橡胶与金属之间的粘接已有许久的汗青,每每采纳的直接粘接法、硬质橡胶法、镀黄铜法和胶粘剂粘接法等,此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动身,解析或许引发橡胶/金属硫化粘接生效的各类出处,并提议响应的办理法子。
1粘接道理
橡胶与金属是在化学布局、物理和力学功能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、固化剂及其余协做剂熔解、悬浮分开在溶剂或围拢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含了多个组分编制之间的彼此效用,是波及表面物理、表面化学、高分子化学、无机化学、死板学、电学等多学科的繁杂局势,影响要素盘根错节。关于橡胶/金属的粘接机理,当今首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,此中胶粘剂或底涂型胶粘剂与金属产生粘接主若是经过胶粘剂浸湿金属表面后渗入到金属表面的清闲和凹孔内,并清除界面上吸附的
空气,同金属表面充足来往,而后产生吸附效用和各类啮合表面的死板效用(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),以产生充沛的粘接强度;胶粘剂与橡胶之间则通太过子或链段的彼此分散、浸透和共交联效用而实行粘接;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,进而使橡胶和金属产生一个坚韧的接连体。
2橡胶/金属热硫化粘接工艺
橡胶与金属热硫化粘接的模范工艺过程如下:
金属表面办理→涂胶粘剂→贴合混炼胶→加压加热硫化
硫化型胶粘剂首要包含酚醛树脂、多异氰酸酯和卤化围拢物三大类,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/金属热硫化粘接的生效表率
橡胶/金属热硫化粘接罕见的生效表率首要有如下六类,
(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种以上处境同时浮现。
4生效出处解析及对策
4.1底涂型胶粘剂与金属间毁坏
4.1.1金属表面办理欠妥
(1)出处解析①金属表面办理水平不敷;金属表面办理的首要效用是撤退金属表面的锈蚀层和油脂、污物等,赢得纯洁、干枯并具备充沛粗陋度的活性表面,以利于胶粘剂的浸湿和吸附。金属表面办理水平不敷,残留蓬松氧化层也许表面粗陋渡太小,那末在不异的涂刷面积下,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,则理论上相当于在金属表面产生一界面层。界面层不但会大大低沉金属表面产生一界面层。界面层不但会大大低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,进而低沉胶粘剂对金属表面的潮湿性,并且或许会排挤金属表面的清闲,削减金属与胶粘剂的理论来往面积,进而低沉粘接强度。
(2)办理法子
①对金属表面举办办理,撤退金属表面的锈蚀和油质,保证金属粘接面有充沛的粗陋度。金属表面办理罕用的办法有死板法(如喷砂、死板打磨等)、化学法(如酸洗、碱洗、磷化办理、表面镀层、高温脱脂等)。
另外也要留意金属表面不能过于粗陋,如果金属表面粗陋渡过大,其不规整性将影响胶粘剂的浸湿性,并且易吸附气体,产生胶结界的不持续性,产生弊病和应力集结,进而低沉粘接强度。表面粗陋要凭借不同胶粘剂的滚动性和浸湿性来断定。
②涂胶前用化学溶剂冲洗将金属表面冲洗纯洁,撤退油渍、杂质等,并留意晾干和避免再次浑浊。有材料声明,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胶粘剂筛选欠妥
(1)出处解析
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
面产生气泡并在气泡范围产生应力集结。
②胶粘剂虽能够有用浸湿金属表面,但固化后与金属做使劲过低。
(2)办理法子
筛选适合的胶粘剂,保证胶粘剂在金属表面上有精良浸湿性,并且固化后与金属产生的物理死板效用也许化学效用餍足粘接强度的请求。
4.1.3涂胶工艺欠妥
(1)出处解析
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,如果太少或在涂刷后蒸发过快,则会致使胶粘剂滚动性不敷或滚动功夫不够,进而浮现动力学的不统统浸湿处境,也就得不到抱负的粘接强度和持久性。
②胶粘剂未搅拌匀称:胶粘剂未搅拌匀称,基料或固化剂等有用组分分开不匀,浓度较低处的胶粘剂产生的粘接强度小,或许会产生金属与胶粘剂间粘接生效。
③胶粘剂涂刷厚度欠妥:胶粘剂层过薄,单元表面积内胶粘剂分子少,效用强度低;胶粘剂层过厚,则简单产生气泡、弊病和初期断裂,并且在受热后膨胀应力大,简单致使磋议毁坏,进而致使粘接生效。
(2)办理法子
①筛选适合的涂刷工艺,并留意对胶粘剂举办稀释,保证胶粘剂具备适合的浸湿速率和浸湿功夫。\
②涂胶前胶粘剂搅拌充足、匀称,避免有用固料产生沉聚。
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)出处解析
①胶粘剂晾置功夫不敷,溶剂蒸发不统统,产生弊病;
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,两种胶粘剂之间产生分隔边境层,产生应力集结,进而产生粘接生效。
(2)办理法子
①胶粘剂涂刷了却后都要统统晾干,避免残留溶剂小分子;
②筛选具备较高内聚强度的胶粘剂;
③涂刷完胶粘剂后,在寄存、搬运历程中尽管避免手、尘土、杂物等来往到涂胶面,避免涂胶面再次浑浊。
4.3橡胶与面涂型胶粘剂之间毁坏
在热硫化粘接历程中,橡胶分子和胶粘剂分子首先产生两相分子间彼此浸透和分散的物理反响,而后两相分子同各相内部份子间产生交联化学反响,进而使两相分离为坚韧的一体。
4.3.1橡胶胶料不适合
(1)出处解析
如果胶猜中的协做剂喷霜或抽出而迁徙到胶料表面,则会在橡胶表面和胶粘剂之间生成一层分隔面,影响橡胶和胶粘剂这间的分子分散和共交联反响,也就难以产生有用的粘接。
(2)办理法子
在胶料配方打算上,在餍足成品功能请求的基本上尽管听命如下法则:
①在生胶胶种筛选上,尽管采用极性大,不饱和度高的粘接功能好的橡胶;
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绩较好;
③软化剂、白腊、加工助剂等不利于粘接的协做剂,特为是酯类增塑剂尽管少用或不必;
④防老剂D、硫黄等易喷霜的协做剂用量不宜过量。
4.3.2胶粘剂要素
(1)出处解析
①胶粘剂与被粘橡胶不般配;
②胶粘剂搅拌不匀称、涂刷了却后晾置功夫不敷也许涂胶面被浑浊。
(2)办理法子
①凭借被粘橡胶的品种筛选适合的胶粘剂,如粘接非极性橡胶用多异氰酸酯和卤化围拢物类胶粘剂粘接成绩较好,而酚酯树脂类胶粘剂成绩则较差;
②胶粘剂的固化编制要与橡胶的硫化特点相般配,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绩较好;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硫化工艺不适合
在橡胶/金属热硫化粘接历程中,硫化压力、温度、功夫任一筛选欠妥都邑产生
粘接生效。避免硫化引发粘接生效的首要法子有:
①硫化温度要保证能够克复化学反响位垒,同时引发胶粘剂固化反响应胶料的硫化反响;另一方面,在餍足上述前提的前提下,需求合适低沉硫化温度,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,在餍足成品别的功能和设施、工艺容许的处境下,正常来讲压力越高越好,特为是关于低分子围拢物含量较多也许反合时产生小分子的胶粘剂,必需供给表面浸湿、分散和小分子产品的排出。
③如果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,则能够思虑采纳预热金属件等法子,以避免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
就粘接毁坏表面而言,正常橡胶/金属粘接编制所请求的抱负毁坏表面是%橡胶本质毁坏,此时的粘接强度首要取决于硫化胶的物理死板功能。如果斯时的粘接强度仍未到达粘接强度首要取决于硫化胶的物理死板功能。如果斯时的粘接强度仍未到达粘接请求,则或许是胶料自己的强度过低,也许是胶粘剂在向橡胶相产生分散、迁徙并产生物理化学反合时对界面处橡胶改性,低沉该处橡胶的强度,此时则招思虑改换和鼎新胶粘剂也许橡胶配方。
5结语
跟着社会的进展、产业的超过,橡胶/金属粘接复合编制在汽车、航天、船舶、
修建等各个范畴的运用越来越普遍,对粘接功能和粘接工艺的请求也越来越高,控制橡胶/金属粘接复合编制粘接历程中所产生的一系列物理化学变动和致使粘接成败的各式因果相干,关于成功实行橡胶/金属的粘接、抬高复合编制的粘接功能,具备紧要的效用。
橡胶技能李秀权处事室-李工