氟橡胶与金属的硫化粘合(DOC)
Viton®氟橡胶与金属的硫化粘合肖风亮广州机械科学研究院密封研究所（510700，广东，广州）摘要：讨论了Viton氟橡胶与金属的粘合，阐述了配方设计、粘合剂选择、骨架处理工艺方法、二段硫化、模腔压力等因素对粘合剂质量的影响。
分析了含一氧化铅难粘胶料的粘结方法关键词：氟橡胶，金属，粘合如果将金属表面作适当的处理并使用合适的粘合剂，就可实现氟橡胶与金属在模压硫化时获得良好的粘合效果。
对预混型氟弹性体（Viton E-60C,E-430,B-910）来说，要获得与金属良好的粘合效果，需要专门的配合才行。
下面就结合生产实际来阐述配合技术对粘合的影响。
以前专用于预混胶的硫化系统，现在可以用在所有的Viton®氟橡胶硫化系统中。
本文考察了硫化剂20＃与硫化剂30＃在Viton® A 和A-HV中所产生的影响。
金属的处理、粘合剂的选择、二次硫化条件均是影响良好粘合效果的重要的因素，本文也将分别给予详细的阐述。
在改善粘合性能方面，尤其针对难粘合应用方面，文中提供了一些技术数据。
这些应用包括低硬度或高硬度胶料、含有一氧化铅的胶料以及硫化过程中模腔压力较低时的情况。
1配方的影响1.1氧化镁/氢氧化钙酸吸收系统含硫化剂的氟橡胶通常与高活性氧化镁（一般为3份）和氢氧化钙（3~6 份）配合即可获得良好的贮存、加工与硫化性能。
然而采用这些酸吸收系统对于标准的粘合剂（例如Chemlok607或Chemosil511）来说，其粘合质量往往不均匀或者不理想，粘结状况取决于制品结构和生胶的选择。
采用高用量低活性氧化镁（15~17份）和低用量氢氧化钙（2份）能使绝大多数预混胶模压粘合性能获得改善。
以Viton E-60C、Viton E-430和Viton B-910为例，粘合性能的改善如表1所示。
4----橡胶撕裂100%3----橡胶撕裂＞90%2----橡胶撕裂≧75%1----橡胶撕裂25%~50%0----橡胶撕裂＜25%②Viton®E-60C采用标准的酸吸收系统的配方1A在轴密封件中表现出良好的结合，但在实际生产中，模压条件不适宜时并不常常是这样。
这个试验结果表明通过硫化系统和粘合剂与粘合剂的合理搭配可获得良好的粘合效果。
低活性氧化镁和低用量的氢氧化钙组合对胶料加工性能的影响不大。
门尼焦烧时间也与标准配合的胶料相似，尽管在流变仪测试中扭矩的增长速率较慢，但制品适宜模压硫化时间仍与标准用量的高活性氧化镁和氢氧化钙的配方相似。
含低活性氧化镁的硫化胶表现出较高的拉伸强度，但在高温下压缩永久形变性通常会削弱5～10%。
在多数的粘结制品中，这一方面的要求并不十分苛刻。
1.2一氧化铅酸吸收系统采用一氧化铅作为吸酸剂的胶料比采用氧化镁的胶料要难粘得多。
这种胶料的粘合质量对硫化压力和粘结材质比较敏感。
仅仅使用一些通用的粘合剂，其结果是不能令人满意的。
可以使用一种专门配合的粘合剂来解决这个问题。
研究表明，填加少量的（约4份）氧化钙或无水硫酸锰，可大大改善含一氧化铅的胶料与金属的粘合能力，而仅稍微削弱了它的耐水性能。
氧化钙过多会引起硫化胶在蒸汽和酸类介质中的溶胀过大，因此当替代一个全部是氧化铅的胶料配方时，应当仔细的考虑一氧化铅/氧化钙填充的胶料是否适合该产品工况。
1.3生胶的选择通过混炼配合，目前的任何一种Viton®氟弹性体都可以选用原来预混胶的专用硫化系统。
这给聚合物/硫化剂系统的并用提供了广阔的范围，同时具有在Viton E-60C、E-430和B-910中表现出硫化速度快和焦烧安全性优良的特点。
在Viton® A和A-HV中添加含硫化剂的母胶后，与Viton®E-60C相比，表现出更优的粘合性能，但是Viton® A 耐压缩永久变形性能略差一些。
这种配合技术在使用氧化镁/氢氧化钙为吸酸剂的胶料中非常有效，但在全部使用一氧化铅为吸酸剂的系统中却无效。
1.4硫化剂与促进剂的比例硫化剂母炼胶(Curative30)和促进剂母炼胶(Curative20)用量可由配料员任意变更。
研究发现，在促进剂/硫化剂比例较高时，它能够改善Viton®氟橡胶在使用Chemlok®607或Chemosit511时的粘合性能，但会稍微降低压缩永久变形性能。
图1A到1F给出了硫化剂母炼胶对Viton ®A 和A-HV硫化胶性能的影响。
图1：硫化剂母胶的用量对Viton ®A 和A-HV硫化胶性能的影响测试配方：生胶100，MT炭黑30，高活性氧化镁3，氢氧化钙6，硫化剂如图所示。
一般推荐使用高用量的促进剂(Curative20)和低用量的交联剂(Curative30)，不会过度的降低加工的安全性、压缩永久变形和其它物理性能。
尽管该技术已经在广泛应用，但它仍然存有不足。
在绝大多数使用中等到较高用量的填料和高活性氧化镁/氢氧化钙的胶料中是比较有效的；而当填料用量较低或一氧化铅为吸酸剂的胶料中却不是很有效的；当模腔压力特别低时也是无效的。
这种硫化系统仅在Chemlok607/Chemosil511作为粘合剂时有效，当选用粘合剂为Thixon XAN-273/66时则没必要选用这种硫化系统。
1.5填料含有MT碳黑的胶料和含有相等体积份数的矿物填料(例如Wollastonite®P-4和硫酸钡)两者之间在粘合方面没有显著的区别(见表2)。
填料用量较高或较低(高于40份或低于15份MT碳黑或等体积的填充) 时，在生产某些制品时可能会表现出与金属粘合较为困难。
在此情况下，若使用一种Viton®预涂层（PLV-2000）或者ThixonXAN-273/66，均能有效的改善粘合性能。
1.6加工助剂推荐使用于Viton®氟弹性体的加工助剂(VPA-1，VPA-2，巴西棕榈蜡，季戊四醇，硬脂酸酯PET和低分子量聚乙烯)，当用量不超过典型用量(不超过2份)时，通常不会影响到与金属的粘合性能。
在纯胶制品中，有时候使用酯类增塑剂作为加工助剂或调节收缩率，在与金属粘合的胶料中应避免使用，因为在硫化过程中，它们可能会渗出到胶料表面而使粘合更加困难。
2金属的处理2.1脱脂金属材料必须脱脂，建议采用适当的溶剂-蒸汽脱脂。
当用喷砂进行表面处理时，处理后骨架应进行再次的脱脂。
2.2表面处理机械处理与化学处理都可达到满意的效果。
通常优选机械法，因为它适用于多种金属材质中，如钢、不锈钢、铅和铝。
喷砂磨料优选氧化铝，不宜选用铁或钢的磨料，因为它们可能会引起腐蚀，磨料的尺寸应为40～60目。
使用较粗糙的磨料可能会导致金属表面不完全被粘合剂湿润，并且使粘合剂的涂层厚度不均匀。
太细的磨料也会在金属表面留下磨碎的氧化铝粉末，它在随后的脱脂中很难除掉。
化学法通常是为满足专门的材质而选用的，可参阅粘合剂供货商或特种金属的供应商的推荐意见。
2.3金属表面的磷化处理试验表明，改善含一氧化铅的胶料的粘合性能，可用如下方法：将喷砂和脱脂过的冷轧钢在5%的磷酸(H3PO4)中浸泡5-10分钟，水洗后在260℃空气烘箱中加热15-30分钟，然而涂粘合剂。
在烘箱烘烤的过程中很可能形成褐色到淡兰色紧密的粘结氧化物层。
这种钝化的表面与很多粘合剂都很容易粘合，然而，如果表面锈蚀仍会引起的粘合失效，这是含一氧化铅胶料过早的发生粘结破坏的一个主要原因。
3粘合剂3.1类型粘结Viton®胶料与金属最佳的粘合剂是有机硅烷合成物。
优选的材料有Chemlok®607或Chemosil511以及Thixon XA V-273/66。
Chemlok®607和Chemosil511被看作是同一种材料，它们唯一的不同点是溶剂的差异。
Chemlok®607用的是甲醇；Chemosil511用的是乙醇。
它们都是洁净型的单组份粘合剂。
Thixon XA V-273/66是双组分的粘合剂，当混合以后，它的储存期根据贮存环境的不同约为2~7天。
由于操作方面有所不同，下面将分述这两种粘合剂的使用。
总地来说，Chemlok/Chemosil 粘合剂使用方便，贮存期长，产品外观漂亮。
Thixon粘合剂使用前要将两组分进行预混，贮存期短，硫化过程中容易被胶料带走，除非经过150℃×10min的干燥，由于它有颜色，所以制品的外观也不好。
通过粘合剂的稀释，可以有效的改善制品的外观。
然而Thixon粘合剂对配方的适应性以及耐热性能均优于Chemlok/Chemosil 粘合剂。
如果不采用特殊的金属处理工艺或者特殊的粘合剂配方，这两类粘合剂都不能粘结使用氧化铅作为吸酸剂的胶料。
3.2浓度3.2.1 Chemlok 607/Chemosil 511实践证明Chemlok 607或者Chemosil 511以50/50的比例分别与甲醇或者乙醇稀释后，浸涂粘接的效果最好。
然而不过在这个浓度下粘结效果不好，可以尝试其他浓度，范围阔度从完全不稀释到稀释10倍之间。
3.2.2Thixon XAV-273/66在双组分混合后，这种粘合剂可以直接使用或者稀释使用。
为了消除粘合剂的擦拭状况，涂覆后骨架要进行150℃×10min中的预干燥。
对粘合剂进行稀释，可以缓解擦拭状况，一般不再需要预干燥，但是在实验室的试验证明，50/50比例用MEK开稀后会影响到粘合强度。
3.3粘合剂的耐老化性能3.3.1Chemlok 607/Chemosil 511硅烷类粘合剂对水比较敏感。
空气中的水以及乙醇中含有的痕量水都会影响到粘合剂的活性。
为了避免这一点，在粘合剂不使用的时候要注意拧紧封口盖子；在乙醇加入前先使用无水的硅土凝胶来干燥；控制粘合剂的库存量以及控制生产区的已稀释粘合剂的存量。
作为一般的规则为，稀释的粘合剂时间超过一周则必须丢掉。
当涂有粘合剂的骨架在空气中停放24h后，粘合剂的活性性能也有所下降。
因此，必须做好涂胶和硫化之间的生产计划。
在硫化成型车间，涂有粘合剂的骨架要封存起来，因为空气中脱模剂会污染骨架，这通常是造成粘合失效的一个重要原因。
3.3.2Thixon XAV-273/66由于是双组分，这种材料的贮存期就不容易确定。
当双组分混合后，这种粘合系统的有效期一般在2-6天之间，取决与贮存的温度和湿度。
骨架涂覆24h后粘合剂的活性就开始明显的下降。
粘合剂的寿命周期以及涂胶骨架的停放时间可根据具体的实验室的测试结果或者实际的生产经验来确定。
3.4弹性体粘合剂和胶接层在非常难粘的情况下，当通过前文所属的配方调整也不能使Chemlok® 607或Chemosil 511进行有效粘结时，采用基于Viton® 胶料的胶接层可以获得极佳的粘合效果。
橡胶和金属热硫化粘接剂
橡胶和金属热硫化粘接剂橡胶和金属热硫化粘接剂，这个话题听起来挺专业的对吧？说白了就是讲怎么把橡胶和金属牢牢粘在一起，不让它们分开。
可能你也许不会天天碰到这个问题，但在一些工业领域里，它可是个不得不解决的大问题。
要知道，橡胶和金属可不是天生的好搭档，它们一个软，一个硬，一个像橡皮泥，另一个像铁块，两者接触就好像让两只性格完全不同的动物走到一起，想粘牢可没那么容易。
咱们先从橡胶和金属的“性格”说起。
橡胶的特点呢，就是柔软、富有弹性，不管你怎么拉扯它，它都会恢复原形。
可这个弹性也让它在粘接时有些“挑剔”，就像一个有点“小脾气”的人，不是所有的粘接方法都能让它满意。
而金属呢，硬是硬，结实是结实，但它的表面平滑得像镜子一样，想要在上面粘东西，那可不是那么简单。
所以，想要让它们粘在一起，得靠点“神奇”的东西——热硫化粘接剂。
那什么是热硫化粘接剂呢？嘿，这东西可不简单！它就像是橡胶和金属之间的“桥梁”。
用它就能把这两个看似不可能亲近的“家伙”捏在一起，不让它们在关键时刻撒手不管。
这种粘接剂的原理其实也很有趣。
简单来说，就是通过加热，粘接剂和橡胶发生化学反应，硫化成一个坚固的网状结构。
这个过程像极了高温下的“炼金术”，要把看似普通的物质变得牢不可破。
它就是靠加热来激活化学反应，形成一个超级强的连接，完全能应对橡胶和金属之间那种“见面就吵架”的局面。
不过，话说回来，橡胶和金属的热硫化粘接可不是光靠粘接剂就能搞定的。
要达到最佳效果，还得掌握一定的技巧。
这就像是做菜，原材料好，火候对，味道自然好。
金属表面得清洁干净，不然你把再好的粘接剂涂上，根本粘不牢，白搭！所以，清洁工作是头等大事，就像是你做饭前把锅洗干净，否则炖出来的饭也不香。
温度的控制也特别重要。
太高了，粘接剂可能会“烧糊”，太低了又起不到硫化的效果，这就得像开车一样，得掌握“油门和刹车”的平衡。
时间也很关键，等得不够久，连接可能不牢靠；等得太久，反而又会过度硫化，搞得一团糟。
橡胶与金属热硫化粘接剂性能研究
第４期２０２３年８月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４３Ｎｏ ４Ａｕｇ ２０２３收稿日期：２０２３－０３－１７橡胶与金属热硫化粘接剂性能研究王 璐１，韩继先１，孙海航１，冯柏润２，姜睿智１（１．沈阳兴华航空电器有限责任公司，辽宁沈阳，１１０１４４；２．空军装备部驻沈阳地区第三军代表室，辽宁沈阳，１１０１４４） 摘要：介绍了橡胶与金属热硫化粘接的基本机理及破坏类型，采用不同的双涂体系热硫化胶粘剂，对比研究三元乙丙橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶与金属（铜合金Ｈ６２镀镍）的粘接性能。
结果表明：当用于铜合金镀镍件与三元乙丙橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶粘接时，Ｐｏｌｙｔｏｎ８１３、８２１和Ｃｈｅｍｌｏｋ２０５、６１５０的粘接性能相近，剥离试验后的破坏类型相同；当用于铜合金镀镍件与丁腈橡胶粘接时，Ｃｈｅｍｌｏｋ２０５、６１５０的粘接性能优于Ｐｏｌｙｔｏｎ８１３、８２１；经过环境试验后，金属基体与橡胶的剥离强度普遍大于环境试验前的剥离强度。
关键词：橡胶；金属；热硫化胶粘剂；粘接性能Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２３．０４．０１３中图分类号：ＴＰ３９１ ９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２３）０４－００４６－０３１ 引言橡胶与金属是两种不同性质的材料，它们的化学结构和机械性能有着很大的差别［１］。
借助硫化橡胶与金属的粘接，可以使两种材料结合制得具有不同构型和特性的复合件，不仅增加了橡胶的抗震性能、绝缘性能、密封性能等，同时也增加金属的刚性和强度等性能［２，３］。
橡胶与金属热硫化粘接已广泛应用于许多工业领域，如航空、航天、电子、机械、船舶等，其粘接性能的好坏对粘接复合件的使用性能和可靠性起着关键性作用。
热硫化胶粘剂主要包括酚醛树脂、多异氰酸酯和卤化聚合物三大类，目前常用的进口热硫化胶粘剂主要有美国的Ｃｈｅｍｌｏｋ（开姆洛克）系列、Ｔｈｉｘｏｎ（罗门哈斯）系列，德国的Ｃｈｅｍｏｓｉｌ（汉高）系列等，其有效粘接体系一般都为双涂层粘接体系［４］。
谈橡胶材料与金属热硫化黏合
谈橡胶材料与金属热硫化黏合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IMPa,而金属材料的榻氏模量可达IOOOOoMPa.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,而不会剥离,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划坏了,底层橡胶依然紧紧粘贴在金属件表面.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.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^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,窗化橡胶法,酚醛树酯法和直至现在广为应用的异氟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,SBR5NBR,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强度与耐久性,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.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强度和耐久性.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,去除金属件污垢,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-卤素的离解能较低的含卤成膜聚合物2胶膜增塑剂,如极性弹性体丁碣橡胶,PVC,甲基乙烯基毗噬橡胶,以及不同卤化度的各类橡胶和酯3黏合增进剂,芳香族的硝基化合物,对醍二后与氧化剂并用,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,热稳定齐IJ,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堡层型胶黏剂.现时常用的橡胶与金属件黏合剂有单壅和双壅［底壅和面壅］之分,底壅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,有利于与面壁胶黏合.而面壅胶中含有的聚合物既要与底壅相容,又要与胶料黏结.使用Ia化橡胶,可以屏障化学介质对黏结键的侵蚀.而面壅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.单壅黏合剂生产操作相对简化,成本比双壅低,但双壅［底壅,面壅］持黏性及耐工况环境,相对比单堡略胜一筹.可根据实际情况选用单壅或底壅加面壁.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Chem1ok t TyIok j MetaIok j 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.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,涉及多种相互作用.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,不放过每一个细节,这样黏合才有保证.。
橡胶与金属的硫化粘接
［６ １］
橡胶与金属的 粘接随着工业的不断拓展将会得 到越来越广泛的应用， 粘接的性能要求也不断提高， 运用有效的分析手段对胶粘机理作深一步的探索， 从理论层次上理解粘接体系是解决粘接中各种问 题、 研制出工艺性好、 性能稳定的胶粘剂的前提。
２ 影响橡胶一 金属硫化粘接的因素
金属 一 橡胶硫化粘接效果影响因素的研究大致
用， 致影 粘 错 复杂， 前的 导 响 接因 综 目 研究尚 解 不能
决存在的许多问题， 仍有大量的工作有待进一步研
究与讨论。
一＝ １ ７ ８
３ 结 语
二一 二
‘ｍ ｒｔ ａ Ｓｃ ｃｍ ｔ Ｓ ｍｉｉ ｎ ｐａｏ ｅ ＇ ｕ ａａｎ ｅｌ ｎ ｚｏ ｄ ｍ ｉ
一７二 二二二 １ 二 ６ － 一
二 Ｓ ｍｒｔ ａ ｓｃ ｃ ｍ ｔ 些旦旦塑 ｕ ａａｎ ｐｉ ｏ ｅＪ ｍ ｉｉ ｎ ｅｌ ｎ Ｉ ｚｏ ｄ ａ ｍ Ｍ
橡胶与金属 的硫化粘接
高守超， 张康助， 郭平军
（ 中国航天第四 研究院４ 所 陕西 西安 ７０２ ３ １ ５ ０
摘要： 本文综述了橡胶与金属粘接体系的发展现状， 并对粘接性能的影响因素研究进行了归纳。 关健词： 橡胶一 金属； 硫化粘接； 胶粘剂； 粘合
中圈 分类号： ４ ． 功 ３４ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号： ０一 ０７２０）４ ０７ 一 ３ １ １ ０１（ ３０一 １ ０ ０ ０ ６
Ｒｂ 一 回 Ｉ＇ 嗯 勿 Ｖ ｉｕ ｉ ｕ加ｒ Ｍｅ ＇ ｄ ＾ ｉ ｕ ａｉ ｏ ｃ ｍｔｎ
橡胶与金属粘接硫化工艺流程
橡胶与金属粘接硫化工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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氟橡胶-金属粘接剂研究1
Ｏ Ｇ胶粘剂、 Ｇ 胶粘剂均可直接用于未硫化氟橡胶与金属的粘接， Ｏｓ 也可用于硅 橡胶的粘接，是目 前应用于氟橡胶一 金属粘接的较理想胶粘剂，已试用于汽车同
步环中氟橡胶与金属的粘接。 文中有关粘接机理的研究， 对同类胶粘剂的研究具
有参考价值。
关键词：氟橡胶，金属，胶粘剂，粘接，改性，Ｃ ｅ ｌ ６７ Ｆ － ｈｍｏ ０ ， １ ｋ Ａ
６ Ｐ， Ｍ ａ 略低于Ｏ Ｇ胶， Ｇ 胶配制工艺简单、 但Ｏ ｓ 溶剂用量少， 减少了 环境污染，
降低 了成本 。
西能工业大学 硕士学 位论文
在相同 试验条件下， Ｍ胶粘剂、Ｇ胶粘剂、Ｇ 胶粘剂与国内 将Ｆ Ｏ Ｏｓ 合神Ｆ － Ａ１
胶粘剂、国外 Ｃ ｅ ｌ ６７ ｈｍｏ ０ 胶粘剂进行氟橡胶 （ ｋ 胺类硫化、双酚 Ａ Ｆ硫化）与金 属粘接试验， 其拉剪强度均远大于 Ｆ －和 Ｃ ｅ ｌ ６７ 通过热失重分析（Ｇ ） Ａ １ ｈｍｏ ０ 。 ｋ ＴＡ 研究表明：Ｏ Ｇ胶粘剂与 Ｏ ｓ Ｇ 胶粘剂固化物具有较高的耐热性及热稳定性。 综上所述，Ｆ Ｍ胶粘剂较好地解决了硅烷类胶粘剂与金属粘接性差的问题；
扫描电 （Ｅ 与电 镜 ＳＭ） 子能谱研究发现： ①增粘剂不仅促进了Ｏ Ｇ胶与金属的粘 接， 还参与了 氟橡胶的粘合与硫化反应。 ②固化剂双氰胺 （ ＩＹ 及其分解产 ＤＣ ）
物单氰胺均属于伯胺， 易于向树脂内扩散， 也易于向橡胶层扩散， 不但可与环氧
基迅速进行加成反应， 而且也会与氟橡胶在粘接界面处生成配位键， 改善与氟橡
胶的粘接性能、提高粘接强度，这与配位键理论相一致。 用酚类化合物对胶粘剂树脂基体进行化学改性，配制了 Ｏ ｓ Ｇ 胶粘剂，通过 Ｄ Ｃ ＦＩ Ｕ Ｓ ， Ｒ及 Ｖ对其进行了研究。结果表明：Ｏ ｓ Ｔ Ｇ 胶与 Ｏ Ｇ胶具有相同的固 化工艺和粘接机理，用于胺类硫化的氟橡胶与金属粘接时的平均拉剪强度大于摘要 Nhomakorabea摘
氟橡胶金属胶粘剂的研究（精品论文）
西北工业大学硕士学位论文
２．４）。
即通过胶粘剂与金
属橡胶两界面之间的吸
附、扩散、交联反应以及
橡胶内部和胶粘剂内部的
硫化反应，从而产生相当
高的粘接强度。
金属与胶
粘剂之间主要靠吸附（物
理吸附和化学吸附）作用圈２－４豫胶－金属硫化粘接结构
而实现粘接。
胶粘剂与橡胶之间通过相互扩散、渗透、共交联作用而实现粘接。
在低模量的橡胶与高模量的金属之间，胶粘剂形成模量梯度，以减少粘接件受力时的应力集中，使金属与橡胶复台件具有很好的机械性能ｐ引。
另外，橡胶与金属的粘接，采用的粘接方法不同．其粘接机理也会有所不同。
不同粘接方法的粘接机理如表２．２２所示【４０１。
表２．２２常用橡胶与金属粘接方法的粘接机理
２．４．３氟橡胶粘接机理
若从热力学或界面科学的角度来说，氟橡胶界面无明显有助于机械结合的效应，几乎无粘接可能。
不同的两个表面接触时，两界面生成的结合力非常小。
如表２—２３所示，从界面科学来讲，当两个表面的表面张力（ｙ）相近时，界面生成的剩余能（△Ｆ）最小，界面的结合力最大。
根据热力学第二定律，不同表面相接触时，容易引起两者分子的混合，当两者引力常数相同。
溶解度参数（６）相近时，无论从界面科学还是从热力学观点讲所得到的结论均相同。
在氟橡胶中８Ｆ：≠８Ｍ和７Ｆ＃ＴＭ，无论是依据热力学，还是依据界面科学，界面结合力几乎没有。
从物理学的角度讲，不同的两个表面接触时，两界面生成的结合力非常小，因此不同的材料就不能粘接。
但若使粘接界面发生化学反应，这就远远超出热力。
橡胶与金属的粘合是橡胶制品制造过程中的重要环节
橡胶与金属的粘合是橡胶制品制造过程中的重要环节，如果粘合不良或无法粘合，一些橡胶制品如轮胎、钢丝输送带、橡胶软管，橡胶骨架油封、汽门油封，橡胶金属组合垫圈、组合胶套等橡胶金属复合制品就无法制作。
就橡胶密封制品而言，上世纪80年代初，青岛密封件厂协同青岛化工厂研制成功了RM-1粘合剂，替代日本TD870成功生产出与国外同等水平的骨架油封，使引进的国外技术得以消化吸收，开辟了骨架油封制作的新工艺。
上世纪90年代，由于汽车工业的发展，不少厂家要求用氟橡胶制作骨架油封、汽车油封，但是粘合问题不好解决，严重的制约了该产品的开发，当时青岛双星集团密封件厂成功的研制了FG-1氟橡胶与黑色金属的热硫化粘合剂，使氟橡胶与金属骨架牢牢的粘合成一体，顺理成章的研发成功斯太尔发动机曲轴前后油封和气门油封替代了进口，满足了配套需要，该粘合剂一直使用至今。
因此橡胶与金属粘合是极其重要的应用技术，应引起生产企业的高度重视。
1 金属骨架的表面处理) 骨架表面无油污、无锈蚀，有一定粗糙度的新鲜表面才能有效的与金属粘合，因此骨架必须进行表面处理，处理大体有两种方法：一是机械法处理。
如采用履带式的抛丸清理机326或滚筒式的抛丸清理机Q3110，将粒径0.5mm的钢砂喷射到骨架表面，将表面的锈蚀等有害物料喷掉，使表面新鲜并增大表面积，加大骨架与胶粘剂间的接触面；二是化学法。
即酸洗处理，磷化钝化处理，其工艺过程是碱液去油，酸液去锈，磷化上磷化膜，然后进行钝化烘干，碱液是有多种材料如苛性钠、硅酸钠(表面湿润剂)、焦磷酸钠(阴离子表面活性剂)、烷基磺酸钠组成的水溶液，清洗温度80-90℃，时间视表面的油污多少而有差异，一般是5min左右。
去油污的骨架经流动的自来水冲洗后，进行酸洗处理，而不同的金属去锈时对酸的品种是有选择性的。
例如，铁件要用盐酸清洗处理。
铜件和不锈钢骨架采用硫酸、硝酸混合液协同去锈。
铝件用硫酸、铬酸混合液进行处理。
要求对周围环境不产生或少产生腐蚀时，而金属骨架锈蚀较轻的骨架，可采用以草酸为主，掺用少量硫酸和加入缓钝剂的水溶液进行处理。
橡胶金属硫化粘结
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）。
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。
氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂及其制备方法[发明专利]
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101307216A [43]公开日2008年11月19日[21]申请号200710017873.3[22]申请日2007.05.17[21]申请号200710017873.3[71]申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号[72]发明人颜录科 寇开昌 于秀荣 [74]专利代理机构西北工业大学专利中心代理人王鲜凯[51]Int.CI.C09J 163/00 (2006.01)C08J 5/12 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 4 页[54]发明名称氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂及其制备方法[57]摘要本发明涉及一种氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂及其制备方法，用于未硫化氟橡胶与金属的粘接。
技术特征在于组份为环氧树脂E－51、砜类聚合物、固化剂和三氯甲烷，上述配方中的含量均为质量比。
制备方法是首先将环氧树脂加热，取出后立即加入研细的固化剂，搅拌均匀；然后加入预先配制的砜类聚合物的三氯甲烷溶液，用三氯甲烷稀释到一定粘度，即得氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂。
优越性在于：在低温下有较好的稳定性，高温下有较好的反应性，平均拉伸剪切强度为8－10兆帕，远高于Chemlok 607胶粘剂。
胶粘剂固化物的玻璃化转变温度较高(大于140摄氏度)，具有较好的耐热性和热稳定性。
200710017873.3权 利 要 求 书第1/1页1.一种氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂，其特征在于：环氧树脂E-51为100，砜类聚合物为40～60，固化剂采用双氰胺11～12，三氯甲烷为150～350，上述配方中的含量均为质量比。
2.根据权利要求1所述的氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂，其特征在于：与双氰胺相辅的可加入二甲基甲酰胺为0～25质量比。
3.一种制备权利要求1～2所述的氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂的方法，其特征在于制备步骤如下：1)首先将环氧树脂加热到130摄氏度；2)立即加入研细的双氰胺粉末搅拌均匀，使固化剂均匀分散并溶于树脂中；3)加入预先配制的25％砜类聚合物的三氯甲烷溶液，充分搅拌使分散均匀，用三氯甲烷稀释到一定粘度，即得氟橡胶与金属粘接用环氧树脂胶粘剂。