橡膠與(yu) 金屬的粘合

橡膠與(yu) 金屬的粘合方法有:硬質膠法、膠粘劑法、鍍黃銅法和直接粘合法。一、硬質膠法此法是先在金屬表麵貼上或塗上一硬質膠層,然後再貼上要粘合的軟質膠,後進行熱壓硫化形成整體(ti) 。硬質膠中生膠含量...

橡膠與(yu) 金屬的粘合

方法有:硬質膠法、膠粘劑法、鍍黃銅法和直接粘合法。

一、硬質膠法

此法是先在金屬表麵貼上或塗上一硬質膠層,然後再貼上要粘合的軟質膠,後進行熱壓硫化形成整體(ti) 。硬質膠中生膠含量不宜過高,硫黃用量一般為(wei) 30~40份,可加入氧化鐵提高粘接力,用量20份左右,粘接溫度可提高一倍,超過20份,性能下降。為(wei) 防止硬質膠中的遊離硫黃向軟質膠層擴散,可以在硬質膠和軟質膠之間加一無硫或低硫的半硬質過渡層。

硬質膠與(yu) 金屬粘接前,先用硬質膠料配成膠漿(溶劑用汽油,比例1:1.5),將膠漿塗在待粘金屬表麵,帶溶劑揮發完後,將硬質膠片貼到金屬表麵,在硬質膠與(yu) 軟質膠粘合前,在硬質膠表麵塗膠漿,再粘軟質膠。

由於(yu) 硬質膠的熱膨脹係數比鋼、鐵大,所以在溫度變化時,硬質膠容易與(yu) 金屬芯脫層。

注意事項:

① 硬質膠的含膠率不宜過高。

② 硫黃的用量大(30~40份)。

③ 適當提高氧化鐵的含量(20份左右)。

④ 被粘膠料的硫化速度不能太快,且硬質膠和軟質膠的硫化速度相當。

⑤ 在硬質膠和軟質膠之間加無硫或低硫中間膠層。

⑥ 金屬表麵需噴砂處理,並用汽油清洗。

⑦ 金屬表麵塗硬質膠漿,或以膠漿形式塗到金屬表麵。

⑧ 采用低溫或逐步升溫長時間硫化。

特點:

① 粘接強度高,耐腐蝕性好。

② 工藝簡單,適於(yu) 大型金屬構件的粘接如各種膠輥,大型化工容器襯裏。

③ 耐熱性差,工作溫度超過70℃時,粘合強度急劇下降。

④ 耐動態疲勞性差。

配方舉(ju) 例:

① 膠輥硬質膠:

NR 100,  Fe2O3 20, 鋅鋇白 20, CaCO3 32,  MgCO3 11,  陶土 60,  古馬隆 2,瀝青 12, 消石灰 5.6, 硫黃 33.6.

② 實芯胎硬質膠:

NR 100,  再生膠 33.3,  ZnO 5,  Fe2O344.4,  陶土46.4,  消石灰15,           硬脂酸 1.4,  促進劑M 1.7,   促進劑D  1.3, 硫黃 37.5.

二、膠粘劑法

金屬表麵經表麵處理後,在新鮮的表麵上塗刷一層膠粘劑,再貼上橡膠進行硫化。該法簡便實用,不需要用加工設備,適用性廣,是目前橡膠與(yu) 金屬之間應用廣的方法。橡膠與(yu) 金屬的粘合效果,在很大程度上取決(jue) 於(yu) 金屬表麵處理的結果及膠粘劑的性質和性能。對不同的金屬材料,選取合適的膠粘劑十分重要。膠粘劑法的缺點是溶劑有毒,汙染環境,損害人體(ti) 健康,貯存穩定性差

1、異氰酸酯膠粘劑

主要用於(yu) NR、CR、NBR等橡膠與(yu) 鋼、不鏽鋼、鋁和鋅等多種金屬材料之間的粘接。粘合強度高,操作工藝簡單,耐油、耐溶劑、耐老化、耐酸、耐腐蝕,但耐熱性不如鍍黃銅法。

常用的多異氰酸酯膠粘劑:

① 列克鈉(JQ-1膠粘劑):三基甲烷三異氰酸酯,易溶於(yu) 二氯甲烷、或氯中作膠粘劑。一般為(wei) 三基甲烷三異氰酸酯20%的溶液,毒性較二異氰酸酯小,耐油,耐疲勞。

使用時注意:

a.塗層要薄,<10µm,大不超過30µm。

b.使用前用純按1:1或1:3的比例對膠粘劑進行稀釋。

c.操作環境濕度<60%~70%。

d.一般塗刷1~2遍,塗刷後需幹燥,再塗一層保護性膠粘劑或貼一薄層(0.5mm)硬度為(wei) 60度左右的膠片作過渡層,不宜用直接蒸汽硫化。

e.列克鈉易聚結,宜采用注壓工藝和快速硫化方法;若采用模壓生產(chan) 時,壓力必須在0.7~1MPa.

f.應盡量縮短塗膠粘劑後到硫化之前的停放時間。

g.用列克鈉粘接NR或SBR與(yu) 金屬時,用CR-酚醛樹脂作中間層,可提高粘接強度。

h.異氰酸酯液中摻用少量氯化NR橡膠,可提高粘接強度。

例:大型橡膠護舷的粘合

鋼板先經噴砂,脫脂處理後,塗刷列克鈉膠粘劑,幹燥後塗刷保護膠液,加貼一層高硬度(邵A82~85度)膠料,再貼上NR。

② 2,4-二異氰酸酯(vulcabond TX),溶於(yu) 或丙酮溶劑中使用。

③ 對二基甲烷二異氰酸酯(Hylene M-50)極性大,化學性質活潑,易溶於(yu) 橡膠,能直接在橡膠與(yu) 金屬間形成化學鍵,在低溫下也能硫化,粘接強度高。

2、氯化天然橡膠膠粘劑

多用於(yu) 橡膠與(yu) 鋼、鋁、鐵、鋅和鎂等金屬的粘接,對CR、NBR等極性橡膠粘接力高,對NR、SBR粘接強度較低。

組成:氯化天然橡膠+溶劑(、氯乙烷),必要時可加入少量的脂肪烴、酮、醚或乙醇作混合溶劑,加入樹脂,增塑劑和改性劑,如酚醛樹脂、醇酸樹脂、氯化聚烯烴、芳香族亞(ya) 硝基化合物、DBP等,能改進NR、SBR與(yu) 金屬的粘合性能。

該法的缺點是初粘性欠佳,不易粘接成型。改進方法:應用CR-列克鈉混合膠粘劑作過渡層。其中CR膠粘劑配方:

通用型CR 100, MgO 4,  ZnO 5, 防老劑 2, 444

20%CR膠粘劑:20%JQ-1膠粘劑=10:1

應用混合過渡液時,鋼件需要打磨,用溶劑清洗,塗氯化橡膠JQ-1膠液,幹燥40min以上,再塗混合過渡液,幹燥20~30min,再貼膠,硫化。

3、丁腈橡膠膠粘劑

丁腈橡膠+酚醛樹脂,常用品種JX-1膠粘劑。

適量金屬件打磨、洗淨,塗JX-1膠粘劑3遍,每次幹燥10~20min,貼膠加熱或室溫硫化。

如重型輸油管金屬接頭、金屬件法蘭(lan) 接頭。

4、氯磺化聚乙烯膠粘劑

可粘接除矽、氟橡膠以外的幾乎所有的NR、SR與(yu) 金屬。

5、矽橡膠膠粘劑

在製造矽橡膠金屬製品時,采用含矽橡膠的膠粘劑。矽橡膠中必須加硼酸酯、鈦酸酯、有機矽烷等增塑劑。

6、偶聯劑類膠粘劑

主要有矽烷類和鈦酸酯類兩(liang) 大類。可用於(yu) 氟橡膠,矽橡膠與(yu) 金屬的粘接。被粘膠料的硫化係統以胺類為(wei) 宜,不能用過氧化物。

矽烷偶聯劑膠粘劑,如CK-1膠粘劑和Chemlock膠粘劑,可用粘接多種橡膠與(yu) 金屬的粘合。

Chemlock 608配方:

γ-氨基丙三乙氧基矽烷 8,乙烯基三乙氧基矽烷 4,甲醇 78,水 9,鹽酸 少量(調pH值)。

CK-1膠粘劑中再加氯化橡膠,粘接強度較高。

配方:氯化橡膠  15,γ-氨基丙三乙氧基矽烷 2, 85,水 5,

對潮濕的穩定性高,金屬表麵可以不處理。

用膠粘劑粘 粘接未硫化膠與(yu) 金屬,粘合強度還與(yu) 粘合工藝直接相關(guan) ,如金屬表麵處理狀況、塗膠次數、每次塗膠量、塗膠溫度、濕度、幹燥時間與(yu) 幹燥程度、固化時間和溫度等。金屬品種對膠粘劑有選擇性。

7、開姆洛克(CHEMLOK)係列膠粘劑的性質及選用

開姆洛克膠粘劑係美國洛德(LORD)公司產(chan) 品,問世30年來,以粘結強度高,質量穩定,使用方便,而飲譽世界,廣泛應用於(yu) 各種橡膠與(yu) 金屬的粘合。

(1)常用品種及分類情況

分為(wei) 三類:1底塗型,2,麵塗型,3,單塗型,品種

(2)開姆洛克膠黏劑的特點

底塗型膠粘劑(CH205)的特點

①能粘結多種金屬:鑄鐵,碳鋼,不鏽鋼,合金鋼,鋁,鋁合金,銅,銅合金。

②與(yu) 麵塗型膠粘劑有良好的粘結性。

③有良好的防鏽性能,能保護金屬表麵。

④有良好的耐環境性。

⑤亦可作為(wei) NBR的單塗型膠粘劑,即粘結金屬與(yu) NBR時,一般不需再選用麵塗型膠粘劑。

麵塗型膠粘劑的特點

①通過正確選用,能粘結各種通用橡膠。

②與(yu) 底塗型膠粘劑(CH205)粘結性能優(you) 異。

由於(yu) 麵塗型膠粘劑與(yu) 金屬的粘結效果不是很好,或者即使有些品種,如常用的CH220,初期粘結強度亦很高,足以產(chan) 生橡膠內(nei) 聚破壞的結合力,但粘結件耐環境性,穩定性不足,因此,使用麵塗型膠粘劑之前,金屬表麵一般宜先塗底塗型膠粘劑,確保與(yu) 金屬優(you) 良的粘合,確保粘結件的耐環境性,耐久性。由一種底塗型膠粘劑和一種麵塗型膠粘劑,便組成了洛德公司(LORD)所謂的雙塗體(ti) 係。

單塗型膠粘劑的特點:

①與(yu) 多種金屬的粘結優(you) 良。

②通過正確的選用,能粘結所有的橡膠。

由於(yu) 單塗型膠粘劑不需底塗,便可獲得可靠的橡膠/金屬粘結件,工藝上比較方便,因此比較受工廠歡迎。值得注意是,雖然單塗型膠粘劑與(yu) 金屬的粘結優(you) 與(yu) 麵塗型膠粘劑,但不如底塗型膠粘劑。同時單塗型膠粘劑粘結件的耐環境性,耐久性也不如雙塗係列(底塗+麵塗)。

(3)性能與(yu) 特點

個(ge) 特點適用麵廣,品種多,近30個(ge) ,見表4-4所示。

通過正確選用可以達到以下目的:

①硫化粘結各種橡膠與(yu) 多種金屬粘合,如鐵,鋼,不鏽鋼,合金鋼,鋁,鋁合金,銅,銅合金等。

②硫化粘結各種橡膠與(yu) 多種織物,纖維,如人造絲(si) ,尼龍,滌綸,玻纖,芳綸,碳纖維等。粘合橡膠與(yu) 織物常用的膠粘劑有四種:CH402,CH233,CH250,CH607。前三種含少量非揮發性異氰酸酯,主要用於(yu) 粘結通用橡膠與(yu) 織物,後者為(wei) 矽烷類,用於(yu) 粘結矽橡膠,氟橡膠與(yu) 織物。

③硫化粘結異種生膠或硫化膠,其中異種硫化橡膠之間的再次硫化粘結,洛德名之說“後硫化粘結”。該技術適用於(yu) 大多數通用橡膠,可選用的膠粘劑有:CH233,CH234B,CH236,CH238,CH252。

④硫化粘結各種橡膠與(yu) 硬質塑料,硬質尼龍,。粘結矽膠,氟膠時,可選用CH607。粘結通用型橡膠時,可以選用以CH205底塗膠(CH205能與(yu) 多種塑料粘結)。

第二個(ge) 特點粘結強度高質量穩定。

粘結NBR,NR,BR,SBR,CR,EPDM,IIR等通用橡膠,都可確保獲得橡膠內(nei) 聚破壞的粘結強度,按HG4-852-81扯離強度測試,一般在4—8MPa左右,高時可達10MPa。由於(yu) 試驗時,一般都發生橡膠破壞。即使粘結特種膠如PU,CHC,CHR,CSM,FR,VMR等也能獲得較好的粘結效果。

第三個(ge) 特點耐環境性優(you) 良。

除了CH607的耐熱性能低於(yu) 它所能粘結的FR,VMQ以外,其它的粘合劑都優(you) 它所能粘結的橡

在常用的膠粘劑中,CH252,BN的耐油性由於(yu) 其它品種,因此在製造耐燃料油製品,如油封,膠管法蘭(lan) 接頭時宜選用它倆(lia) 。

第四個(ge) 特點毒性較低使用方便。

除溶劑(,,酮,乙醇等)為(wei) 揮發性外,其餘(yu) 高聚物,化合物都為(wei) 非揮發性物質。故毒性低於(yu) 異氰酸酯。使用方便體(ti) 現在:(1)單組份包裝。(2)儲(chu) 存期長,一般1–2年。(3)適用於(yu) 各種塗膠方式:刷塗,浸塗,噴塗,輥塗。(4)金屬件塗膠幹燥後,可停放較長時間,隻要不從(cong) 新汙染,不影響粘結效果。

表4-6塗開姆洛克膠黏劑零件的儲(chu) 存時間

品種

有效停放時間

CH607

2天

CH608

5天

CH218(1)      可采用各種硫化方式:平板硫化,移模硫化,注模硫化,硫化罐硫化,間接蒸汽,直接蒸汽,常壓,中壓,連續硫化。(6)在模具中耐預熱能力強,大多數開姆洛克膠粘劑在模具中於(yu) 120—150℃溫度下,預熱10分鍾,不會(hui) 消弱粘結能力。

四,凱姆洛克的粘結原理

(1)             在低模量的橡膠與(yu) 高模量的金屬之間,膠粘劑應成為(wei) 一個(ge) 模量梯度層,以減少粘結件受力時的應力集中,因此膠粘劑層應有一定的厚度。底塗膠粘劑模量總是大於(yu) 麵塗膠粘劑模量,而麵塗膠粘劑模量一般都大於(yu) 橡膠。

(2)             底塗型膠粘劑,或單塗型膠粘劑之間,以膠粘劑與(yu) 橡膠之間,通過相互擴散和共交聯作用而實現粘結。膠粘劑和橡膠界麵之間的相互擴散對於(yu) 優(you) 良的粘結是十分重要的。充分的相互擴散,能在膠粘劑和橡膠之間形成一個(ge) 完全連續的過渡層。設計膠粘劑時應首先考慮到相互擴散能力。並使在交聯反應發生之前有足夠的相互擴散時空。

(3)             在設計膠粘劑時,應有下列次序發生。

A,底塗型,麵塗型膠粘劑內(nei) 部交聯及共交聯。

B,底塗型膠粘劑與(yu) 金屬產(chan) 生吸附

C,膠粘劑和橡膠產(chan) 生共交聯,橡膠交聯。

橡膠與(yu) 纖維,織物材料的粘結與(yu) 此類似。

五,選用原則

首先確定采用雙塗還是單塗,要求高的產(chan) 品或金屬表麵處理工藝不嚴(yan) 的工廠,宜選用雙塗體(ti) 係。常用膠粘劑每公斤塗刷金屬麵積如下:

(金屬表麵40目砂處理)

在確定了單塗或雙塗體(ti) 係後,在選擇具體(ti) 品種時,至少要考慮10項因素:

1,膠種,膠種不同粘結難易程度也不同。通用橡膠的粘結性能差異,可用可粘性指數表示,極性橡膠優(you) 於(yu) 非極性橡膠,開姆洛克與(yu) 橡膠粘結規律如下:(CH233,CH234B,CH236,CH238

CH250,CH252,CH257),CH220,CH205。NBR可選用上述任何一種膠粘劑,在大部分情況下,隻用CH205即完全滿意的粘結。CR,NR,SBR,BR等則必須用CH220(以CH205作底塗膠)或其它粘結性更高的品種,單用CH205則不行。IIR,EPDM等則一般非用比CH220粘結性更強的品種,才能達到滿意的效果。

2,橡膠硬度   橡膠硬度對粘結難易性也有一定的影響。對於(yu) NR,SBR,BR等橡膠,CH220/CH205雙塗體(ti) 係適用硬度範圍大致為(wei) XHS=40–85,對於(yu) NBR,CH205使用範圍也大致如此,也有工廠在使用中發現CH205可滿意的粘結XHS=25的NBR。在此硬度範圍之外的膠料,一般選用粘結性更強的膠粘劑,即NBR選用CH220/CH205,甚至CH233/CH205等。

3,硫化劑類型    同一種膠采用不同類型的硫化劑時,應選用不同的膠粘劑如:

NBR 硫黃硫化體(ti) 係選用CH205。過氧化物硫化體(ti) 係選用CH607,

EPDM 硫黃CH236,CH238。過氧化物CH607,CH246。樹脂CH252,CH238。

常用的適用過氧化物硫化的為(wei) CH238,CH246,CH252,CH607,CH608,其餘(yu) 常用品種以適應硫黃硫化為(wei) 主。

4,硫化體(ti) 係  在常規,半有效(SEV)及有效硫化體(ti) 係(EV)中,一般采用常規硫化體(ti) 係(S>1.5份)的膠料比較容易粘結,可采用CH220/CH205雙塗體(ti) 係。SEV/EV硫化體(ti) 係的膠料CH220/CH205不一定適用,故以選用比CH220更好的膠粘劑。

5,硫化速度   一般都可確保膠粘劑固化反應起步早於(yu) 橡膠硫化反應或兩(liang) 者同步發生,應注意膠料的焦燒期盡可能長些。對於(yu) 矽膠來說一般CH608的反應速度高於(yu) CH607,因此對於(yu) 硫化溫度下t1/2較短的過氧化物矽膠膠料,以及一些不需二段硫化的膠料,應考慮CH608。

6,門尼粘度  由於(yu) 開姆洛克膠粘劑幹燥後膠膜膠硬(尤其是CH220/CH205)因此膠料門尼粘度低,有助於(yu) 膠粘劑——膠料之間的密切接觸及相互擴散,有利於(yu) 粘結。

7,含油量    膠料中低於(yu) 20份時一般不發生問題,如含油量高於(yu) 20份時,雙塗體(ti) 係以選用CH238為(wei) 宜,單塗體(ti) 係以CH252為(wei) 好,這兩(liang) 種膠粘劑對高油量配方粘結效果好。

8,硫化方式   橡膠與(yu) 金屬膠粘劑的一個(ge) 重要性質是在受熱的條件下耐衝(chong) 刷性。耐衝(chong) 刷性差的膠粘劑,容易汙染模具,造成粘模,使產(chan) 品難於(yu) 脫模,甚至由於(yu) 膠粘劑衝(chong) 離金屬件表麵而引起粘結失敗。這些現象在平板硫化中尚不十分嚴(yan) 重,但在移模硫化和注模硫化過程中,則比較常見。因此在采用後二種硫化方式時,宜選用CH220/CH205雙塗體(ti) 係或CH257單塗體(ti) 係。平板硫化則可視具體(ti) 情況而定。此外,一些采用直接蒸汽硫化的產(chan) 品,如膠輥等,應避免選用含有異氰酸酯的品種,如CH250,CH252等。

9,產(chan) 品使用要求   開姆洛克膠粘劑的耐環境性一般都優(you) 於(yu) 橡膠,但不同開姆洛克品種之間存在著一些差異,要求耐溶劑性的產(chan) 品選用BN為(wei) 好,要求高耐油性產(chan) 品以CH252為(wei) 宜,要求高耐熱性產(chan) 品應選用CH233/CH205或CH252。

10,CH220/CH205雙塗體(ti) 係   該體(ti) 係問世早,已有30餘(yu) 年,仍是所有品種中受歡迎,用量大的品種,後續的改良品種,雖然粘結能力等某些方麵超過了CH220,但在工藝穩定性,儲(chu) 存穩定性,耐膠料衝(chong) 刷性等方麵,尚無突出之處,因此,建議盡量優(you) 先考慮選用該體(ti) 係。

六  工藝要點

正確選用膠粘劑品種後,工藝很關(guan) 鍵,5個(ge) 環節

1,金屬表麵處理,  除鏽,脫脂,去汙,可采用機械法,和化學法。

1,  攪拌, 出了CH218,CH607及CH608等少數幾個(ge) 品種為(wei) 溶液體(ti) 係外,其餘(yu) 為(wei) 介散體(ti) 係,由溶劑,可溶性化合物,聚合物及無機鹽,填料組成。在儲(chu) 運過程中沉澱,在使用前應十分注意充分攪拌,務使各種材料達到均勻分散,以半小時攪拌5分鍾為(wei) 好,

2,  稀釋,    由於(yu) 國內(nei) 塗膠一般都采用刷塗法,因此不需稀釋。在以下情況需稀釋

(1)      由於(yu) 儲(chu) 存期長,(2)采用噴塗法:2重量份膠粘劑/1重量份溶劑。

3,  塗膠,  可根據塗膠次數大略估計,以常用的CH220/CH205位列,粘結NR,SBR,BR等通用橡膠時,隻要膠粘劑粘度未超出規定範圍,CH205隻需塗一遍,當CH220塗一遍時,扯離強度一般為(wei) 4—5MPa,CH220塗兩(liang) 遍後,扯離強度可達5—8MPa或更好些。因此可根據要求決(jue) 定塗的遍數。(塗膠越厚粘結強度越高)。

5,幹燥,  幹燥條件為(wei) :時溫       30—60分鍾

70—80℃   20—30分鍾

冬季好能用熱風機強製幹燥,另外,開姆洛克膠粘劑塗膠幹燥後,如果能在120℃烘10–15分鍾,不但有利於(yu) 徹底驅趕殘留溶劑,還可提高膠粘劑膜在模腔內(nei) 的耐衝(chong) 刷性。

七,粘結結果評價(jia) 及失敗原因

破壞分為(wei) 4種類型:R—橡膠破壞,RC—橡膠與(yu) 膠粘劑間破壞,

CP—膠粘劑內(nei) 聚破壞(麵塗與(yu) 底塗間破壞),

M—膠粘劑與(yu) 金屬間破壞,

若粘結件同時發生多種類型破壞,

SR—斑點狀橡膠破壞,金屬表麵附膠是斑點狀。

TR—簿層橡膠破壞,金屬表麵附很簿而均勻橡膠層。

HR—厚層橡膠破壞,金屬表麵附較厚層橡膠。

SB—橡膠扯斷。

粘結破壞類型及原因

三、鍍黃銅法

黃銅或表麵鍍黃銅的金屬材料,在膠料合理的配方組成下,可以不用膠粘劑就能與(yu) 各種橡膠實現良好的粘合。該法的優(you) 點是粘合強度高,耐熱性好,吸收衝(chong) 擊振動等,耐疲勞性、耐老化性好,是製造小規格金屬部件的常用方法之一。但黃銅鍍件的存放期不能太長,鍍銅介質有毒,汙染環境,粘合效果受鍍製質量和鍍層參數影響。

1、黃銅層的結構

鍍層表層的含銅量較低,越往裏含銅量越多,逐漸接近平均含銅量。黃銅表麵中含有十多種元素,但主要有銅、鋅、氧、鐵四種,而銅/鋅比隨鍍層深度不同而變化,鍍層表麵的含鋅量比較多,且以ZnO的形態存在,對粘合結構起到穩定作用,可以調節橡膠與(yu) 黃銅的反應速度,影響界麵過渡層的化學組成和界麵硫化物膜的生長速度和厚度。所以。黃銅鍍層中要有合適的銅/鋅比。ZnO過多,由於(yu) 其本身結構鬆脆,易構成界麵過渡層中的弱界麵層,引起粘合破壞。

2、橡膠與(yu) 黃銅的反應

存在橡膠、硫黃、黃銅、ZnO之間的化學反應。

3、橡膠黃銅界麵層結構

表層的CuxS層由於(yu) 橡膠分子鏈的填充,不能結晶,所以CuxS- Sy- Rub界麵模量差異小,CuxS的量要合適,不能過多,易發脆而破壞。

4、影響橡膠與(yu) 黃銅粘合效果的因素

(1)鍍層參數的影響

黃銅鍍層的平均厚度及其均勻性、鍍層的化學組成、表麵氧化的程度、表麵結晶類型及牢固性、殘餘(yu) 潤滑劑類型等對粘合效果均有影響。其中重要的是黃銅鍍層的組成和平均厚度。

在大多數情況下,黃銅鍍層的厚度以0.2µm為(wei) 宜,不能過小。

鍍層中Cu的含量與(yu) 橡膠中所使用的粘合體(ti) 係有關(guan) 。膠料中使用的鈷鹽粘合促進劑時,以低銅含量(65%)粘合效果好,若膠料中使用間甲白體(ti) 係,高銅含量(70%以上)粘合效果好。

(2)鍍層表麵性能的影響

鍍層的表麵性能包括材料表麵的機械力學性能、結晶性能、化學反應性、表麵形態等,其中表麵化學反應影響大。表麵層中銅含量高,與(yu) 橡膠之間的粘合效果好,但對溫度敏感性大,銅含量不能太高。

(3)膠料配方的影響

生膠:極性大小和不飽和程度影響大,極性大的橡膠對黃銅的粘合效果好。NBR、CR與(yu) 黃銅之間粘合效果。IIR與(yu) 黃銅的粘合效果差。

硫化體(ti) 係:硫黃是主要的硫化劑,膠料中沒有硫黃,橡膠與(yu) 黃銅之間基本上不發生粘合作用。由於(yu) 硫黃要與(yu) 黃銅反應,還要交聯橡膠,所以膠料中硫黃的用量不能低於(yu) 2~3份,4~5份為(wei) 合適,但不能太多,易噴霜,影響粘合效果,采用不溶性硫黃有利於(yu) 粘合,但要控製用量。促進劑影響硫化反應速度和焦燒時間長短,遲效性促進劑如此磺酰胺類促進劑(CZ、DZ、NOBS等)對粘合有利,也可采用噻唑類促進劑(M、DM)用量範圍0.7~1.5份。不宜采用秋蘭(lan) 姆類和二硫代氨基甲酸鹽類促進劑,但IIR中可使用。加防焦劑有利於(yu) 粘合。硬脂酸由於(yu) 具有潤滑性,對粘合不利,可少用或不用。

補強填充體(ti) 係:橡膠的硬度在50~70度範圍內(nei) 與(yu) 黃銅粘合效果好。添加補強性填料如炭黑,可提高粘合效果,但用量不能太大,50份為(wei) 宜。

防老劑:一般影響不大,但影響過渡層的熱穩定性。MB對粘合不利,BLE對粘合有利,尤其是NBR、CR、NR與(yu) 黃銅的粘合,其粘合效果優(you) 於(yu) 間甲白體(ti) 係。

增塑劑:使用適量的不易滲出的增塑劑,對粘合有利。用量不能多。蠟好不要用。

粘合體(ti) 係:膠料中使用鈷鹽,可促進黃銅與(yu) 硫之間的反應,形成更多的CuxS.所以對中低銅含量的黃銅與(yu) 橡膠的粘合有利。鈷鹽中以硼酸化鈷鹽的活性高。鈷鹽的用量不能多,多了易加速橡膠老化,界麵層老化後性能下降快。鈷鹽的佳用量為(wei) 橡膠烴的0.3%。

間甲白體(ti) 係對高黃銅含量黃銅與(yu) 橡膠的粘合有利。

(4)環境的影響

濕度是影響粘合的主要因素。膠料配方不同,對濕度的敏感性存在明顯的差異。

濕度越高,粘合效果越差,且隨溫度升高,下降越快。膠料中含水率高,橡膠與(yu) 黃銅的粘合效果差。

四、直接粘合法

1、間甲白係統

間二酚(3份)、甲醛給予體(ti) (促進劑H 1.6份)、白炭黑(15份)組成。適用於(yu) 輪胎、膠管、膠帶和其他橡膠-金屬的粘合。該法有一定的效果,但效果不很高。

典型配方:NR 100,FEF 40,白炭黑 15,ZnO 3,SA 2,高芳油 6, 防老劑A  1,次磺酰胺促進劑 1,S 2.5,間二酚  2.5 ,促進劑H  1.6

間甲白組份在膠料中不易分散,易噴霜和焦燒,目前多加以改性;采用改性的間甲白體(ti) 係,如RE/RH、RE/A、RS/RH、RS/A、RA(或RL),可加白炭黑,也可不加白炭黑。

子午胎胎體(ti) 膠配方:NR  100,  ZnO 10, (SA 2),  鬆焦油 6,  HAF 45,          促進劑DZ 1.2,   4010NA 2,  S 3, 粘合劑A  3,粘合劑RE  3。

如果加入間二酚多硫化物(2.5份),粘合效果會(hui) 更好。

2、有機鈷鹽體(ti) 係

粘接效果好,但耐熱性差。

膠料中S的用量我3份,促進劑以NOBS好,其次是DM、CZ。炭黑以可混槽黑、爐黑較好,其次FEF、白炭黑、SRF,用量以5份為(wei) 宜,鈷鹽的用量要合適。

3、間甲白/有機鈷鹽體(ti) 係

鈷鹽用量為(wei) 單用鈷鹽體(ti) 係時用量的30%~50%。

4、間甲白/有機鈷鹽/過硫化穩定劑HTS

HTS的用量1.5份。

5、間甲白/有機鈷鹽/HTS/偶聯劑Si-69

適合鋼與(yu) 橡膠的粘合

6、有機鈷鹽/白炭黑

用白炭黑取代部分炭黑,提高老化後的粘合效果。

7、過氧化物粘合

二枯基過氧化物作硫化劑,配入白炭黑,不用ZnO和SA,鋼-橡膠的粘合

8、三嗪粘合

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