橡胶-金属粘结工艺

橡胶--金属粘结工艺

张奎

和谐橡胶有限公司

摘要：橡胶与金属粘结是一个很古老的问题，从橡胶工业化开始，橡胶与金属粘结就已经开始了，但是具体分析橡胶与金属粘结工艺的科技文献，至今还极其少，现对我在橡胶-金属粘结工艺中的一点认识加以总结。

关键词：橡胶金属粘结剂橡胶与金属粘结

橡胶与金属粘结主要是通过粘结剂的作用把橡胶和金属两种不同性质的材料粘结在一起，达到橡胶橡胶结构产品增强，金属结构产品增韧的目的。橡胶-金属粘结体的粘结强度主要与金属材料，粘结剂的特性以及粘结工艺有关。在橡胶-金属粘结制品的加工过程中，根据制品的性能要求，选择不同性能的橡胶和金属骨架以及之间的粘结剂是制造出优良产品的前提。同时在加工过程中金属表面处理，粘合剂的施工方式、施工环境，橡胶加工的工艺等都对橡胶-金属制品粘结的性能产生很大的影响。

1 橡胶、金属骨架、粘结剂的选择

粘结剂作为橡胶橡胶-金属粘结件的过度物质，应具对橡胶-金属有很好的粘结强度，粘结剂的一端应具有和橡胶高分子极性相似或是能和橡胶分子发生化学反应等特征，另一端又要具有和金属结构具有相似性的性能，分子能渗透到金属件中等特性。所以在橡胶-金属制品加工过程中没有一种粘合剂能通用于所有橡胶-金属骨架之间的粘结。在目前的橡胶-金属粘结剂的生产中开姆洛克和罗门哈斯做出了很多种类的粘合剂来满足一些橡胶和金属粘结件的粘结剂。

1.1橡胶配方及其工艺对粘结强度的影响。生胶是橡胶的主体骨架材料是影响粘结性能的主体，所以目前橡胶-金属粘结的选择一般都按生胶的种类进行选择。以下是罗门哈斯公司不同橡胶与金属粘结推出的几种粘结剂

从表中我们可以看出，只有根据不同的橡胶种类选择不同的粘合剂，才能获得不同橡胶与金属粘结件的良好性能。

粘合剂与橡胶中其他组分的关系，一般橡胶配方中硫化体系和补强填充体系是橡胶自身性能的关键配合体系，而粘合剂与橡胶之间的粘结主要是界面之间的作用，所以粘结剂主要与补强体系之间的作用比较多这是因为补强填充体系一般在橡胶配方中是除橡胶以外用量最多的体系，有时用量比生胶的用量还多。所以为了提高橡胶与粘合剂之间的强度合理选择补强填充体系具有重要的意义。另外橡胶操作类助剂对粘合工艺影响也不容忽视，比如内脱模剂，油类助剂的使用将导致粘合强度的降低，然而橡胶内粘合剂或偶联剂的使用将大大的提高橡胶与粘合剂之间的粘结性能。

粘合性能与橡胶加工工艺的关系，一般粘合性能的好坏与橡胶的混炼和硫化有关。混炼均匀的橡胶粘合性能好，混炼不均将严重降低粘结剂与橡胶之间的粘结性能；如果选用的是非反应型的粘结剂，硫化工艺对粘合工艺影响不是很大，但是如果是反应型的粘合剂那么硫化三要素也是粘合剂反应的三要素，适宜的硫化条件将对粘结性能的产生很大的影响。

1.2金属材料对粘合强度的影响。

利用胶黏剂粘接金属，由于金属分子是以金属键紧密结合起来的，分子的位置固定不变，

而且金属分子排列规整，有序性高，大多数能生成晶体构造，密度大而结构致密，不但金属分子不能发生扩散作用，就是胶黏剂的分子也不可能扩散到金属相里面去。所以，胶黏剂粘接金属形成的界面是很清晰的。但是为了提高粘结剂与金属的粘结强度，我们除了可以考虑改善金属表面的性能外，还可以从金属分子外围的电子考虑，因为电子在金属中是可以自由移动的而且电子和金属原子核之间具有强烈的相互作用，所以具有吸收电子能力的粘结剂一般与金属材料的粘结性能都比较好。

金属、金属氧化物和各种无机物都是高能表面，如与其接触的液体或胶黏剂的粘度很低，表面张力也低,则其接触角很小，可以自动润湿铺展，分子相互接触紧密，胶接强度可能高。反之，许多极性的液体胶黏剂和非极性的聚乙烯或其他聚合物，由于低能表面以及和液体胶黏剂的极性不相匹配，形成的接触角大，胶接效果不好，胶接强度也不会高。若对金属表面进行改性，除去松散的氧化层、污染层，并使之生成疏松多孔状表面，或增加表面的粗糙度，会有利于胶黏剂分子的扩散、渗透或相互咬合，有可能提高胶接强度。另外，选择强极性的或能与金属表面产生化学键的胶黏剂，也能提高胶接强度。借助偶联剂的作用，也是提高胶接强度的有效方法。

一般粘结剂与金属之间的粘结性能与金属材料的种类和金属材料的表面处理有关。根据不同的金属种类选择粘合剂是提高粘结性能的主要原因之一。一般粘结性能好坏与金属材料的组分和金属材料的电负性有关。

金属表面处理对粘结性能的好坏有很大的关系，表面处理主要是为了去除金属表面的杂质油污，提供一个比较粗糙的，清洁的粘结表面。一般通过物理或化学的方法对金属表面进行处理，物理方法有打磨、喷砂等，化学处理一般有电镀，磷化等。

磷化作为金属表面处理的一种方法，具有工艺简单、成本低、效率高、膜层好等优点。磷化的作用主要提高耐蚀性，基体与涂层间附着力，提供清洁表面。

1.3胶黏剂自身对粘结强度的影响

粘合剂在一定条件下通过粘附作用把被粘结的物体粘结起来。一般粘合强度与胶黏剂主体材料的分子量、分子结构以及配合体系、溶剂等有关。一般分子量大的粘合剂强度高，但是不容易在被粘物之间扩散，这样自身有较好的强度也没有发挥出来，所以在橡胶-金属

粘结件中胶黏剂一般都采用分子量较小的化合物先涂覆在被粘结物上，然后通过加热使胶黏剂发生聚合反应而生成大分子量的聚合物提高被粘物之间的粘结强度；

分子结构也是影响粘结强度的一个重要因素，其中在分子结构上主要和分子之间的极性，电负性以及与被粘物之间的反应性有关。所以根据被粘物不同的性质选择合适的粘结剂是提高粘结性能至关重要的一个因素。

另外在胶黏剂配合体系中的补强体系，溶剂等对粘结强度也有很大的影响。

粘结剂的粘度对粘合性能的影响，无论哪一种类型的胶黏剂，在使用的时候，均要保持较小的粘度，以利于润湿、铺展和均匀地分布到被粘物表面；同时还要求胶黏剂有较小的表面张力，才可能有较好的润湿效果，自发地铺展于凹凸不平的基体表面上，形成良好的分子接触。

温度对粘合性能的影响。随着温度的升高粘度下降。热熔胶的熔融粘度受温度的影响更为明显。胶黏剂与基体之间的接触程度也受到表面能的影响。金属、金属氧化物和各种无机物都是高能表面，如与其接触的液体或胶黏剂的粘度很低，表面张力也低,则其接触角很小，可以自动润湿铺展，分子相互接触紧密，胶接强度可能高。反之，许多极性的液体胶黏剂和非极性的聚乙烯或其他聚合物，由于低能表面以及和液体胶黏剂的极性不相匹配，形成的接

触角大，胶接效果不好，胶接强度也不会高。

2 粘结施工过程对粘结性能的影响

2.1粘结工艺

良好的粘结界面是获的较好粘结强度的因素之一。一般对于粘结性能来说，良好的粘结界面应具有清洁度高，耐蚀性好，附着力高等特性。所以粘结工艺的施工过程对粘合性能有很大的影响。目前我厂针对氟橡胶采用megum3290-1粘合剂，丁晴橡胶和丙烯酸酯橡胶采用TD-870粘合剂。

2.2 粘合剂的特征

产品名称：罗门哈斯MEGUM3290-1

MEGUM?3290-1氟碳橡胶与金属粘接胶粘剂MEGUM 3290-1是一种用于粘接氟碳橡胶与金属以及其它固体基材的单涂热硫化胶粘剂。MEGUM 3290-1适合于包括二酚和过氧化物的各种通用硫化体系。可粘接弹性体FKM等。可粘接基材金属，如：钢，不锈钢，铝及其合金，铜及其合金；塑料，如：聚酰胺，聚缩醛和聚酯。用MEGUM 3290-1胶粘剂的胶接具有优异的耐高温性和耐外部影响性。MEGUM 3290-1可以采用一般的硫化方式与橡胶和金属粘结。

丁腈橡胶与金属热硫化粘合剂（Phenolic TD-870）

TD-870是一种粉末状的高分子聚合物,适用于丁腈橡胶,聚氨酯橡胶及氯丁橡胶与金属骨架铁,铝及其合金的的热硫化粘合.具有无毒,粘合强度高,防锈的特点,适用于橡胶骨架油封,模具和模芯的粘结,衬套等器件的粘结.系韩国江南化学公司生产。

物理性质

外观：白色或黄褐色（米黄色）粉末

熔点：90－105℃

斜面板流动长度：10－25mm

固化时间（150℃）：30－70秒

分散性：优良

使用方法：使用前金属骨架表面预处理，金属表面要经除尘、清洗、喷沙，脱脂等工艺处理，也可磷化处理。

TD-870：胶粘剂通用的溶解，配合比例为：

TD-870：无水乙醇＝1：4或1：10，如果是轴封（轴承密封圈）可最大稀释比：1：20，TD-870：丁酮＝1：4 或1：8~12，缸垫

溶解时，要将溶剂在搅动的同时慢慢加入，溶解完毕可适当放置4－5小时使其充分溶解。涂覆工艺：笔涂、浸涂、喷涂及刷涂均可。涂后金属骨架自然晾置约1小时后进行高温固化工艺控制：（本产品涂覆在金属表面后可存放数月而不失效，但需注意预防污染）普通油封140~150℃烘箱内高温预固化15-20分钟，以硫化时粘合剂不被冲刷粘模为准。气门油封，轴承油封：底涂按1:13稀释，200-220℃高温固化5分钟，冷却后面涂按1:10稀释，130℃固化5~10分钟，以硫化时粘合剂不被冲刷粘模为准。处理后的金属骨架可进行贴覆橡胶进行硫化。硫化条件与橡胶的硫化条件一样。

胶辊行业：按1：4-6稀释，无需预烘，涂上金属表面后在常温下自然干燥40-60分钟（时间越长越好）即可贴胶包胶与硫化罐内硫化（罐内压力越大越好，一般在4-6公斤），有条件的工厂于自然干燥后再于120-140度的烘箱中预烘15分钟左右，效果更优。

包装：10KG/包

注：为获得均匀的骨架颜色，请注意清洁，卫生，有条件的工厂可采用机械自动预烘，。

2.2.2影响粘合剂施工的其他因素

另外空气中的温度和湿度，空气流动等对粘结性能也有很大的影响。因为粘结剂中的溶剂对粘合性能将产生不利的影响，所以在粘合施工前必须将粘结剂中的溶剂全部挥发完。适宜的温度，湿度，空气流动是使溶剂挥发的必要条件，同时适宜的环境条件也是胶黏剂在被粘物表面润湿，使得胶黏剂在被粘物表面铺展开的良好条件。

2.3磷化工艺：

2.3.1 磷化的作用

a 提高耐蚀性

磷化膜虽然薄，但由于它是一层非金属的不导电隔离层，能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体，抑制金属工件表面微电子的形成，进而有效阻止涂膜的腐蚀。

B 提高基体与涂层间附着力

磷化膜与金属工件是一个结合紧密的整体结构。其间没有明显界限。磷化膜具有的多孔性，使封闭剂、涂料等可以渗透到这些孔隙之中，与磷化膜紧密结合，从而使附着力提高。

C 提供清洁表面

磷化膜只有在无油污和无锈层的金属工件表面才能生长，因此，经过磷化处理的金属工

件，可以提供清洁、均匀、无油脂和无锈蚀的表面。

2.3.2磷化原理

原则上说，当金属工件一旦浸入加热的稀磷酸溶液中，就会生成一层膜。但由于这种膜的保护性差，所以通常的磷化在含有Zn、Mn等酸性溶液中进行。

磷化液中存在的动力学平衡

磷化液的基本平衡方程式

3M(H2PO4)2=M3(PO4)2+4H3PO4

此方程的平衡常数

K=[M3(PO4)2][ H3PO4]^4/[M(H2PO4)2]^3

M代表Zn、Mn等

由上述方程式可以看出，常数K值越大，磷酸盐沉积的比率越大。而K值随一代和三代金属盐的金属的性质，溶液的温度，PH值及总浓度有关。所以影响磷化液性能的至少有PH 值、游离酸度、总酸度、温度和金属性质。

2.3.3磷化条件的控制

磷化和一般的化学反应一样，都是在一定的浓度，温度，时间下进行。浓度太高反应太快，磷化液和金属骨架生成较多的沉淀，不但浪费磷化液而且生成的磷化膜也较厚对粘结不

利。同时沉淀也污染了磷化液，致使磷化膜表面产生白灰；浓度太低反应太慢，浪费电能，同时对生产效率也不利。温度和时间对磷化质量的影响同理。目前我厂采用SD-304中温磷化液对金属骨架表面处理，SD-304黑色磷化液

（本品是依据铁路机车、铁路轴承行业的高耐蚀要求开发的项目，硫酸铜点滴时间可达十分钟，成膜膜质细致，均匀，膜层较厚，呈黑色、深灰色、灰色等外观；可做终处理及高耐蚀喷涂底层。本品磷化工艺简单，无须表调及促进剂，沉渣量极少是普通马日夫盐磷化的1/10。

一、处理方式：采用浸渍式处理

二、使用药剂：

名称理化性质

外观比重

SD-304黑色磷化液绿色透明液体1.38±0.05

三、磷化处理工序：

脱脂→水洗（溢流）→水洗（溢流）→除锈→水洗（溢流）→水洗（溢流）→磷化→水洗（溢流）→干燥

四、磷化工作液的配制（按1000升计）

●1、将清水加到处理槽内八成；

●2、加入SD-304磷化液160-200公斤，并搅拌均匀；

●3、补清水至1000升，并搅拌均匀；

●4、升温至工艺规定温度（60-70℃）

五、使用条件：

游离酸度（FA）：6～9Pt总酸度（TA）：80～110Pt

工作液密度：1.10±0.02g/ml温度：60～70℃时间：10～30分钟

六、补充和调整（按1000升计）

由于连续处理过程中浓度不断变化，所以对工作槽液适当进行添加以保持工作液在较佳处理状态，一般每次添加4～5公斤浓缩液可提高总酸度一个点。

七、产品包装：30kg/桶。）

2.3.3磷化前处理对磷化质量的影响

磷化膜只有在无油污和无锈层的金属工件表面才能生长，所以在金属工件进行磷化之前必须除去金属表面的油污，铁锈，杂质等。油污可以利用与碱性溶液发生皂化反应，有机溶剂溶解，电解等方法除去；铁锈可以用稀盐酸清洗，杂质可以水洗除去。目前我厂在除油方面采用有机溶剂溶解。

2.3.4脱脂原理

我厂骨架均是由外厂供应的不锈钢，不锈铁等金属骨架。骨架在加工或储运的过程中一般需要涂上防锈油以防止金属表面生锈，有的时候也会因保护不周致使骨架生锈。

在金属表面的这些油污、锈迹、杂质等需要侧地清楚后才能进行涂胶粘结。油污可以采用碱性溶液与油污发生皂反应，有机溶剂溶解，电解等方法除去油污，锈迹可以用稀酸溶解，杂质可以清水冲洗。目前我厂主要采用三氯乙烯有机溶剂溶解的方式去除油污，其优点是去油污能力强，速度快，对金属表面无腐蚀，干燥快等。但是三氯乙烯气味大，毒性强，对人体

伤害大。对有锈迹的骨架用稀盐酸溶解，杂质用清水冲洗干净。

2.3.5脱脂条件的控制

采用有机溶剂脱脂一般只需与有机溶剂溶解度，温度，时间等有关。溶解度溶解度是指单位体积的有机溶剂溶解油污的多少。溶解对油污的溶解度大，溶解油污就多，一定量的有机溶剂处理带有油污的骨架的数量就多；反之溶解度小，溶剂清洗骨架的数量就少。所以在考虑选择有机溶剂除去油污时必须考虑溶剂对油污的溶解度。目前我厂采用三氯乙烯清洗骨架。三氯乙烯是C2有机氯溶剂中溶解力最强的一种，是最佳的金属脱脂清洗剂。（三氯乙烯为无色液体，气味似氯仿，由碳，氢，氧三种元素组成，蒸气与空气形成混合物可燃限8.0%～10.5% ，几乎不溶于水，与乙醇、乙醚及氯仿混溶，溶于多种固定油和挥发性油。潮湿时遇光生成盐酸。高浓度蒸气在高温下会燃烧。加热分解,放出有毒氯化物。加热至250～600℃，与铁、铜、锌、铝接触生成光气。能与钡、四氧化二氮、锂、镁、液态氧、臭氧、氢氧化钾、硝酸钾、钠、氢氧化钠、钛发生剧烈反应。在工厂使用时应注意：

①三氯乙烯清洗工序必须与其它工序完全隔开，避免无关人员接触；。

②清洗场所应设置警示标识、应有良好的通风设施，接触者应配给防毒口罩、防护手套、眼镜等个人防护用品。

③三氯乙烯清洗工种应禁止实行轮换制，以避免轮换到敏感者接触该物质。

④对新接触者应严密观察45天，如有过敏表现者，及时处理。

⑤主动为接触者购买工伤保险。）

除油的温度在上述的注释中我们可以看到三氯乙烯在处理金属骨架的时候温度不宜太高，因为温度太高，三氯乙烯挥发大，对人体的伤害比较大，但是从一般溶剂对容溶质的溶解角度考虑，适当的升高温度对溶解油污的效果会比较好。

溶解时间也是影响除油效果的一个重要因素，时间太短油污一般不会完全溶解，时间太长，对生产也不利，所以适当的控制除油过程的时间对提高生产效率具有重要的作用。

3 试验

见试验报告

4 脱胶事故处理方案

4.1橡胶与胶黏剂之间发生脱开一般与橡胶种类，橡胶混炼、硫化，粘合剂的性质、，粘合剂

4.2 粘合剂自身断裂一般与粘合剂自身的强度和粘合剂的施工有关。

4.3粘合剂与金属工件之间发生断裂一般与金属工件材质，表面处理，粘合施工环境等因素有关。

4.4金属工件在处理过程中常见问题

橡胶与金属的粘合技术

橡胶与金属的粘合技术 橡胶与金属的粘合技术 粘合剂分类：1.溶剂型：如CH205、CH252、CH220（用酮、苯为溶剂） 2.水性：如E1542 （运输存储较困难、有良好的模具耐脏性，环保型） 3.环保型：CH6100、CH6109、2000TEF（不含重金属、不产生臭氧化合物、不含氯化溶剂） 粘合剂涂层的组成和作用： ?底胶：提供腐蚀环境的耐抗性、提供与金属高强度的附着力和面胶的化学粘结性 ?面胶：用于弹性体与底胶的粘结、提供弹性体与金属的充分附着（经验法则单涂的效果通常不如双涂的效果）、提供对外部环境长期耐久性的屏障、提供必要的抗磨性。 ?单涂：用于特种胶如MVQ、FKM、HNBR等粘合，能提供较薄且坚硬的漆膜、且无色，用于有色弹性体，提供较高的耐热和抗溶剂性、抗腐蚀性。 粘结性能的影响因素： ?弹性体选择 橡胶的硬度? 碳黑用量和类型? 抗氧化物/Antiozonants? ?硫化剂 混合硫化 增塑剂用量和类型 3.粘合剂的组成： 溶剂：78-72%；树脂、聚合物、反应性固体：22-28% 没有溶剂或水的蒸发，固体的含量不会增加； 注意： ?客户不允许任意混合的不同牌号的粘合剂； 粘合剂的溶剂量按以下排列：刷涂= 滚涂＜浸涂＜喷涂；? ?固体含量是影响黏度的因数之一； 溶剂与固体含量是否充分混合，第一次使用前是否充分搅拌；? ?稀释液必须是和粘合剂中的固体有兼容性的溶剂； 总是将溶剂加入粘合剂而不能相反，加入溶剂时必须搅拌；? ?在通风的地方转移溶剂； 必须能秤重式测量体积；? 酮类和酒精应是高等级水含量少的溶剂；? ?涂了粘合剂的金属工件在热模具中时间应相对多于橡胶； ?预烘的时间越久，模具消耗和积聚的化学活性就越多，这就相应减少用于粘结橡胶化合物的活性； ?如果粘合剂中的交联剂在预烘中遗失和释放，那么橡胶和金属粘结会失败； ?如果粘合剂化学成分活性太高或容易焦化，与橡胶的硫化不匹配，也会造成粘结失败。 粘合剂的使用方法： ?黏度由黏合剂中的固体成分和各成分间的相互作用决定。

橡胶及金属的粘合

橡胶与金属的粘合 在汽车工业中，橡胶与金属的粘合是很普遍的，骨架油封、发动机及变速箱支承、摆壁衬套、车身支撑等都是典型的金属——橡胶结构。金属和橡胶的结合强度对产品的性能有着至关重要的影响。金属橡胶件的寿命很大程度上取决于两种材料的粘接质量。粘接技术因此成为许多工厂的研究课题。 众所周知，增大粘接面的表面积及静电吸附力、提高粘接材料之间的化学作用力是获得高粘接强度的关键。本文通过对金属粘合表面不同处理工艺的试验，得出了操作方便、经济性好、粘接性能优异的骨架表面处理方法。 一、实验 1.主要材料 CHEMLOK 252上海洛德公司产品；CHEMLOK 205上海洛德公司产品；10#钢；20目石英砂；天然胶SCR5海南天然胶联合产业集团；丁腈胶N41兰州化学工业公司。 2.设备 普压干喷砂机(空气压力>0.6MPa)；磷化处理线；400×400电热平板硫化机；0-200℃老化箱；0-2500N电子拉机。 3.粘接橡胶基本配方 天然胶SCR5 100；硬脂酸1；氧化锌(间接法)5；防老剂3；防护蜡4；软化剂10；炭黑70；硫黄2；促进剂1.5。 丁腈胶N41 10；硬脂酸1；氧化锌(间接法)5；防老剂3；聚酯

增塑剂10；炭黑60；DCP 1.5；硫黄0.5；促进剂1.5。 粘合剂：①单涂氧化锌(间接法)；②底涂CHEM-LOK 205,面涂CHEMLOK 252。 4.粘接橡胶的常规机械性能 天然胶邵尔A型硬度65度，拉伸强度22MPa，拉断伸长率450%。 丁腈胶邵尔A型硬度70度，拉伸强度24MPa，拉断伸长率340%。 5.试样制备 ①在K360×160开放式炼胶机上将配方物料混合均匀；②试块表面处理；③在400×400电热平板硫化机上压制试样；④试样制备工艺。 NR硫化工艺条件为155℃×6min。 NBR硫化工艺条件为160℃×6min。 6.测试 按GB/T 13936标准对已硫化的试样进行测试。 二、实验数据 骨架不同表面处理方法下的粘结强度见表1，骨架不同后处理工艺下的粘结强度见表2，双涂层粘合体系下不同骨架表面处理方法的粘结强度见表3，粘合剂涂层厚度对粘结强度的影响见表4。 表1 骨架不同表面处理方法下的粘结强度

橡胶与金属粘接时金属的表面处理

橡胶与金属粘接时金属表面处理方法 一、橡胶中常用的金属材料 按材质分：铁、钢、不锈钢、铜、铝及铝合金等； 按形态分：线绳、帘布、金属件、金属块等； 如轮胎中胎圈、胎体、带束层所使用的钢丝或钢丝帘线。内胎上的黄铜气门嘴；胶带中的钢丝绳、胶管中的钢丝编织层；胶辊中的金属芯，油封的金属骨架，橡胶的金属减震器，金属的防腐橡胶衬里等。 二、金属的表面性质 1、金属的表面层结构 金属的表面结构，由里向外依次为：金属基体、1000nm厚加工硬化层、10nm厚氧化物质层、0.3nm厚气体吸附层、3nm厚污染物层。 2、金属的表面性质: 由于金属内部的金属原子之间易形成金属键，原子之间的相互作用力强，金属表面层原子受内部原子的相互吸引力较大，力场处于不平衡状态，因此金属表面具有较大的界面张力，表面能很高，因此很容易吸附周围环境中的气体分子、液滴和灰尘，具有很强的吸附性，因此金属表面会有一层气体吸附层和污染物层。在金属与橡胶粘合时，如果气体吸附层和污染物层不除去的话，会严重削弱粘合效果。 由于高能表面对低能表面具有较强的吸附作用，所以低能表面在高能表面上能润湿，能赶走高能表面的气体吸附层，而与金属表面充分接触。由于橡胶材料属于低能材料，因此橡胶在金属表面是湿润的，这给橡胶与金属的粘合提供了热力学条件。由于金属表面层原子受内部分子吸引作用较大，表面层原子排列紧密，很难形变和运动，所以橡胶与金属表面在接触时不能发生互溶、扩散和渗透，再加上金属表面一般都比较光滑，这又给橡胶与金属粘合带来不利的影响。 由于金属表面有一层氧化层，从而使金属表面带有一定的极性，能够增大橡胶与金属表面的吸附作用力，有利于粘合。另外，金属表面较容易失去电子，而橡胶材料易获得电子，所以当橡胶与金属表面靠近时，会发生电子转移，形成双电层，从而产生界面静电引力，这也对粘合有好处。 但是，金属表面的氧化层与橡胶之间不易发生化学作用，形成的化学键键合作用很小（黄铜除外），而且氧化层松脆，与本体结合不很牢固，因此橡胶与金属之间突现牢固的粘合比较难。此外，由于金属材料与橡胶材料的模量差异太大，在粘合界面处易发生应力分布不均匀，易受剪切而破坏。

金属与金属粘接技术

金属与金属粘接技术 4.4.1乐泰胶水选择 经表面处理后，金属就可涂乐泰胶水。此时选胶就成为当务之急。由于金属的种类繁多，每一种金属是由其元素所组成，因此，其表面也呈现不同的特性。一种胶粘剂不可能满足各种金属粘接强度要求，就一种高性能胶粘剂而言，由于其配方的比例不同，所用原料批次不一，也会出现性能差别较大的粘接体系，所以对胶粘剂的选择应予以高度重视。一般遵守的基本原则(详见3.1节所述)和考虑的因素为： ①金属粘接件使用环境条件; ②金属的种类及表面特性; ③金属接头形式、受力类型、大小和持续的时间; ④粘接面大小和固化条件; ⑤成本; ⑥现有设备(压机、夹具、热源和表面处理装置等) 的状况等。 在满足应用要求的前提下，尽量选择成本低，易涂胶，室温固化的胶种。选胶时，应经初步筛选，去掉那些不合格的胶粘剂，选准几个牌号的胶加以试验，择其良者。一旦候选胶粘剂限于仅有的几个牌号，就比较容易地寻找到最佳粘接体系。金属表面的非结构性粘接，可选用热塑性树脂和橡胶类胶粘剂，其成本低，适用于低强度或中等强度的粘接。但金属部件通常都是用作结构件和受力构件，所进行的粘接同样也是结构粘接。因此，在谈及金属粘接用胶粘剂时，通常是指结构胶粘剂，为便于选择现将金属粘接常用的结构胶粘剂的类型和通用物理性能列于表4-4-1，仅供选胶时参考。国内金属粘接用胶粘剂牌号、性能和用途请参见14.2。 表4-4-1 金属粘接用结构乐泰胶水的性能 胶粘剂使用温度/℃剪切强度/ MPa 剥离 强度 冲击 强度 耐蠕 变性 耐溶 剂性 耐湿性接头类型 最高最低 环氧-胺 环氧-聚酰胺环氧-酸酐环氧-酚醛环氧-尼龙环氧-聚硫丁腈-酚醛乙烯-酚醛氯丁-酚醛聚酰亚胺 聚苯并咪唑66 66 149 177 82 66 149 107 93 316 260 10 15.6 15.6 -253 -253 -73 -73 -51 -56.7 -253 -253 20.7～34.5 13.8～27.6 20.7～34.5 22.1 44.8 20.7 20.7 13.8～34.5 20.7 20.7 13.8～20.7 差 中等 差 差 很好 良好 良好 很好 良好 差 差 差 良好 中等 差 良好 中等 良好 良好 良好 差 差 良好 良好 良好 良好 中等 中等 良好 中等 良好 良好 很好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 中等 良好 良好 良好 良好 中等 良好 良好 差 良好 良好 良好 良好 中等 良好 硬 韧性及中柔性 硬 硬 韧性 柔性 韧性及中柔性 韧性及中柔性 韧性及中柔性 硬 硬

硅橡胶与不锈钢热硫化粘接

硅橡胶与不锈钢的粘接方法研究 蔡威杰 摘要：对硅橡胶与不锈钢粘接的方法进行了研究。探讨了不锈钢表面处理、偶联剂种类、含量以及专用胶粘剂对粘接性能的影响与对比。 关键词：硅橡胶；不锈钢；粘接 i前言 由于硅橡胶具有耐热、耐寒、耐候和耐臭氧等宝贵性能，使其能够成功地用于其他橡胶所不能应用的场台。利用硅橡胶热硫化粘接技术，用硅橡胶与金属材料制成的复合元件，已经成为航天、航空、船舶及其他现代高科技领域中必不可少的装置。然而，由于硅橡胶极性低，表面湿润性和粘接性能差，较难与不锈钢粘接，因此，如何提高硅橡胶与不锈钢的粘接强度，一直是人们关注的研究课题。 橡胶与金属粘接机理比较复杂，目前公认的机理是扩散、渗透、共交联理论。金属与橡胶的粘接一般采用热硫化粘接的方法，即先对金属进行表面处理，然后涂刷胶粘剂，利用成型模具把混炼胶与金属制备成橡胶-金属复合构件，加热加压硫化，实现粘接。其好处是在热硫 化的过程中，在胶粘剂与金属、胶粘剂与橡胶之间以及胶粘剂、橡胶内部发生一系列物理化学反应形成牢固的连接体 2 3]。 本文以硅橡胶与不锈钢316L粘接为例，对不锈钢表面的处理方法、偶联剂的种类以及用量等因素对粘接性能的影响进行研究。 2实验部分 2.1原材料 甲基乙烯基双组分硅橡胶,江西宏达化工新材料股份有限公司；703有机硅粘合剂，深圳市金三秒胶粘剂有限公司；乙烯基三叔丁基过氧化硅烷（VTPS),哈尔滨化工研究所；乙烯基三乙氧基硅烷（A-151),曲阜 市万达化工有限公司；Y —氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550), 南京友好助剂化工有限责任公司；硅胶金属专用胶粘剂ST-608,ST-2503，嘉兴市新优化工有限公司提供，不锈钢316L,市售；丙酮分析纯)，市售。 2. 2仪器与设备 0160 mm X320 mm两棍开炼机，广东湛江机械厂；XQLB2350 X350型平板硫化机，上海橡胶机械厂；CMT4104型电子拉力机，深圳市新三思计量技术有限公司。 2.3试验方法 (1)不锈钢表面处理 先用去油剂擦除不锈钢表面的油脂，再用啧砂法进 行粗化处理，最后用丙酮溶液清洗干净，晾干后涂覆一 层703粘合剂（只供胶料加入偶联剂使用），另一部份 只涂专用胶粘剂，待用。 (2)炼胶 将双组分硅橡胶、偶联剂按配比称量后在开炼机上混炼均匀。 将金属件装入成型模具中，采用模压成型的方法，在平板硫化机上对硅橡胶与不锈钢进行高温成型。按照GB /T 13936—1992进行粘接强度测试。 3结果与讨论 3.1啧砂粒径对粘接强度的影响 对不锈钢进行啧砂处理时，分别用粗、细2种不同粒径的砂处理。比较2种粒径砂对粘接强度的影响，测试结果见表1。 从表1可以看出，采用细砂进行啧砂表面处理的试样粘接强度较高，可达2.4 MPa,而采用粗砂进行啧砂表面处理的试样粘接强度较低。这可能是由于用细砂进行啧砂表面处理更有利于增加不锈钢表面积，进而增加了粘接面积，提高了粘接性能。 3.2硅烷偶联剂对粘接强度的影响硅烷偶联剂兼有与高聚物和无机材料作用的2种基团，在硅橡胶与金属之间起到连接作用，从而提高硅橡胶与金属的粘接强度。分别在硅橡胶中加入2%的KH- 550、A-151 和VTPS 3种硅烷偶联剂以及直接使用专用胶粘剂粘接，比较它们对粘接强度的影响，结果见表2。 胶粘剂型号粘接强度/MPa 破坏形式 ST-608 2.6 混合破坏 ST-2503 2.7 混合破坏 从表2可以看到，偶联剂加入VTPS后，硅橡胶与不锈钢的粘接强度最高，破坏形式为混合破坏；A-151 表1喷砂粒径对粘接强度的影响 Tab.1 Effect of particle size of sand particles for blasting on bonding 表2不同硅烷偶联剂对粘接强度的影响

橡胶与金属的粘合是橡胶制品制造过程中的重要环节

橡胶与金属的粘合是橡胶制品制造过程中的重要环节，如果粘合不良或无法粘合，一些橡胶制品如轮胎、钢丝输送带、橡胶软管，橡胶计架油封、汽门油封，橡胶金属组合垫圈、组合胶套等橡胶金属复合制品就无法制作。就橡胶密封制品而言，上世纪80年代初，青岛密封件厂协同青岛化工厂研制成功了 RM-1粘合剂，替代日本TD870成功生产岀与国外同等水平的許架油封，使引进的国外技术得以消化吸收，开辟了卄架汕封制作的新工艺。上世纪 90年代，由于汽车工业的发展，不少厂家要求用氟橡胶制作骨架汕封、汽车汕封，但是粘合问题不好解决，严重的制约了该产品的开发，当时青岛双星集团密封件厂成功的研制了 FG-1氟橡胶与黑色金属的热硫化粘合剂，使氟橡胶与金属计架牢牢的粘合成一体，顺理成章的研发成功斯太尔发动机曲轴前后油封和气门油封替代了进口，满足了配套需要，该粘合剂一直使用至今。因此橡胶与金属粘合是极其重要的应用技术，应引起生产企业的高度重视。 1金属竹架的表面处理）计架表而无油污、无锈蚀，有一左粗糙度的新鲜表而才能有效的与金属粘合，因此竹架必须进行表面处理，处理大体有两种方法：一是机械法处理。如采用履带式的抛丸淸理机326或滚筒式的抛丸淸理机Q3110,将粒径0.5mm的钢砂喷射到计架表面，将表面的锈蚀等有害物料喷掉，使表面新鲜并增大表而积，加大计架与胶粘剂间的接触面：二是化学法。即酸洗处理，磷化钝化处理，其工艺过程是碱液去油，酸液去锈，磷化上磷化膜，然后进行钝化烘干，碱液是有多种材料如苛性钠、硅酸钠（表而湿润剂）、焦磷酸钠（阴离子表而活性剂）、烷基磺酸钠组成的水溶液，淸洗温度80-9CTC,时间视表而的汕污多少而有差异，一般是5min左右。去油污的计架经流动的自来水冲洗后，进行酸洗处理，而不同的金属去锈时对酸的品种是有选择性的。例如，铁件要用盐酸淸洗处理。铜件和不锈钢忖架采用硫酸、硝酸混合液协同去锈。铝件用硫酸、馅酸混合液进行处理。要求对周IM环境不产生或少产生腐蚀时，而金属件架锈蚀较轻的竹架，可采用以草酸为主，掺用少戢硫酸和加入缓钝剂的水溶液进行处理。磷化是黑色金属表而处理的重要方法。磷化液的品种很多, 如常温磷化液，采用的是铁系磷化液，骨架经酸洗后进行表调，放入常温磷化液中（温度30°C 左右）处理5-6min：中温磷化是采用锌系或锌钙系的磷化液，件架在65-75°C下处理6min左右：髙温磷化液是锚系磷化液，骨架在80-90°C下处理3-4min,目前采用中温磷化液较好，因常温磷化表面磷化膜磷化后停放时容易造成再生锈，髙温磷化的竹架表而磷化膜粗糙而且较厚，易造成脱落，中温磷化，磷化膜细致而牢固有利于粘合。磷化后的丹架要进行钝化处理，主要是通过钝化液的表而处理，封闭骨架表而的易氧化离子，防止件架再生锈。钝化液的品种很多，如以辂酸盐类、硝酸盐类，三乙酸胺为代表的有机胺类，其中珞酸盐类钝，化效果好，表而的珞离子有利于与橡胶的粘合，但珞酸盐类环保控制较严格，需进行废液的处理，对于难粘合如不锈钢件架除混合酸淸冼后进行表而钝化后还需进行偶化处理，这有利于提高粘合强度。如无锡威力达公司生产的全电脑控制双勾磷化处理线，温度、浸洗时间、烘干时间、停放滴水时间等全部自动控制，可有效的保证处理质量。其工艺过程是碱液去锈（5°C X3n】in）,吊起滴水（常温X lmin）-*自来水冲洗（常温X lminL酸液去锈（常温X3minL吊起滴液（常温XlminL流动自来水冲洗（常温X0.5min）-磷化处理（65-70a C X5-6min）-*吊起滴液（常温X lmin）-*流动自来水冲洗（常温X lmin）-*吊起滴液（常温><11血）-*钝化（90°。X 0.5minL烘干备用。 2粘合胶、胶料配方的设计 要使橡胶与金属件架产生良好的粘合强度，必须要在粘合剂与金属界而上和粘合剂与橡胶界面上，具有良好的扩散、湿润、吸附、渗透能力，大的分子间的引力（即范徳华引力）和密集的化学键及良好的共硫化效应，要达到上述要求，除选择高活性的粘合剂、严格的金属骨架表而处理工艺和正确的配制浸涂、预固化粘合剂之外，橡胶配方是极其重要的因素，若胶料配方不当，苴粘着强度低而且适应性也差。丁腊橡胶勺铁骨架浸涂酚类粘合剂，以进行热硫化为例，通过试验发现丁腊橡胶随着丙烯猜含量的增加，粘合强度随之提髙（见表1）。不同丙烯腊含量丁腊橡胶的粘合强度生胶品种国产丁尉橡胶40日本丁睛橡胶203S国产丁腊橡胶26、27-30日本丁尉橡胶N-41日本丁睛橡胶240S国产丁腊橡胶18

703硅橡胶使用

703粘合剂密封胶 703粘合剂密封胶又名703硅橡胶、703有机硅一、性能特点：703硅橡胶是一种粘接性好，高强度，无腐蚀的单组份室温硫化硅橡胶。具有优良的电绝缘性能、密封性能和耐老化性能，可在-50℃-+250℃的范围内长期使用。 703室温硫化硅橡胶不仅有突出的耐高、低温性和耐老化性，优异的电器绝缘性和防潮抗震性，还具有优良的粘接性，它能广泛粘合各种金属、非金属、塑料和橡胶。具有优异的耐高温和耐热水性能，是耐热器件密封的理想材料。适用于家用电器.电热电器的粘合于绝缘密封，适用于电器的绝缘保护涂层和点插头密封之用。也可用于电视机行输出变压器元件维修，高压帽于勾簧间的防潮密封，防打火和灭弧之用。还用于霓虹灯变压器、节能灯元件上电热管、电饭煲、电烫斗及电热设备上的粘合于绝缘密封。 二、使用工艺 1、清洁表面：将被粘或被涂覆物表面清理干净，并除去锈迹、灰尘和油污等。 2、施胶：拧开（或削开）胶管盖帽，将胶液挤到已清理干净的表面,使之分布均匀,将被粘面合拢固定。 3、固化：将被粘好或密封好的部件置于空气中让其自然固化。固化过程是一个从表面向内部的固化过程，在24小时以内(室温及55%相对湿度)胶将固化2～4mm的深度,如果部位位置较深,尤其是在不容易接触到空气的部位,完全固化的时间将会延长,如果温度较低,固化时间也将延长。在作进一步处理或将被粘结的部件包装之前，建议用户等待足够长的时间以使粘合的牢固和整体性不被影响。 三、注意事项 操作完成后，未用完的胶应立即拧紧盖帽，密封保存。再次使用时，若封口处有少许结皮，将其去除即可，不影响正常使用。胶在贮存过程中，管口部也有可能出现少量的固化现象，将之清除后可正常使用，不影响产品性能。 外观：白色流淌 表面固化时间(MLN)：5-30 抗张强度(N/cm)：8 耐温(℃)：-60～＋250 伸长率(%)：160 铝与铝剪切强度(N/cm)：8 铝与帆布剥离强度(N/cm)：0.8 邵氏硬度(A)：35 表面电阻率(Q)：5×10-12 体积电阻率(Q/cm)：2.5×10-13 介质常数(106HZ)：3.7 介质损耗角正功值(106HZ)：6×10-3 击穿强度(KV/mm)：15

硅橡胶制品主要特点和用途

硅橡胶制品主要特点和用途(2007/06/2514:55) 硅橡胶制品是以甲基乙烯基硅橡胶为基胶，加入各种填料（补强剂、耐热剂、改性剂等）经混炼、簿通、过滤、加硫、模压、挤出、粘接等生产工艺制成。硫化胶制品具有如下特性：（1）耐高低温性：在200℃下可长期使用，在-60℃下仍有弹性； （2）电绝缘性能：硅橡胶的介电性能极好，尤其是高温下的介电性能大大超过一般有机橡胶，介电强度在20-200℃范围内几乎不受温度的影响。 （3）优异的耐天候、耐臭氧和耐紫外线照射性能，长期在室外使用不发生龟裂。一般认为硅橡胶可在室外使用20年以上。 ~ （4）优良的高温压缩永久变形。 （5）良好的加工性能、易成型等优点，可通过挤出热空气硫化成型、模加成型、加延成型等方法制作出各种制品。 由于硅橡胶制品具有优异的综合性能和良好的技术经济效果，已在航空，宇航，原子能、电器、电子，仪表、汽车、机械、冶金、化工、医疗卫生、日常生活各个领域中获得了广泛的应用 1、天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。使用温度范围：约－60℃~＋80℃。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。 2、丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围：约－50℃~＋100℃。主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。 ！ 3、顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。使用温度范围：约－60℃~＋100℃。一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。 4、异戊橡胶（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化由于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。使用温度范围：约－50℃~＋100℃可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品 5、氯丁橡胶（CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。这种橡胶分子中含有氯原子，所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不易保存。使用温度范围：约－45℃~＋100℃。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各

硅橡胶与钛合金粘接工艺研究_涂春潮

研究报告及专论 　2008年2月 粘接　A d h e s i o ni nC h i n a 硅橡胶与钛合金粘接工艺研究 涂春潮,米志安,王文志,苏正涛,王景鹤 (北京航空材料研究院,北京100095) 收稿日期:2007-10-16 作者简介:涂春潮(1978-),男,硕士,工程师,从事阻尼减震降噪材料的研究。 摘要:对硅橡胶与钛合金粘接的方法及工艺进行了研究。探讨了钛合金表面处理、胶粘剂种类、硫化条件、金属件预处理工艺等因素对粘接性能的影响,并给出了最佳粘接硫化工艺。 关键词:粘接工艺;钛合金;硅橡胶 中图分类号:T G 494　文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2008)02-0033-03 1　前言 钛合金具有强度高、质量轻、耐腐蚀等优点,是 一种广泛应用于航空航天工业的重要结构材料。硅橡胶具有耐高低温、耐紫外线、耐辐射、耐气候等优异性能,在航空、航天、电子电气等众多领域中得到了广泛应用。将钛合金与硅橡胶这2种不同性质的材料粘接在一起制成具有不同构型和特性的复合件,在航空航天、舰船等特殊场合具有广泛的应用前景,如固体火箭发动机的柔性接头、水下潜艇、扫雷 艇的密封部件等[1] 。但由于钛合金的表面活性低,硅橡胶很难与其直接粘接在一起。 在橡胶与金属的粘接过程中,由于橡胶的流动性、变形性等因素的影响,其粘接机理非常复杂,目 前公认的机理是扩散、渗透、共交联理论[2] 。金属与橡胶的粘接一般采用热硫化粘接的方法,该方法先对金属进行表面处理,然后涂刷胶粘剂,利用成型模具把混炼胶与金属制备成橡胶-金属复合构件,加热加压硫化,实现粘接。其好处是在热硫化的过程中,在胶粘剂与金属、胶粘剂与橡胶之间以及胶粘剂、橡胶内部发生一系列物理化学反应形成牢固的连接体。 本文以硅橡胶与T i 80粘接为例,对钛合金表面的处理方法,胶粘剂的种类以及硫化工艺,预处理工艺等因素对粘接性能的影响进行研究。2　实验部分2.1　原材料 苯基硅橡胶,国外进口;P R I M E R 24T ,日本进 口;胶粘剂V T P S ,哈尔滨化工研究所;胶粘剂X Y -601S ,北京航空材料研究院;钛合金T i 80,北京航空 材料研究院;丙酮(分析纯),市售。2.2　仪器与设备 X L L -50拉力试验机,广州试验机厂;Y J -500平板硫化试验机。 2.3　试验方法 金属表面处理一般分为机械物理方法和化学方法2大类[3] 。由于钛合金耐酸、碱溶液的腐蚀,酸、碱液对钛合金表面的处理效果较差。因此本文采用先用溶剂擦除钛合金表面的油脂,再用喷砂的方法进行粗化处理,最后用丙酮溶液清洗干净,晾干后待用。 将处理过的钛合金涂刷胶粘剂,在保证不缺胶的情况下,胶层尽量薄。 将涂刷好胶粘剂的金属件装入成型模具中,按照G B /T 12830—91《硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法》标准,采用注压成型的方法,在平板硫化机上对硅橡胶与钛合金进行高温成型。 按照G B /T 12830—91规定的方法进行粘接强度测试。3　结果与讨论 3.1　喷砂粒径对粘接强度的影响 对钛合金进行喷砂处理时,分别用粗、细2种不同粒径的砂处理。比较2种粒径砂对粘接强度的影响,测试结果见表1。 33

氟橡胶与金属的硫化粘合(DOC)

Viton?氟橡胶与金属的硫化粘合 肖风亮广州机械科学研究院密封研究所（510700，广东，广州） 摘要：讨论了Viton氟橡胶与金属的粘合，阐述了配方设计、粘合剂选择、骨架处理工艺方法、二段硫化、模腔压力等因素对粘合剂质量的影响。分析了含一氧化铅难粘胶料的粘结方法 关键词：氟橡胶，金属，粘合 如果将金属表面作适当的处理并使用合适的粘合剂，就可实现氟橡胶与金属在模压硫化时获得良好的粘合效果。对预混型氟弹性体（Viton E-60C,E-430,B-910）来说，要获得与金属良好的粘合效果，需要专门的配合才行。下面就结合生产实际来阐述配合技术对粘合的影响。 以前专用于预混胶的硫化系统，现在可以用在所有的Viton?氟橡胶硫化系统中。本文考察了硫化剂20＃与硫化剂30＃在Viton? A 和A-HV中所产生的影响。 金属的处理、粘合剂的选择、二次硫化条件均是影响良好粘合效果的重要的因素，本文也将分别给予详细的阐述。在改善粘合性能方面，尤其针对难粘合应用方面，文中提供了一些技术数据。这些应用包括低硬度或高硬度胶料、含有一氧化铅的胶料以及硫化过程中模腔压力较低时的情况。 1配方的影响 1.1氧化镁/氢氧化钙酸吸收系统 含硫化剂的氟橡胶通常与高活性氧化镁（一般为3份）和氢氧化钙（3~6 份）配合即可获得良好的贮存、加工与硫化性能。然而采用这些酸吸收系统对于标准的粘合剂（例如Chemlok607或Chemosil511）来说，其粘合质量往往不均匀或者不理想，粘结状况取决于制品结构和生胶的选择。 采用高用量低活性氧化镁（15~17份）和低用量氢氧化钙（2份）能使绝大多数预混胶模压粘合性能获得改善。以Viton E-60C、Viton E-430和Viton B-910为例，粘合性能的改善如表1所示。

橡胶-金属粘结工艺

橡胶--金属粘结工艺 张奎 和谐橡胶有限公司 摘要：橡胶与金属粘结是一个很古老的问题，从橡胶工业化开始，橡胶与金属粘结就已经开始了，但是具体分析橡胶与金属粘结工艺的科技文献，至今还极其少，现对我在橡胶-金属粘结工艺中的一点认识加以总结。 关键词：橡胶金属粘结剂橡胶与金属粘结 橡胶与金属粘结主要是通过粘结剂的作用把橡胶和金属两种不同性质的材料粘结在一起，达到橡胶橡胶结构产品增强，金属结构产品增韧的目的。橡胶-金属粘结体的粘结强度主要与金属材料，粘结剂的特性以及粘结工艺有关。在橡胶-金属粘结制品的加工过程中，根据制品的性能要求，选择不同性能的橡胶和金属骨架以及之间的粘结剂是制造出优良产品的前提。同时在加工过程中金属表面处理，粘合剂的施工方式、施工环境，橡胶加工的工艺等都对橡胶-金属制品粘结的性能产生很大的影响。 1 橡胶、金属骨架、粘结剂的选择 粘结剂作为橡胶橡胶-金属粘结件的过度物质，应具对橡胶-金属有很好的粘结强度，粘结剂的一端应具有和橡胶高分子极性相似或是能和橡胶分子发生化学反应等特征，另一端又要具有和金属结构具有相似性的性能，分子能渗透到金属件中等特性。所以在橡胶-金属制品加工过程中没有一种粘合剂能通用于所有橡胶-金属骨架之间的粘结。在目前的橡胶-金属粘结剂的生产中开姆洛克和罗门哈斯做出了很多种类的粘合剂来满足一些橡胶和金属粘结件的粘结剂。 1.1橡胶配方及其工艺对粘结强度的影响。生胶是橡胶的主体骨架材料是影响粘结性能的主体，所以目前橡胶-金属粘结的选择一般都按生胶的种类进行选择。以下是罗门哈斯公司不同橡胶与金属粘结推出的几种粘结剂

从表中我们可以看出，只有根据不同的橡胶种类选择不同的粘合剂，才能获得不同橡胶与金属粘结件的良好性能。 粘合剂与橡胶中其他组分的关系，一般橡胶配方中硫化体系和补强填充体系是橡胶自身性能的关键配合体系，而粘合剂与橡胶之间的粘结主要是界面之间的作用，所以粘结剂主要与补强体系之间的作用比较多这是因为补强填充体系一般在橡胶配方中是除橡胶以外用量最多的体系，有时用量比生胶的用量还多。所以为了提高橡胶与粘合剂之间的强度合理选择补强填充体系具有重要的意义。另外橡胶操作类助剂对粘合工艺影响也不容忽视，比如内脱模剂，油类助剂的使用将导致粘合强度的降低，然而橡胶内粘合剂或偶联剂的使用将大大的提高橡胶与粘合剂之间的粘结性能。 粘合性能与橡胶加工工艺的关系，一般粘合性能的好坏与橡胶的混炼和硫化有关。混炼均匀的橡胶粘合性能好，混炼不均将严重降低粘结剂与橡胶之间的粘结性能；如果选用的是非反应型的粘结剂，硫化工艺对粘合工艺影响不是很大，但是如果是反应型的粘合剂那么硫化三要素也是粘合剂反应的三要素，适宜的硫化条件将对粘结性能的产生很大的影响。 1.2金属材料对粘合强度的影响。 利用胶黏剂粘接金属，由于金属分子是以金属键紧密结合起来的，分子的位置固定不变，

金属表面处理工艺对橡胶与金属粘合性能的影响

金属表面处理工艺对橡胶与金属粘合性能的影响 黄良平,唐先贺,谭亮红 (株洲时代新材料科技股份有限公司技术中心,湖南株洲　412007) 摘　要:研究了金属表面处理中抛丸工艺、磷化工艺对橡胶与金属的粘合强度的影响,取得了相应的最佳工艺参数,用扫描电镜进行观察,证实了所提出的观点。关键词:抛丸;磷化;橡胶;金属;表面处理;粘合 中图分类号:TQ33011+6 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2003)01-0034-04 收稿日期:2002-10-05 在减震橡胶制品中,橡胶与金属的粘合是十 分重要的环节。为了获得良好的粘合效果,必须注意如下几个方面:(1)所用的胶粘剂必须对待粘物体(橡胶与金属)的表面有良好的浸润性;(2)待粘物体与胶粘剂的粘合强度以及胶粘剂本身的内聚强度要高;(3)胶粘剂固化时的残余变形要小;(4)粘合的耐久性要好。为了实现橡胶与金属的牢固结合,要求从金属表面的处理、胶粘剂的选择、粘合工艺、粘合结头设计等各方面进行考虑[1]。 金属表面的处理方法大致可分为机械法和化学法两种。机械法最常用的是喷砂(或抛丸)与打磨。在减震橡胶制品生产中应用较多的方法是喷砂(或抛丸)处理。该方法具有以下特点:(1)金属表面的污垢和氧化膜清除干净;(2)工艺简单;(3)生产效率高;(4)橡胶与金属粘合性能好。此法一般包括脱脂、喷砂(或抛丸)、清洗三个步骤。最近开发的湿法喷砂把脱脂与喷砂融于一道工序,可获得稳定的高质量。其原理是把水和研磨材料混和,利用压缩空气带来的冲击力超高速喷于金属表面,使表面加工和去脂清洗同时进行。化学法包括氧化、磷化等,目前使用最多的是磷化处理。经磷化处理的金属表面具有良好的化学稳定性,防锈效果明显,形成于金属表面的微小晶体和适当的粗糙度对粘合十分有利[2～5]。 当然,为了获得良好的粘合效果,应该严格控制抛丸和磷化处理的工艺条件。本文通过研究金属表面抛丸处理时钢丸粒径、抛丸时间和金属表 面磷化处理时磷化液浓度、温度及磷化时间对橡 胶与金属粘合强度的影响,确定了金属表面处理工艺中最佳钢丸粒径范围、最佳抛丸时间和最佳磷化液浓度、温度、时间。1　试验材料及仪器设备111　材料 钢丸,长沙县跳马钢砂厂生产,硬度HRC4614～5013;金属粘结菌形试样,材质为A3 钢,自备;胶粘剂,CH205(底胶)、CH220(面胶),上海洛德化学有限公司生产;胶粘剂,M3270(底胶)、M100(面胶),德国Chemetall 公司产品;磷化液、脱脂剂,上海Chemetall 公司产品;混炼胶,1590#,公司自备。112　仪器及设备 50t 平板硫化机,6寸开炼机,Q326履带式抛 丸机,J YW 233CSS 电子万能试验机,KYKY2800型电子扫描电镜,恒温水浴,1000ml 烧杯、滴定管、移液管等玻璃仪器。2　试验方法 211　抛丸处理工艺试验方法 将菌形金属试样脱脂处理后,放入Q326型抛丸机抛丸处理,用不同粒径的钢丸在不同的抛丸时间下处理试样。抛丸处理的试样表面清洗后立即涂刷胶粘剂(底胶CH205、面胶CH220)。胶粘剂干燥后,用菌形金属试样与1590#胶料在50t 平板硫化机上制作橡胶与金属粘结试样,硫化条件为150℃×25min ,硫化压力25MPa 。硫化试样经23℃×24h 调节后,按G B/T1121121989检测 第24卷　第1期　 特种橡胶制品 　 Vol.24　No.12003年2月 Special Purpose Rubber Products February 2003

橡胶与金属骨架粘合失效分析

橡胶与金属骨架粘合失效原因分析及解决方法探讨 橡胶, 金属, 骨架, 粘合, 失效 随着现代化车辆的高速发展，车辆上使用的减震器也日益受到人们的重视。车辆上普遍使用的橡胶一金属复合减震器，由于兼顾金属的高强度及橡胶的高弹性，也成为了减震器领域研究的热点。然而，由于橡胶与金属的表面结构、力学性能有着根本性的区别，使得橡胶与金属的粘合始终是橡胶减震器生产中的难点及重点。 一、橡胶与金属粘合的机理简述 所谓粘合是指两种相同或不同材料的表面通过各种界面力而结合在一起的状态。对于橡胶与金属的粘合，其理论的解释有热力学理论、吸附理论、扩散理论、静电理论、界面化学理论等。各个理论均有其合理及不足之处。目前普遍认为，粘合过程一般分为两个阶段，第一阶段是粘合物(即橡胶)流动、扩散、浸润于金属表面;第二阶段是橡胶与金属表面发生硫化反应及其他化学反应，通过各种化学键及界面力的作用，使得橡胶与金属粘合成一体。目前，橡胶一金属复合减震器普遍使用的胶粘体系为胶粘剂法。广泛使用的胶粘剂如MEGUM 系列，其主要成分为酚醛树脂、卤化橡胶，还包含有粘合增进剂、硫化剂、溶剂等。其实现热硫化粘接的机理为胶粘剂中的卤素分子 (在卤化橡胶的分子链上)。如氯、溴分子，以共价键、离子键的形式，将金属原子(如铁原于)与卤化橡胶结合，同时，在热硫化的作用下。胶粘剂与橡胶产生共交联，从而完成粘合过程。本文主要以此类胶粘剂为例，从橡胶一金属复合减震器的生产实际出发，探讨粘合失效的原因及解决办法。 粘合失效的原因及解决办法 本企业橡胶减震器生产工艺流程见图1。 金属骨架的处理 (1)金属骨架脱脂。 在生产过程中，金属骨架在仓存时往往表面附着大量的油脂，骨架本身也有锈蚀，这两类污染物如不彻底清理干净，胶粘剂将无法在骨架表面充分结合、扩散、浸润，不易形成金属骨架一胶粘剂之间的有效粘接。 解决办法:规范金属骨架脱脂操作。金属骨架利用脱脂剂。有效脱除油脂。金属骨架在脱脂机内必须合理放置，避免形成脱脂死点。造成骨架内部分 油脂清除不干净;脱脂操作后，用大量的清水清除残余的油脂及脱脂剂。薄型金属骨架可用酸洗一磷化法，厚型金属骨架用抛丸法(喷砂法)来清除骨架表面的锈蚀。无论采取哪种形式，均以完全清除掉骨架表面的锈蚀，使金属骨架有一个干净、清洁的表面，同时又不过多损伤金属骨架表面的结构为宜。 (2)金属骨架过度抛丸。 金属骨架在采用抛丸法(喷砂法)时，金属骨架表面也因钢丸的喷射受到破坏，在表面形成肉眼不可见的裂纹。这些细小的裂纹对橡胶减震器的生产过程并没有影响，但减震器在恶劣的工作环境下。金属骨架表面裂纹的存在，会使其在垂直/扭转的拉力下迅速扩大，而导