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monit的oring 以及控制粘合剂和密封剂配方、测试和应用中的粘度

介绍

胶粘剂和密封剂广泛用于建筑,制造和维护中的连接,保护和密封系统。

由于有限的原材料(石油储备)以及合成化合物对人类健康和环境的负面影响,该行业正面临挑战。 用于制造粘合剂的关键原材料来自原油和石化产品。 这些产品的价格波动最近影响了参与者的盈利能力。 行业领导者正在朝着采用更先进的技术(例如自动化,工业物联网(IIoT)和仿真技术)迈进,并正在采取各种战略计划,例如为可持续生产和具有成本效益的运营而进行的广泛研发活动。

胶粘剂和密封剂的工业应用和市场洞察力

各个行业和行业都将粘合剂用作其过程的一部分。

  • 粘合剂作为包装行业的封闭系统,
  • 胶粘剂作为用于建造摩天大楼,飞机,火车或公共汽车等复杂结构的系统。
  • 汽车装配(涂胶地毯,仪表板,座椅等),
  • 一般的制造,例如涂抹iPhone的屏幕,
  • 电子制造,太阳能电池制造,
  • 门窗制造。

粘合剂和密封剂的市场规模在58.9年估计为2019亿美元,预计到73.8年将达到2024亿美元,从4.6年到2019年的复合年增长率为2024%( 市场和市场)。 胶粘剂和密封剂在各种应用中的使用不断增加,例如纸张和包装,建筑和建筑,木工,消费/ DIY,汽车和运输,皮革和鞋类,组装等,这正在推动胶粘剂和密封剂市场的增长。

由于对轻型,高效和生态友好型汽车的需求增加,汽车和运输领域预计将在2019-24年期间以最高的复合年增长率增长。 快速增长的印度,中国,韩国,马来西亚,越南,台湾,印度尼西亚以及该地区其他国家对胶粘剂和密封剂的需求不断增长,这正在加速全球胶粘剂和密封剂市场的增长。

密封剂和胶粘剂在配方,测试和应用中的粘度和流变性

应用领域

现在,在汽车领域和其他制造业务中使用了一系列新的高强度工业胶粘剂,以代替点焊,机械紧固件和其他传统的连接方法。 与传统的紧固技术相比,粘合剂具有几个主要优点,包括在较大的表面积上具有更均匀的粘结强度,而机械紧固通常可以达到局部强度点。 胶粘剂通常通过将其相从液体变为固体来连接表面。 有时,这是由温度变化(热熔胶)引起的,在其他情况下,胶水在环境条件下会硬化(接触胶),例如由于溶剂蒸发或周围空气的湿度。

组成成分

胶粘剂和密封剂是用于粘结基材或密封接缝或缝隙的复杂配方。 它们以不同的形式出现,但是通常是包含聚合物材料或固化剂,表面活性剂和溶剂的分散体。 粘合剂可以是反应性的也可以是非反应性的。 对于反应性粘合剂,可以通过将两种或更多种反应性组分(例如环氧树脂和硬化剂)混合在一起来诱导粘附,或者可以通过外部刺激(例如UV辐射,热量或水分)来诱导粘附。 对于非反应性粘合剂,粘附是通过物理刺激(例如压力或溶剂蒸发)引起的。 对于密封剂,主要功能是密封接头或缝隙,并防止湿气,溶剂或气体进入系统或组件或从系统或组件逸出,尽管许多密封剂可以具有多种功能。

大多数粘合剂和密封剂由聚合物材料组成,或包含在反应后形成交联聚合物网络的单体或低聚物。 因此,这些组分的分子量和分子结构对于粘附前后的材料性能都是至关重要的。 许多粘合剂和密封剂配方是两相体系,其中包括含有分散聚合物的乳液,或者在填缝的情况下含有分散的固体。 在这两种情况下,粒径和液滴尺寸对产品性能至关重要。

任何打算使用粘合剂和密封剂的人都面临着正确选择材料以及确定适当工艺的巨大挑战。 粘合剂或密封剂必须流到基材表面,然后从可流动的液体变为结构固体,而不会在接缝中产生有害的内部应力。 产生的许多粘合剂或密封剂问题不是由于材料或接缝设计选择不当,而是与生产工艺错误有关,而生产工艺大多缺乏适当的过程控制。

为什么粘度测量对制备配方很重要?

在设置制造过程时,要考虑许多类型的粘合剂和密封剂。 仔细考虑粘度有助于为产品设计以及制造该产品所需的制造过程选择正确的材料。

现代粘合剂通常是执行特殊功能的组件的复杂配方。 将原材料配制成可用的粘合剂粘合和密封系统本身就是一个广泛的技术领域。 胶粘剂和密封剂可以以多种形式生产:一和两部分的液体,溶剂基溶液,水基乳液,支撑或不支撑的薄膜,预成型的颗粒或成型挤出物以及多种其他形式。 各种配制可能性和最终用途形式表明了粘合剂和密封剂发展的先进状态。

粘度(和流变学)是粘合剂生产和加工中最重要的参数之一。 在使用之前,其他进料必须经过粘度测试(例如在计量系统中)。 可以使用各种溶剂,可溶性试剂,树脂粉末或惰性填料来控制粘合剂的粘度。 取决于应用和操作环境,可能需要增加或降低粘合剂体系的粘度。

  • 粘度控制是通常用于保持一致的产品和粘合线厚度的一种方法。 增稠剂 和触变剂用于通过调节粘度来维持胶线的合理厚度。
  • 流动特性可以通过以下方式调节: 填料通过使用稀松布或编织带作为粘合剂本身内的“内部垫片”,或通过仔细调节固化周期来实现。 掺入填料以控制粘合剂的粘度以及其他性能。
  • 空气夹带可能是故障的根源,特别是在小型应用中。 在应用之前,从系统中排出空气可能是必要的处理步骤。 气隙可能会阻止粘合剂与基材表面完全接触,从而可能导致强度降低。 稀释剂 降低粘度并减少粘合剂有效润湿基材所需的时间。 降低的粘度还有助于除去夹带的空气,并有助于粘合剂在填充可能在基材表面上的孔和腔中的毛细作用。 但是,添加稀释剂,特别是未反应的液态树脂,通常会导致交联密度降低,进而导致高温强度降低和耐环境性降低。
  • 混合比例 对于许多由两部分组成的材料可能是一个主要问题。 一些系统对混合比例的微小变化非常敏感。 许多材料在化学计量上是平衡的,并且不按比例混合可能会导致材料不规律地固化和/或无法发挥其最佳性能。 当比例改变时,某些对混合比例不太敏感的材料可能会表现出略有不同的特性。 用非比例混合固化的材料的最终硬度和拉伸强度可能会略有不同,从而影响最终性能。 满足关于混合比例的严格要求的替代解决方案可以是在整个混合过程中连续监控粘度并根据所需的流动特性调节不同组分/材料的量。
  • 两部分粘合剂的混合是基本的过程功能,但对于这些粘合剂的正常工作必不可少。 混合不足会导致部分化学反应,从而导致部分固化。 固化材料不足,极有可能导致粘结强度差和物理性能下降。 而且,原始容器的混合可能非常重要。 填充物或其他成分可能会沉降。 确保一个 均匀混合 混合之前(两个部分)混合每个成分对于获得最大性能至关重要。 在混合物中多个点的粘度测量值可以帮助监测和调节均匀性,使其达到所需的应用水平。

一些粘合剂的缓慢而严格的加工要求可能是主要的缺点,特别是在大批量生产操作中。 如果胶粘剂有多种成分,则必须仔细称量并混合各部分。 设定操作通常需要热量和压力。 漫长的设定时间使夹具和固定装置成为组装所必需的。 严格的工艺控制也是必要的,因为粘合性能取决于固化参数和表面处理。 检查完成的接头以进行质量控制非常困难。 这也需要严格控制整个粘合过程,以确保质量均匀。 无损检测技术无法定量预测接头强度。

测试中的粘度测量

由于多种原因,测试是胶粘剂和密封剂行业中极为关键的功能。 人们不能仅基于粘合剂,基材和接头设计的参数来可靠地预测接头的特性。 胶粘剂粘度是产品可被泵送或散布到表面上的容易程度的指标。 它揭示了与粘合剂的润湿特性有关的信息以及液体的凝固速率和表面张力,以及与粘合剂的使用年限和混合有关的信息。 自由流动的粘合剂或密封剂的粘度测量通常基于ASTM D 1084中描述的以下方法之一。出于各种原因进行粘合剂和密封剂测试。 它们习惯于:

  • 在材料或过程中选择,例如粘合剂,被粘物或接头设计;
  • 监控生产材料的质量,以确保它们自上次经过验证可用于粘合过程以来没有改变;
  • 确认粘合过程的有效性,例如表面清洁或固化; 要么
  • 研究可能导致测量的键合性能差异的参数或过程变量

粘合剂和密封剂的测试分为两大类:基本性能测试和最终用途测试。 一旦验证了关节系统适用于特定应用,通常会使用基本性能测试(例如粘度测试)来评估传入的粘合剂或基材的一致性。 通常会在发生故障或无法解释的情况后进行基本性能测试,以确定是否可能导致进料变化。 美国测试和材料学会(ASTM)和其他专业组织,例如美国国防部和汽车工程师学会,已经指定了许多用于粘合剂和密封剂的标准测试。

进料的质量控制: 还可能需要在内部测试传入的散装产品的基本性能。 这些检查通常包括对物理和化学性质的评估,例如:颜色,粘度,固体百分比,每加仑重量,适用期,开放时间和流动性。 极高百分比的缺陷可归因于工艺差或对粘合性缺乏了解。 规格是质量控制程序的必要组成部分。 规范只是陈述粘合剂,密封剂或工艺必须满足才能被接受使用的要求。

粘合剂可以是单一组分,但它们通常由两种组分组成,即树脂和硬化剂。 所有组件和混合产品均需进行粘度测试。 表征粘合剂和密封剂基本材料性能的一些标准测试如下:

  • ASTM D1084粘合剂的粘度
  • ASTM D2556粘合剂的表观粘度,具有取决于剪切速率的流动特性
  • ASTM D3236热熔胶和涂料的粘度

输送系统中的粘度管理

当同时用于汽车和一般制造目的时,这些新型工业胶粘剂可使用多种胶粘剂输送系统进行涂覆。 从完全自动的涂胶系统-可以在工件上(如未涂底漆的车身面板或挡风玻璃)快速精确地测量一致的胶粘剂珠-到工厂工人用来手动将胶粘剂涂到面板和零件上的枪式涂胶系统在生产线组装过程中。 为了在施工过程中获得更一致的物料流和珠粒,可以在泵的下游添加流体粘度调节器。

流变学和粘度是与密封剂和胶粘剂相关的一些最重要的特性,它们应显示出液体状的特性(它们应该流动)以便被施加,但还必须具有足够的“粘性”以将基材粘着或粘合在一起-这种行为受粘弹性的影响。 一旦应用,大多数材料便会经过液固转变,以形成牢固的密封或粘合剂。 对于低粘度粘合剂,粘度对于穿透粘合表面并流入粘合间隙很重要。 对于高粘度胶粘剂,需要正确的粘度以弥合较大的间隙并防止其流入表面上的小间隙和孔中。

粘度是流动特性的量度,其控制是粘合剂和密封剂输送步骤中最重要的操作之一。 关于浆料粘度如何至关重要的要点:

  • 通过测量粘度,可以注意到密度,稳定性,溶剂含量和分子量的变化。 粘度是有效的指标 粒度分布。 粒度分布的变化会影响包括密度,流变性和涂层厚度在内的性能。 可能受影响的属性是 耐化学性,热特性,耐冲击性,收缩率,柔韧性,适用性和强度。 连续粘度监测oring 为了使粘合剂和密封剂在各自的应用中获得正确的性能,对配方进行必要的调整至关重要。
  • 连续粘度监测oring 控制对于检测和避免由于环境因素造成的交付问题至关重要——温度、湿度、二氧化碳、pH 值和氧气以及其他化学物质可能对粘合剂和密封剂产生不利影响。

为了具有均匀的施加过程并且不浪费材料和优化能量使用,非常希望将粘度自动调节到基本恒定的值。 实时在线粘度监测oring 和控制提高性能并降低成本 几乎在粘合剂和密封剂的所有配方和输送过程中。 过程操作员意识到需要使用粘度计来监视粘度和温度,并且可以使用温度补偿粘度作为关键过程变量,以确保一致性并减少故障。

为什么要进行粘度监测oring 控制对于粘合剂和密封剂配方、测试和交付至关重要?

粘度管理在胶粘剂和密封剂的制备,测试和应用中具有广泛而显着的优势:

  1. 粘合和密封质量: 连接的零件必须符合成品规格,而过程控制对于实现这一目标至关重要。 在线粘度监测仪oring 和控制可以帮助实现粘合剂和密封剂应用中的输送和配方系统所需的一致性。
  2. 减少缺陷: 粘度控制可以帮助减少粘合剂,密封剂的制备,测试和输送过程中的误涂频率–空气滞留,水分含量增加
  3. 更好的产量: 确保整个涂覆过程的一致性可显着降低废品率,从而节省成本和时间,并有助于连续交付过程。 离线测量技术繁琐且不可靠,除了在采样和运行测试时会花费高昂的人力成本之外,还牵涉到生产过程中的巨大延迟。
  4. 正确的属性: 混合质量差会不利地影响接头的理想性能-抗热循环性,耐化学性,电绝缘性,柔韧性,尺寸稳定性,低收缩性。 所有这些特性取决于过程的控制程度,因此控制粘度至关重要。
  5. 高效流程: 熔模铸造过程中粘度感应和控制的自动化可以帮助制造商减少交货时间,提高产能利用率并优化效率。
  6. 费用: 不正确的粘度不仅会对质量造成损害。 不良的粘度管理会导致增稠剂,填充剂和稀释剂的使用量增加,从而影响利润率。 在混合过程中连续进行粘度测量可以确保均匀性,优化能源使用并减少稀释剂的使用。
  7. 浪费: 通过适当的粘度管理可以减少因质量差而报废的材料。
  8. 效率: 消除了手动粘度控制,可节省操作员的时间,使他们能够专注于其他任务。
  9. 环境友好型: 减少颜料和溶剂的使用对环境有益。
  10. 法规遵从性: 全球和国家法规指导密封件和粘合剂的整体性能。 由于生产过程中的可变性而导致的不遵守规定可能会导致重大损失和客户流失,此外还会因生产过程中的工艺缺陷而产生责任。

为了确保粘合剂和密封剂始终如一的高质量、无缺陷的应用,实时监控整个工艺流中的粘度变化,从基线进行测量而不是简单地测量绝对值,并通过调整来调整粘度混合物成分并补偿温度以将过程保持在指定的限度内。 具有连续在线粘度监测仪oring,可以更有效地控制制备和输送,从而显着提高最终产品的冶金性能。

过程挑战

胶粘剂和密封剂市场的操作员认识到需要监控粘度,但是多年来,在实验室外进行测量一直对过程工程师和质量部门构成挑战。 现有的实验室粘度计在过程环境中几乎没有价值,因为粘度直接受温度,剪切速率和其他变量的影响,这些变量与离线测量值存在很大差异。 事实证明,即使在允许粘度发生较大变化的应用中,控制配方粘度的常规方法也是不够的。

传统上,操作员使用Zahn流量杯测量浆料的粘度。 将测量结果报告为杯体积流过杯底部孔的时间。 必须选择测试的终点,以使其在测试之间保持一致。 该过程是麻烦且费时的。 即使有经验的操作员,它也不准确,前后不一致且不可重复。 在连铸过程中,间隔采样会导致过多的延迟。 的粘度无法实时调整。 此外,装有制剂的各种容器是敞开的。 由于环境温度,湿度和其他因素(例如温度,干燥气候)的变化,溶剂可能会挥发,因此杯基粘度测量技术无效。

一些公司使用热管理系统将应用程序点保持在确定的最佳温度下,以实现恒定的墨水粘度。 但是,温度不是影响粘度的唯一因素。 剪切速率,流动条件,压力和其他变量也会影响粘度变化。 温控系统还具有较长的安装时间和较大的占地面积。

常规的振动粘度计是不平衡的,需要较大的质量以避免安装力的较大影响。

Rheonics' 解决方案

自动在线粘度测量和控制对于控制配方和应用粘度至关重要。 Rheonics 基于平衡扭转谐振器,提供以下解决方案,用于涂层过程的过程控制和优化:

  1. 线上 粘性 测量: Rheonics和 SRV 是一款具有内置流体温度测量功能的范围广泛的在线粘度测量设备,能够实时检测任何工艺流中的粘度变化。
  2. 线上 粘度和密度 测量: Rheonics和 SRD 是一种在线式同时密度和粘度测量仪,具有内置的流体温度测量功能。 如果密度测量对您的操作很重要,则SRD是满足您需求的最佳传感器,它具有类似于SRV的操作能力以及精确的密度测量值。

传感器被密封封装,因此性能不受湍流和流体非均匀性的影响。 通过SRV或SRD自动进行在线粘度测量可消除样品采集和实验室技术的差异。 传感器安装在涂料桶或涂料泵送至施涂器的管线中,连续测量配制的系统粘度(在SRD情况下为密度)。 通过基于实时粘度和温度测量值的过程控制器通过计量系统的自动化来实现应用程序的一致性。 在涂料生产线中使用SRV / SRD,可以提高转移效率,从而提高生产率,利润率和环境/法规目标。 传感器具有紧凑的外形,可简化OEM和改造安装。 他们不需要维护或重新配置。 无论安装方式或位置如何,这些传感器都可提供准确,可重复的结果,而无需特殊的腔室,橡胶密封或机械保护。 由于无需消耗品,SRV和SRD维护非常简单,零维护。

Rheonics' 优势

紧凑的外形,无活动部件,无需维护

RheonicsSRV 和 SRD 的外形尺寸非常小,适合简单的 OEM 和改装安装。 它们可以轻松集成到任何流程中。 它们易于清洁,无需维护或重新配置。 它们占地面积小,可在墨水管路中进行内联安装,从而避免了印刷机和墨水车上的任何额外空间或适配器要求。

高稳定性,对安装条件不敏感:可以进行任何配置

Rheonics SRV和SRD采用独特的专利同轴谐振器,其中传感器的两端以相反方向扭转,抵消了安装时的反作用扭矩,从而使它们对安装条件和墨水流量完全不敏感。 这些传感器可以轻松应对定期搬迁。 传感器元件直接位于流体中,不需要特殊的外壳或保护笼。

易于安装,无需重新配置/重新校准

无需更换或重新编程电子设备即可更换传感器,无需任何固件更新或校准系数更改即可直接更换传感器和电子设备。 安装方便。 拧入墨水管接头中的 XNUMX/XNUMX” NPT 螺纹。 没有暗室, O-ring 密封件或垫圈。 易于拆卸以进行清洁或检查。 SRV 可提供法兰和 tri-clamp 连接方便安装和拆卸。

低功耗

24V直流电源在正常运行期间消耗的电流小于0.1 A

快速响应时间和温度补偿粘度

超快且强大的电子设备与全面的计算模型相结合,使 Rheonics 设备是业内最快、最准确的设备之一。 SRV 和 SRD 每秒提供实时、准确的粘度(以及 SRD 的密度)测量,并且不受流量变化的影响!

广泛的运营能力

Rheonics' 仪器专为在最具挑战性的条件下进行测量而设计。 SRV 具有市场上最广泛的在线过程粘度计操作范围:

  • 压力范围高达5000 psi
  • 温度范围为-40至200°C
  • 粘度范围:0.5 cP至50,000 cP

SRD:单仪器,三功能 –粘度,温度和密度

Rheonics和 SRD 是一款独特的产品,可代替三种不同的粘度,密度和温度测量仪器。 它消除了将三种不同仪器共置的麻烦,并且在最恶劣的条件下提供了极其准确和可重复的测量。

实现正确的打印质量,降低成本并提高生产率

在生产线中集成SRV / SRD,并在整个打印过程中确保颜色一致性。 获得恒定的颜色而不必担心颜色变化。 SRV(和SRD)不断监控和控制粘度(和SRD情况下的密度),并防止过度使用昂贵的颜料和溶剂。 可靠且自动的墨水供应可确保印刷机运行更快,并节省操作员的时间。 使用SRV优化印刷过程,减少废品率,减少浪费,减少客户投诉,减少印刷机停机时间并节省材料成本。 最后,它有助于改善底线和改善环境!

就地清洁(CIP)

SRV(和SRD)通过monit监控墨线的清理情况oring 清洁阶段溶剂的粘度(和密度)。 传感器会检测到任何细小的残留物,使操作员能够决定何时清洁管线。 或者,SRV 向自动清洁系统提供信息,以确保运行之间进行全面且可重复的清洁。

卓越的传感器设计和技术

先进的专利第三代电子设备驱动这些传感器并评估它们的响应。 SRV 和 SRD 可采用行业标准过程连接,例如 3/1” NPT 和 XNUMX” Tri-clamp 允许操作员用 SRV/SRD 替换生产线中的现有温度传感器,除了使用内置 Pt1000(可用 DIN EN 60751 AA、A、B 级)精确测量温度之外,还提供粘度等非常有价值且可操作的过程流体信息。

满足您需求的电子产品

传感器电子器件既可以在防爆变送器外壳中使用,也可以在小尺寸DIN导轨安装中使用,从而可以轻松集成到过程管道和机器内部的设备柜中。

 

易于整合

传感器电子设备中实现了多种模拟和数字通信方法,从而使与工业PLC和控制系统的连接变得简单明了。

 

符合ATEX和IECEx

雷奥尼克斯 提供通过ATEX和IECEx认证的本质安全传感器,用于危险环境。 这些传感器符合与潜在爆炸性环境中使用的设备和保护系统的设计和构造有关的基本健康和安全要求。

拥有本质安全、防爆认证 Rheonics 还允许对现有传感器进行定制,从而使我们的客户能够避免与识别和测试替代品相关的时间和成本。 可为需要一台至数千台的应用提供定制传感器; 交货时间为数周而不是数月。

Rheonics SRV & SRD 均通过ATEX和IECEx认证。

通过ATEX(2014 / 34 / EU)认证

Rheonics经过 ATEX 认证的本质安全传感器符合 ATEX 指令 2014/34/EU,并通过 Ex ia 本质安全认证。 ATEX 指令规定了与健康和安全相关的最低和基本要求,以保护危险环境中的工人。

Rheonics经过 ATEX 认证的传感器在欧洲和国际上得到认可。 所有经过 ATEX 认证的零件均标有“CE”以表明符合要求。

IECEx认证

Rheonics本质安全型传感器已通过国际电工委员会 IECEx 认证,符合爆炸性环境中使用的设备相关标准的认证。

这是一项国际认证,可确保危险区域使用的安全合规性。 Rheonics 传感器经过 Ex i 本质安全认证。

SAP系统集成计划实施

将传感器直接安装到您的过程流中以进行实时粘度和密度测量。 无需旁路管线:传感器可以在线浸入,流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。 通过对流体进行重复,连续和一致的测试来优化混合性能。

Rheonics 仪器选型

Rheonics 设计、制造和销售创新的流体传感和监测oring 系统。 瑞士精密制造, Rheonics' 在线粘度计具有应用所需的灵敏度以及在恶劣操作环境中生存所需的可靠性。 即使在不利的流动条件下,结果也稳定。 不受压降或流速的影响。 它同样非常适合实验室中的质量控制测量。

建议的应用产品

  • 粘度范围广–监控整个过程
  • 在牛顿和非牛顿流体,单相和多相流体中均可重复测量
  • 密封,所有不锈钢316L润湿部件
  • 内置流体温度测量
  • 紧凑的外形尺寸,易于在现有生产线中安装
  • 易于清洁,无需维护或重新配置
  • 单一仪器,可进行过程密度,粘度和温度测量
  • 在牛顿和非牛顿流体,单相和多相流体中均可重复测量
  • 全金属(316L不锈钢)结构
  • 内置流体温度测量
  • 紧凑的外形尺寸,易于在现有管道中安装
  • 易于清洁,无需维护或重新配置
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