谈橡胶材料与金属热硫化黏合

武可迁

　　在现代社会各应用领域，，以高分子材料橡胶与不同种类金属生产金属黏合橡胶产品，越来越被广泛应用。因为有的配件结构设计，既要求具有橡胶的高弹性，又要求具有金属的刚性，这就需要橡胶与金属材料复合。众所周知，橡胶的杨氏模量约为1Mpa，而金属材料的楊氏模量可达100000Mpa。要使相对于金属，硬度低得多的有机高分子橡胶材质和高硬度金属粘合在一起，又能经得起要求的特定工况条件和介质的考验，而不会剝离，黏合工艺技术，则是最为关键。理想的黏合是要达到即使用强力把橡胶表层剝坏了，底层橡胶依然紧紧粘贴在金属件表面。
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　　橡胶与金属热硫化型黏合，和橡胶与金属非硫化型＂冷黏＂，在黏合基理上有着明显不同，硫化型黏合，是通过热反应形成交联过程的化学反应。而非硫化型橡胶与金属黏合，则是与产生物理上表面张力现象有关。

# n  |; u8 G/ r- C' I0 O; M& D　　橡胶与金属热硫化黏合工艺，己有一百多年历史，从以硬质橡胶［硬度高的胶与金属黏合力优于硬度低的橡胶］或以鍍铜法［铜与天然橡胶黏合力较好］发展到用环化橡胶法，蛋白质法，配合炭黑配合法，多粘接层法，鹵化橡胶法，酚醛树酯法和直至现在广为应用的异氰酸酯法和有机硅氧烷及有机钛酸酯法。在橡胶与金属热硫化黏合成各类制品中，最常用的橡胶是NR，SBR，NBR，CR，HNBR，FKM，MQ，EPDM等，与之相黏合的金属配件有铝件，铜件，铁件，铸铁件，不锈钢件等。这些金属配件在与橡胶黏合之前，都要对其表面进行处理。同时表面处理好与差，将直接影响橡胶与金属的粘合強度与耐久性，甚至使用寿命。因为从金属层面微观来看，金属表面层往往存在附有的油脂，锈斑，而金属下面一层则是O2，N2，CO2等各种气体的吸附层，再往下一层则是氧化层，而氧化层下还存在着一至十纳米厚的＂拜耳贝层＂，再其下是加工硬化层，在这几层之下，才露出＂庐山真面目＂－－－－－金属的基体。
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　　金属表面所存在的上述几层微观结构，都会影响橡胶与金属的热硫化粘合。而金属件的表面处理目的就是要改变其表面的结构状态，以获得清洁，干燥，粗糙和具有活性的新表面，有利于胶粘剂对金属件的浸润，扩散，和渗透。提高金属件与橡胶胶料之间的黏合強度和耐久性。一般使用丙酮，汽油脱脂，清洁，再用打磨喷砂除锈，还可用化学原理氧化还原反应，如酸蚀，磷化，阳极化处理，去除金属件汚垢，活化和糙化金属件表面，利于黏合。

　　在橡胶与金属热硫化使用的黏合剂方面，随着科学进步与发展，新型的黏合剂不断在开发，并形成了针对不同胶种，不同金属黏合的系列产品，但这些黏合剂虽然生产厂家不同，但基本包含下列组分。1，碳－－鹵素的离解能较低的含鹵成膜聚合物，2，胶膜增塑剂，如极性弹性体丁腈橡胶，PVC，甲基乙烯基呲啶橡胶，以及不同鹵化度的各类橡胶和酯。3，黏合增进剂，芳香族的硝基化合物，对醌二肟与氧化剂并用，间苯二酚与六亚甲基四胺的分子络合物，及黏合活性的合成树脂和偶联剂。4，胺类，含氮化合物，金属氧化物等交联剂。5，热稳定剂，如金属盐，环氧化合物，胺等。6，填充剂如炭黑，白炭黑等。7，混合有机溶剂。特别是含氯丁二烯的均聚物与氯化橡胶并用，能配制出对橡胶与金属件具有优良的黏合力的单塗层型胶黏剂。

' J/ c8 q8 @: r  F9 _　　现时常用的橡胶与金属件黏合剂有单塗和双塗［底塗和面塗］之分，底塗胶中含有一些可以与金属表面形成坚固而又持久黏结的，易于形成薄膜聚合物，有利于与面塗胶黏合。而面塗胶中含有的聚合物既要与底塗相容，又要与胶料黏结。使用鹵化橡胶，可以屏障化学介质对黏结键的侵蚀。而面塗胶中含有高效硫化体系，它同时与黏合剂的聚合物及被黏胶料进行交联反应。单塗黏合剂生产操作相对简化，成本比双塗低，但双塗［底塗，面塗］持黏性及耐工况环境，相对比单塗略胜一筹。可根据实际情况选用单塗或底塗加面塗。对于配制橡胶与金属黏结的胶黏剂，技术含量高，工艺复杂，不如买商品化成品。如Chemlok，Tylok，Metalok，Thixon等公司制造的胶黏剂可靠性较好。可以根据模压方式［压缩，注射，转移］胶料品种，选择对应的专用黏合剂。并要按规定的操作方法去使用。
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　　橡胶与金属热硫化黏合，是一门复杂，多学科交叉的科学，它包含着橡胶物理化学，表面处理科学，冶金学，黏合科学，及橡胶加工热反应工程，渉及多种相互作用。在进行橡胶与金属热硫化黏结工艺流程中，必须要严格清洗处理，选对胶黏剂，调节好与之匹配的不影响黏合的胶料，掌握好全过程质量及工艺控制，不放过毎一个细节，这样黏合才有保证。

　　

心雨

学习学习

朱银河

看了武老的文章，受益匪浅，我们也做金属热硫化粘和产品，主胶天然橡胶，粘和剂列克纳，金属铁。同样的工艺，做不锈钢金属粘和，无论如何，就是不粘和。

luckygirl

学习了 来看看

liz910140969

谢谢武老分享

liz910140969

谢谢武老分享

zsl962905253

很好的分析文章

戒烟上网

# I6 p5 h& B3 m+ t谢谢武老分享

q401977763

看看学习了哦

gangshao45

朱银河 发表于 2018-6-21 20:47
5 o# b8 K* r- d) m看了武老的文章，受益匪浅，我们也做金属热硫化粘和产品，主胶天然橡胶，粘和剂列克纳，金属铁。同样的工艺 ...

5 S- c- I- A' U) w可以试试换个粘合剂