橡胶-金属硫化粘结总结橡胶与金属的化学结构和机械性能有巨大差异硫化橡胶与金属粘合,可以 综合橡胶的高弹性与金属的高强度,从而获得更好的强度和耐久性,同时具有减 震、耐磨等功能在硫化过程中实现橡胶与金属材料粘合,是目前橡胶制品生产 中采用的基本方式之一(橡胶的硫化就是通过橡胶分子间的化学交联作用将基本 上呈塑性的生胶转化成弹性的和尺寸稳定的产品,硫化后的橡胶的物性稳定,使 用温度范围扩大橡胶分子链间的硫化(交联)反应能力取决于其结构)金属- 橡胶硫化粘合的方法可以追溯到1850年,现在普遍采用的有:胶黏剂法、直接 粘合法(包括镀黄铜法等)和硬质胶法1) 胶黏剂法:橡胶-金属硫化型胶黏剂的品种繁多,已开发出的具有代表性的胶黏剂主要 由:Chemlok系列(美国)、Thixon系列(美国)、Tt-Ply系列(美国)等,从胶 黏剂化学结构来说,目前较常用的是异氰酸酯类胶黏剂、含卤胶黏剂和酚醛树脂 胶黏剂等2) 直接粘合法:直接粘合法是增粘剂直接均匀混入橡胶胶料中,当胶料在热硫化成型时橡胶 就和金属产生牢固粘合的一种方法3) 硬质胶法:硬质胶法是在金属表面贴或涂一层高硫含量(通常40-50份)的硬质胶,再 贴软质胶料,经加热、加压、硫化,使软质胶通过硬质胶与金属粘接的方法。
在橡胶与金属的粘结过程中,由于橡胶的流动性、变形性等因素的影响,因 此其粘结机理较复杂目前普遍公认的是扩散、渗透、共交联理论(图1、图2)内部交联r 橡胶胶粘剂金属共 交 联扩散内Ar吸Hr 交附联单涂型胶粘剂的金属一橡胶粘接机理金属型胶粘剂 底涂型胶粘刑吸 附图2双涂型胶粘剂的金属一橡胶粘接机理金属-橡胶硫化粘接效果影响因素的研究大致可以分为两个方面:被粘橡胶配方和粘接工艺,在橡胶和金属的粘合过程中,工艺直接影响粘合强度工艺包 括金属表面处理、硫化条件、镀层等橡胶与金属粘合时,不论采用什么方法, 均要求对金属表面进行预处理,其目的在于清除金属表面的油污及氧化膜,使金 属呈露新鲜表面,并进而适当改变金属表面的结构和极性,以便于它和胶黏剂或 橡胶结合常用的处理方法有脱脂法、机械打磨法和化学处理法三种硫化条件是粘合工艺的核心部分,硫化温度是一个重要因素对橡胶和金属的复 合而言,硫化温度既要能克服化学反应位垒,同时又引发胶黏剂的固化反应和胶 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合膨胀系数相差较大的金属盒橡胶,否则容易导致膨 胀应力过大,破坏胶接界面。
要增强橡胶与金属的粘合性能,可以从橡胶、粘合剂、添加剂、工艺4个方面对 其进行改造。