单涂层胶粘剂在天然橡胶制品中的应用研究

　　谢彦飞，周同理，朱闰平，李斌
　　
　　（株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲４１２００７）
　　
　　摘要：主要研究了几种单涂层胶粘剂对金属骨架与橡胶粘合性能影响，并确定了较优胶粘剂种类为Ｃｉｌ－ｂｏｎｄ２４。结果表明，其制品经系统验证后各项性能满足相关技术要求，可用于实际生产。
　　
　　关键词：单涂层；胶粘剂；橡胶；粘合
　　
　　中图分类号：ＴＱ３３０．１＋６文献标识码：Ａ文章编号：１００５－４０３０（２０１２）０２－００４８－０２
　　
　　在金属骨架橡胶制品的生产中，国内企业主要根据所用胶种及其配方的不同，粘合工艺一般采用双涂层工艺或单涂层工艺。双涂层工艺工序复杂、生产周期长，效率较低。因此，单涂层工艺已成为橡胶制品行业发展的必然趋势［１，２］。本文选择了几种单涂层胶粘剂进行试验研究，以期能为相关生产提供理论支持。
　　
　　１试验
　　
　　１．１主要原材料
　　
　　开姆洛克，Ｃｈｅｍｌｏｋ２５０，洛德化学（中国）有限公司；胶粘剂，Ｔｈｉｘｏｎｏｓｎ－２－ＥＦ，溶剂型，罗门哈斯国际贸易（上海）有限公司；胶粘剂，Ｔ７３２５，广州汉高化工有限公司；胶粘剂，Ｃｉｌ－ｂｏｎｄ２４，单涂型，英国西邦化工（上海）有限公司；标准试验样块，按相关试验标准制作。
　　
　　１．２ＮＲ配方
　　
　　天然橡胶，１００（质量份，下同）；氧化锌，２；防ＲＤ，６；固马隆树脂，２；分散剂Ｔ－７８，２；硫黄，２．５；促进剂ＣＺ，１．３；防焦剂ＣＴＰ，０．３；炭黑，５５；其他助剂，３．５。
　　
　　１．３试验仪器与设备
　　
　　平板硫化机，Ｙ３３－５０Ａ型，萍乡无线电专用设备厂；液压脉动疲劳试验机，ＭＴＳ型，美特斯工业系统（中国）有限公司；液压式万能试验机，ＷＥ－６００Ａ，济南试验机厂；电子拉力试验机，ＲＧＤ－２．５，深圳市瑞格尔仪器有限公司；微机控制电子万能试验机，ＣＭＴ５６０５，深圳新三思计量技术有限公司。
　　
　　１．４金属骨架表面涂胶工艺
　　
　　双涂层工艺过程为涂底胶，干燥，涂面胶，干燥，包装。
　　
　　单涂层工艺过程为涂胶，干燥，包装。
　　
　　单涂层工艺与双涂层工艺的干燥温度和时间均相同。
　　
　　１．５测试标准
　　
　　拉伸法硫化橡胶与金属粘合强度试验按ＧＢ／Ｔ１１２１１－２００９测试；９０度剥离法硫化橡胶与金属粘合强度试验按ＧＢ／Ｔ７７６０－２００３测试。

　　 　　２结果与讨论
　　
　　在橡胶与金属骨架的粘合作用中，胶粘剂是影响粘合性能的主要原材料。本工作采用了４种新型单涂层胶粘剂（见表１），粘合强度和附胶率作其主要评判参数。

　　表1环保胶粘剂种类

　　２．１胶粘剂对拉断粘合性能的影响
　　
　　为考察不同胶粘剂对粘合性能的影响，本工作选用ＮＲ胶料进行拉断粘合试验，结果见表２。从表２可看出，与普通双涂层胶粘剂相比，Ｃｈｅｍ－ｌｏｋ２５０的拉断强度与附胶率均明显偏低，粘合性能较差；Ｔｈｉｘｏｎｏｓｎ－２－ＥＦ的拉断强度与附胶率虽优于Ｃｈｅｍｌｏｋ２５０，但整体粘合性能依然无法满足技术要求。Ｔ７３２５与Ｃｉｌｂｏｎｄ２４的拉断强度均较高，且差异不大，Ｃｉｌｂｏｎｄ２４的附胶率明显优于Ｔ７３２５。综合比较，Ｃｉｌｂｏｎｄ２４整体粘合性能较高。

　　表2胶粘剂种类对拉断粘合性能的影响

　　２．２胶粘剂对剥离粘合性能的影响
　　
　　为进一步考察胶粘剂种类对粘合性能的影响，本工作进行了剥离粘合试验，结果见表３。从表３可看出，Ｃｈｅｍｌｏｋ２５０的剥离强度依然明显偏低，且剥离破坏后金属表面附胶率几乎为０，也再次验证了其粘合性能较差。与拉断粘合试验不同的是，Ｔｈｉｘｏｎｏｓｎ－２－ＥＦ的剥离强度与附胶率均优于Ｔ７３２５，但其整体粘合性能还是无法满足技术要求。Ｃｉｌｂｏｎｄ２４的剥离强度虽然略低于Ｔｈｉｘｏｎｏｓｎ－２－ＥＦ，但其附胶率明显较优，故Ｃｉｌｂｏｎｄ２４整体粘合性能较高。综合比较，最终确定较优胶粘剂种类为Ｃｉｌｂｏｎｄ２４。

　　表3胶粘剂种类对拉断粘合性能的影响

　　２．３单涂层胶粘剂粘合稳定性验证
　　
　　为验证单涂层胶粘剂Ｃｉｌｂｏｎｄ２４粘合性能的稳定性，本工作采用普通双涂层胶粘剂为参考，分别进行了１０次重复性拉断与剥离粘合试验，结果见图１，图２，图３和图４。从图１，图２，图３和图４中可看出，与普通双涂层胶粘剂相比，单涂层胶粘剂的拉断强度、剥离强度以及附胶率均差异不大，且比较理想，具有较好稳定性，因此可以认为胶粘剂具有较好粘合稳定性。

　　图1-4单涂层胶粘剂粘合稳定性验证

　　２．４对产品粘合性能的影响

　　 　　在确定了胶粘剂种类且其具有较好粘合稳定性的前提下，为研究单涂层胶粘剂对产品粘合性能的影响，以橡胶关节产品为例，进行粘合破坏试验，结果见表４和图５。从表４和图５可看出，样件产品的破坏力与附胶率均比较稳定和理想，能满足粘合性能要求，也进一步验证了前面的推论。

　　表4样件产品粘合性能试验结果

　　图5产品破坏试验后的图片

　　２．５对产品耐气候与耐腐蚀性的影响
　　
　　为验证单涂层胶粘剂的耐气候性与耐腐蚀性，本工作选用２件橡胶关节产品进行模拟试验，将其放置于室外１２０ｄ后，产品表面状态依然完好，粘合面未出现腐蚀或开胶现象。对这２件产品进行粘合破坏试验，产品的平均破坏力为８３．５ｋＮ，平均附胶率为９７％，完全满足技术要求。
　　
　　２．６对产品疲劳性能的影响
　　
　　为进一步验证单涂层胶粘剂对产品动态粘合性能以及产品使用寿命的影响，本工作进行了模拟疲劳试验，见表５。

　　表5产品疲劳试验结果

　　从表５可看出，经过２００万次疲劳试验，产品中金属与橡胶粘合面未出现开裂现象，粘合状态良好，完全满足技术要求。
　　
　　３结论
　　
　　通过对单涂层胶粘剂的系统考察和研究，确定了较优的胶粘剂种类为Ｃｉｌｂｏｎｄ２４，实际产品经系统验证后，各项性能完全能满足相关技术要求，可应用于实际生产。
　　
　　参考文献：
　　
　　［１］丁立朋．橡胶－金属硫化粘接用单涂层粘合剂［Ｊ］．合成橡胶工业，１９９７，２０（３）：１８１－１８５．
　　
　　［２］王德志．金属橡胶热硫化型底胶的研制［Ｊ］．粘接，２０１０，３１（４）：５４－５７．