橡胶金属硫化粘接失效原因分析及对策(2)

2019-08-03 13:24

如果胶料中的配合剂喷霜或抽出而迁移到胶料表面,则会在橡胶表面和胶粘剂之

间生成一层隔离面,影响橡胶和胶粘剂这间的分子扩散和共交联反应,也就难以

形成有效的粘接。

(2)解决措施

在胶料配方设计上,在满足制品性能要求的基础上尽量遵循如下原则:

①在生胶胶种选择上,尽量选用极性大,不饱和度高的粘接性能好的橡胶;

②对于通用橡胶尤其是二烯类橡胶,选用硫黄硫化体系粘接效果较好;

③软化剂、石蜡、加工助剂等不利于粘接的配合剂,尤其是酯类增塑剂尽量少用

或不用;

④防老剂D、硫黄等易喷霜的配合剂用量不宜过多。

4.3.2 胶粘剂因素

(1)原因分析

①胶粘剂与被粘橡胶不匹配;

②胶粘剂搅拌不均匀、涂刷完毕后晾置时间不够或者涂胶面被污染。

(2)解决措施

①根据被粘橡胶的种类选择合适的胶粘剂,如粘接非极性橡胶用多异氰酸酯和卤

化聚合物类胶粘剂粘接效果较好

,而酚酯树脂类胶粘剂效果则较差;

②胶粘剂的固化体系要与橡胶的硫化特性相匹配,如采用过氧化物硫化体系的聚

氨酯橡胶与酚醛树脂和异氰酸酯类胶粘剂交联匹配效果较好;硫黄硫化的NR、

NBR等通用橡胶则与马来酰亚胺类、醌肟类交联体系匹配性较好。

4.3.3 硫化工艺不合适

在橡胶/金属热硫化粘接过程中,硫化压力、温度、时间任一选择不当都会造成

粘接失效。避免硫化引起粘接失效的主要措施有:

①硫化温度要保证能够克服化学反应位垒,同时引发胶粘剂固化反应和胶料的硫

化反应;另一方面,在满足上述条件的前提下,需要适当降低硫化温度,尤其是对于放热反应或者粘接膨胀应力过大,破坏胶接界面。

②对于硫化压力,在满足制品其它性能和设备、工艺允许的情况下,一般来说压

力越高越好,尤其是对于低分子聚合物含量较多或者反应时产生小分子的胶粘剂,

必须提供表面浸润、扩散和小分子产物的排出。

③如果胶粘剂的反应活性低于胶料硫化活性或者金属件体积较大,为保证橡胶和

胶粘剂的同步反应,则可以考虑采用预热金属件等措施,以防止胶粘剂的交联反

应后于胶料的硫化反应。

4.4 橡胶内部破坏

就粘接破坏形式而言,一般橡胶/金属粘接体系所要求的理想破坏形式是100%橡

胶本体破坏,此时的粘接强度主要取决于硫化胶的物理机械性能。假如此时的粘

接强度仍未达到粘接强度主要取决于硫化胶的物理机械性能。假如此时的粘接强

度仍未达到粘接要求,则可能是胶料本身的强度太低,或者是胶粘剂在向橡胶相

发生扩散、迁移并发生物理化学反应时对界面处橡胶改性,降低该处橡胶的强度,

此时则应考虑更换和改进胶粘剂或者橡胶配方。

5 结语

随着社会的发展、工业的进步,橡胶/金属粘接复合体系在汽车、航天、船舶、

建筑等各个领域的应用越来越广泛,对粘接性能和粘接工艺的要求也越来越高,

掌握橡胶/金属粘接复合体系粘接过程中所发生的一系列物理化学变化和导致粘

接成败的各类因果关系,对于顺利实现橡胶/金属的粘接、提高复合体系的粘接

性能,具有重要的作用。


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