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大包封金属和橡胶注胶硫化成型
橡胶与金属之间的粘接已有许久的史书,常常采纳的直接粘接法、硬质橡胶法、镀黄铜法和胶粘剂粘接法等,个中胶粘剂粘接法是当今运用最广和最有用的办法之一。本文将从粘接道理和粘接工艺登程,解析或者引发橡胶/金属硫化粘接做废的各样起因,并提议响应的治理举措。
1粘接道理
橡胶与金属是在化学组织、物理和力学功用上存在着庞大不同的两种不同材料,两者热硫化粘接用胶粘剂大多是由基米、固化剂及其余协助剂熔解、悬浮分开在溶剂或会合物乳液中开成的多相编制,因而橡胶和金属两者之间的热硫化粘接包罗了多个组分编制之间的互相影响,是波及表面物理、表面化学、高分子化学、无机化学、机器学、电学等多学科的繁杂局面,影响要素扑朔迷离。关于橡胶/金属的粘接机理,当今紧要粘接理论有吸附理论、电磁理论、共交联理论等。而关于橡胶/金属的热硫化粘接,采纳单涂层胶粘剂和采纳双涂层胶粘剂的粘接机理别离如图1和图1所示,个中胶粘剂或底涂型胶粘剂与金属产生粘接主借使经过胶粘剂浸湿金属表面后渗入到金属表面的悠闲和凹孔内,并清除界面上吸附的空气,同金属表面充足来往,而后造成吸附影响和各样啮合样式的机器影响(有的胶粘剂分子会与金属表面分子产生化学反响生成化学键),以造成充足的粘接强度;胶粘剂与橡胶之间则经过头子或链段的互相散布、浸透和共交联影响而完成粘接;同时,胶粘剂和橡胶内部也各自产生一系列的物理化学反响,进而使橡胶和金属造成一个稳重的衔接体。
图1单涂层橡胶/金属粘接道理示用意
图1双涂层橡胶/金属粘接道理示用意
2橡胶/金属热硫化粘接工艺
橡胶与金属热硫化粘接的榜样工艺过程如下:
金属表面处置→涂胶粘剂→贴合混炼胶→加压加热硫化
硫化型胶粘剂紧要囊括酚醛树脂、多异氰酸酯和卤化会合物三大类,当今罕用的有美国的Chemlok(开姆洛克)系列、Thixon(罗门哈斯)系列,德国的Chemsil(汉高)系列、Megum(麦固姆)系列等。
3橡胶/金属热硫化粘接的做废类别
橡胶/金属热硫化粘接罕见的做废类别紧要有如下六类,示用意见图1、图2。
(1)底涂型胶粘剂与金属间毁坏(M-C型);
(2)胶粘剂内部毁坏(C型);
(3)面涂型胶粘剂与底涂型胶粘剂之间毁坏(C-C型);
(4)橡胶与面涂型胶粘剂之间毁坏(R-C型);
(5)橡胶内部毁坏(R型);
(6)混杂毁坏,即以上2种或2种以上处境同时呈现。
4做废起因解析及对策
4.1底涂型胶粘剂与金属间毁坏
4.1.1金属表面处置不妥
(1)起因解析
①金属表面处置水平不敷;金属表面处置的紧要影响是裁撤金属表面的锈蚀层和油脂、污物等,赢得纯洁、枯燥并具备充足毛糙度的活性表面,以利于胶粘剂的浸湿和吸附。金属表面处置水平不敷,残留松散氧化层也许表面毛糙渡太小,那末在雷同的涂刷面积下,胶接面的有用比表面积少,金属和胶粘剂的来往点密度小,粘接强度也就小。
②金属表面不纯洁:金属表面冲洗不净或冲洗后再次被浑浊而致使表面有油渍、杂质、残留冲洗剂等,则实践上相当于在金属表面造成一界面层。界面层不单会大大消沉金属表面造成一界面层。界面层不单会大大消沉金属材料的表面自如能,使胶粘剂与金属表面的来往角显著变大,进而消沉胶粘剂对金属表面的润泽性,况且或者会排挤金属表面的悠闲,增加金属与胶粘剂的实践来往面积,进而消沉粘接强度。
(2)治理举措
①对金属表面停止处置,裁撤金属表面的锈蚀和油质,保证金属粘接面有充足的毛糙度。金属表面处置罕用的办法有机器法(如喷砂、机器打磨等)、化学法(如酸洗、碱洗、磷化处置、表面镀层、高温脱脂等)。
其余也要留心金属表面不能过于毛糙,假设金属表面毛糙渡过大,其不规整性将影响胶粘剂的浸湿性,况且易吸附气体,造成胶结界的不络续性,造成弊病和应力会合,进而消沉粘接强度。表面毛糙要依照不同胶粘剂的起伏性和浸湿性来断定。
②涂胶前用化学溶剂冲洗将金属表面冲洗纯洁,裁撤油渍、杂质等,并留心晾干和避让再次浑浊。有质料说明,被粘金属表面越纯洁,则胶粘剂与金属表面的来往角越小,粘接强度越高。
4.1.2胶粘剂筛选不妥
(1)起因解析
①胶粘剂或底涂胶粘剂粘渡过大,不能有用浸湿金属表面也许在金属/胶粘剂界面造成气泡并在气泡范畴产生应力会合。
②胶粘剂虽也许有用浸湿金属表面,但固化后与金属做使劲过低。
(2)治理举措
筛选适宜的胶粘剂,保证胶粘剂在金属表面上有优越浸湿性,况且固化后与金属造成的物理机器影响也许化学影响满意粘接强度的请求。
4.1.3涂胶工艺不妥
(1)起因解析
①胶粘剂过稠或溶剂蒸发过快:溶剂、稀释剂或分开相液体是胶粘剂向金属表面浸湿、渗入的有用载体,假设太少或在涂刷后蒸发过快,则会致使胶粘剂起伏性不敷或起伏光阴不够,进而呈现动力学的不彻底浸湿处境,也就得不到志向的粘接强度和持久性。
②胶粘剂未搅拌平均:胶粘剂未搅拌平均,基料或固化剂等有用组分分开不匀,浓度较低处的胶粘剂造成的粘接强度小,或者会造成金属与胶粘剂间粘接做废。
③胶粘剂涂刷厚度不妥:胶粘剂层过薄,单元表面积内胶粘剂分子少,影响强度低;胶粘剂层过厚,则简单造成气泡、弊病和初期断裂,况且在受热后膨胀应力大,简单致使讨论毁坏,进而致使粘接做废。
(2)治理举措
①筛选适宜的涂刷工艺,并留心对胶粘剂停止稀释,保证胶粘剂具备适宜的浸湿速率和浸湿光阴。
②涂胶前胶粘剂搅拌充足、平均,避让有用固料产生沉聚。
③胶粘剂涂刷厚度适中。
4.2胶粘剂内部毁坏、面涂型胶粘剂与底涂型胶粘剂之间毁坏
(1)起因解析
①胶粘剂晾置光阴不敷,溶剂蒸发不彻底,造成弊病;
②胶粘剂固化后内聚强度不低;
③涂完底涂胶粘剂后的粘接表面被浑浊,附有油渍、尘土和杂质等,在涂刷面涂胶粘剂后,两种胶粘剂之间造成隔绝界线层,造成应力会合,进而造成粘接做废。
(2)治理举措
①胶粘剂涂刷结束后都要彻底晾干,避让残留溶剂小分子;
②筛选具备较高内聚强度的胶粘剂;
③涂刷完胶粘剂后,在寄放、搬运经过中只管避让手、尘土、杂物等来往到涂胶面,避让涂胶面再次浑浊。
4.3橡胶与面涂型胶粘剂之间毁坏
在热硫化粘接经过中,橡胶分子和胶粘剂分子首先产生两相分子间互相浸透和散布的物理反响,而后两相分子同各相内部份子间产生交联化学反响,进而使两相联结为稳重的一体。
4.3.1橡胶胶料不适宜
(1)起因解析
假设胶估中的协助剂喷霜或抽出而转移到胶料表面,则会在橡胶表面和胶粘剂之间生成一层隔绝面,影响橡胶和胶粘剂这间的分子散布和共交联反响,也就难以造成有用的粘接。
(2)治理举措
在胶料配方策画上,在满意成品功用请求的基本上只管遵守如下规则:
①在生胶胶种筛选上,只管采用极性大,不饱和度高的粘接功用好的橡胶;
②关于通用橡胶特为是二烯类橡胶,采用硫黄硫化编制粘接成效较好;
③软化剂、白腊、加工助剂等不利于粘接的协助剂,特为是酯类增塑剂只管少用或不必;
④防老剂D、硫黄等易喷霜的协助剂用量不宜过量。
4.3.2胶粘剂要素
(1)起因解析
①胶粘剂与被粘橡胶不般配;
②胶粘剂搅拌不平均、涂刷结束后晾置光阴不敷也许涂胶面被浑浊。
(2)治理举措
①依照被粘橡胶的品种筛选适宜的胶粘剂,如粘接非极性橡胶用多异氰酸酯和卤化会合物类胶粘剂粘接成效较好,而酚酯树脂类胶粘剂成效则较差;
②胶粘剂的固化编制要与橡胶的硫化个性相般配,如采纳过氧化物硫化编制的聚氨酯橡胶与酚醛树脂和异氰酸酯类胶粘剂交联般配成效较好;硫黄硫化的NR、NBR等通用橡胶则与马来酰亚胺类、醌肟类交联编制般配性较好。
4.3.3硫化工艺不适宜
在橡胶/金属热硫化粘接经过中,硫化压力、温度、光阴任一筛选不妥城市造成粘接做废。避让硫化引发粘接做废的紧要举措有:
①硫化温度要保证也许征服化学反响位垒,同时诱发胶粘剂固化反响应胶料的硫化反响;另一方面,在满意上述前提的前提下,需求恰当消沉硫化温度,特为是关于放热反响也许粘接膨胀应力过大,毁坏胶接界面。
②关于硫化压力,在满意成品另外功用和设施、工艺理睬的处境下,普遍来讲压力越高越好,特为是关于低分子会合物含量较多也许反合时造成小分子的胶粘剂,一定供给表面浸湿、散布和小分子产品的排出。
③假设胶粘剂的反响活性低于胶料硫化活性也许金属件体积较大,为保证橡胶和胶粘剂的同步反响,则也许思索采纳预热金属件等举措,以避让胶粘剂的交联反响后于胶料的硫化反响。
4.4橡胶内部毁坏
就粘接毁坏样式而言,普遍橡胶/金属粘接编制所请求的志向毁坏样式是%橡胶本质毁坏,此时的粘接强度紧要取决于硫化胶的物理机器功用。若是斯时的粘接强度仍未抵达粘接强度紧要取决于硫化胶的物理机器功用。若是斯时的粘接强度仍未抵达粘接请求,则或者是胶料自身的强度过低,也许是胶粘剂在向橡胶相产生散布、转移并产生物理化学反合时对界面处橡胶改性,消沉该处橡胶的强度,此时则招思索替换和鼎新胶粘剂也许橡胶配方。
5结语
跟着社会的进展、产业的先进,橡胶/金属粘接复合编制在汽车、航天、船舶、修筑等各个范畴的运用越来越宽广,对粘接功用和粘接工艺的请求也越来越高,把握橡胶/金属粘接复合编制粘接经过中所产生的一系列物理化学改变和致使粘接成败的各样因果关联,关于告成完成橡胶/金属的粘接、升高复合编制的粘接功用,具备紧急的影响。
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