặt), nhiệt độ, độ ẩm và kỹ thuật thi công (lượng keo, cách dàn keo, áp lực ép).

Có ba phương pháp chính để đo lường độ bám dính của keo:

• Thử nghiệm kéo: Đo lực kéo tối đa để tách rời hai vật liệu được dán. Theo ASTM D2095, keo epoxy có thể đạt độ bám dính kéo lên tới 20-30 MPa khi được sử dụng để kết dính kim loại.
• Thử nghiệm bóc: Đo lực cần thiết để bóc lớp keo khỏi bề mặt vật liệu. Theo ASTM D903, keo acrylic có thể đạt độ bám dính bóc lên tới 10-15 N/cm.
• Thử nghiệm trượt: Đo lực ma sát giữa hai bề mặt được dán khi trượt lên nhau. Theo ASTM D1002, keo polyurethane có thể đạt độ bám dính trượt lên tới 15-20 MPa.

2.  Độ bền

Độ bền của keo công nghiệp bao gồm nhiều khía cạnh như độ bền kéo, độ bền uốn, độ bền nén, khả năng chịu mài mòn, va đập, nhiệt độ cao và hóa chất. Độ bền phụ thuộc vào loại keo (thành phần hóa học, cấu trúc phân tử), điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, tia UV, hóa chất) và thời gian sử dụng.

Các phương pháp đo lường độ bền bao gồm:

• Thử nghiệm cơ học: Đo các chỉ số cơ lý như độ bền kéo (ASTM D638), độ bền uốn (ASTM D790), độ bền nén (ASTM D695). Ví dụ, theo ASTM D638, keo polyurethane có thể chịu được lực kéo lên tới 50-60 MPa và lực nén lên tới 80-90 MPa.
• Thử nghiệm lão hóa: Đánh giá sự thay đổi tính chất của keo theo thời gian và điều kiện môi trường. Ví dụ, theo ASTM D4587, keo silicone có thể giữ được 90% độ bền kéo sau 1000 giờ thử nghiệm lão hóa UV.

Đo độ bền kéo của keo silicone.

3.  Khả năng chịu nhiệt

Khả năng chịu nhiệt (khả năng chống cháy) là khả năng chịu đựng nhiệt độ cao mà không bị biến dạng, phân hủy hay giảm hiệu quả kết dính. Khả năng chịu nhiệt phụ thuộc vào loại keo (thành phần hóa học, cấu trúc phân tử), thời gian tiếp xúc và cường độ nhiệt.

Hai phương pháp chính để đo lường khả năng chịu nhiệt:

• Thử nghiệm lão hóa nhiệt: Đánh giá sự thay đổi tính chất của keo sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài. Ví dụ, theo ASTM D3045, keo epoxy có thể giữ được 80% độ bền kéo sau 1000 giờ ở 150°C.
• Thử nghiệm chịu nhiệt độ cao: Đo khả năng chịu đựng của keo ở nhiệt độ cực cao trong thời gian ngắn. Ví dụ, keo silicone có thể chịu được nhiệt độ lên tới 300°C mà không bị biến dạng hay phân hủy.

4.  Khả năng chống thấm

Khả năng chống thấm là khả năng ngăn chặn sự xâm nhập của nước và các chất lỏng khác, đảm bảo khả năng kết dính trong môi trường ẩm ướt. Khả năng chống thấm phụ thuộc vào loại keo (thành phần hóa học, cấu trúc phân tử) và điều kiện môi trường (độ ẩm, áp lực nước, hóa chất).

Các phương pháp đo lường khả năng chống thấm:

• Thử nghiệm ngâm nước: Đánh giá khả năng chống thấm của keo khi ngâm trong nước trong thời gian dài. Ví dụ, theo ASTM D870, keo polyurethane có thể giữ được 90% độ bền kéo sau 1000 giờ ngâm trong nước.
• Thử nghiệm phun sương muối: Đánh giá khả năng chống ăn mòn của keo trong môi trường muối biển. Ví dụ, theo ASTM B117, keo epoxy có thể chịu được 1000 giờ phun sương muối mà không bị ăn mòn.
• Thử nghiệm áp lực nước: Đo áp lực nước tối đa mà keo có thể chịu đựng trước khi bị thấm nước. Ví dụ, keo polyurethane có khả năng chống thấm nước tuyệt vời, với khả năng chịu được áp lực nước lên tới 0.5 MPa.

5.  Thời gian khô

Thời gian khô là khoảng thời gian cần thiết để keo chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn, đạt được độ kết dính ban đầu và cuối cùng. Thời gian khô phụ thuộc vào loại keo (thành phần hóa học, cấu trúc phân tử), nhiệt độ, độ ẩm, độ dày lớp keo và kỹ thuật thi công.

Có hai phương pháp chính để đo lường thời gian khô:

• Theo dõi trực tiếp: Quan sát trực tiếp thời gian keo khô. Ví dụ, keo acrylic thường có thời gian khô rất nhanh, chỉ khoảng 10-15 phút ở nhiệt độ phòng.
• Thử nghiệm độ cứng: Đo độ cứng của keo theo thời gian để xác định thời điểm keo đạt độ kết dính tối ưu. Ví dụ, theo ASTM D2240, keo epoxy có thể đạt độ cứng Shore D 80 sau 24 giờ ở 25°C.

Các loại keo công nghiệp phổ biến và ứng dụng

Dưới đây là những đặc tính nổi bật và ứng dụng cụ thể của từng loại keo trong các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, cơ khí, điện tử, thủ công mỹ nghệ…

Ngoài ra, còn có một số loại keo công nghiệp khác như:

• Keo Cyanoacrylate (Super Glue): Khô cực nhanh (5-60 giây), độ bám dính cao (10-25 MPa), ứng dụng trong sửa chữa nhỏ, dán đồ gia dụng.
• Keo nóng chảy: Dễ sử dụng, kết dính nhanh (30-60 giây), ứng dụng trong đóng gói, dán nhãn.
• Keo gốc nước: An toàn, thân thiện môi trường, ứng dụng trong dán giấy, gỗ, vải.

Câu hỏi liên quan đến các loại keo công nghiệp

1. Thành phần chính của keo epoxy gồm những gì?

Keo epoxy thường gồm 2 thành phần chính là nhựa epoxy (chứa nhóm epoxide) và chất đóng rắn (amine, anhydride, phenol). Khi trộn lẫn theo tỷ lệ thích hợp, phản ứng đóng rắn xảy ra tạo thành mạng lưới polymer bền vững.

2. Cơ chế kết dính của keo polyurethane là gì?

Keo polyurethane (PU) kết dính nhờ phản ứng giữa các nhóm isocyanate (-NCO) của prepolymer với các nhóm hydroxyl (-OH) trên bề mặt vật liệu và hơi ẩm không khí, hình thành liên kết ngang bền chặt.

3. Keo acrylic khác keo epoxy ở điểm nào?

Keo acrylic khác biệt với keo epoxy ở các điểm:

• Cơ chế kết dính: Acrylic dựa trên phản ứng trùng hợp, epoxy dựa trên phản ứng đóng rắn.
• Thời gian khô: Acrylic khô nhanh hơn (vài phút), epoxy khô chậm hơn (vài giờ).
• Độ bền: Acrylic có độ bền cơ học thấp hơn epoxy. Ví dụ: Keo dán đa năng 3M DP8005 (gốc acrylic) có độ bền kéo 24 MPa, trong khi keo dán kim loại 3M DP460 (gốc epoxy) có độ bền kéo lên tới 44 MPa.

4. Keo nóng chảy (hot melt) hoạt động như thế nào?

Keo nóng chảy hoạt động dựa trên nguyên lý nung chảy và đông cứng:

• Nung chảy ở nhiệt độ 150-180°C để chuyển sang dạng lỏng.
• Phun lên bề mặt vật liệu và làm nguội.
• Đông cứng nhanh trong vài giây tạo liên kết bám dính.

Đức Giang

Tôi là Đức Giang, một chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực kim khí và ngũ kim với kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm phong phú. Điểm nổi bật trong các bài viết của tôi chính là khả năng truyền tải thông tin một cách rõ ràng, mạch lạc và dễ hiểu.

Bằng khả năng viết bài chuyên ngành xuất sắc và sự am hiểu sâu rộng, Đức Giang mong muốn đóng góp vào việc nâng cao nhận thức, chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm trong cộng đồng và cho những người quan tâm đến lĩnh vực này.

Tôi tin rằng những bài viết của mình sẽ là cầu nối hữu ích, giúp kết nối các chuyên gia, doanh nghiệp và người dùng, từ đó thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp kim khí và ngũ kim tại Việt Nam.