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EPDM三元乙丙橡胶和金属、织物粘合特性

2020-01-06 18:12:19
与乙丙橡胶较差的成型黏性一致,乙丙橡胶在与金属、织物、硫化橡胶等进行硫化黏合时,也经常出现黏合不良的情况,这同样与乙丙橡胶化学反应性较弱、非极性和低的表面能有关。在此主要探讨影响橡胶与金属的黏合情况,因为该黏合过程更为复杂,影响因素也更多。
橡胶与金属的黏合分为两类,一类是直接黏合法,适用于轮胎、胶带、编织胶管等制品,是橡胶与金属(主要是镀黄铜钢丝)直接贴合并硫化在一起的,一般对橡胶的品种及黏合性有更为严格的要求。另一类是间接黏合法,即在金属表面涂上胶黏剂,然后加压硫化黏合在一起,该类方法主要适用于各种夹金属骨架的模型制品,如减震器,油封等制品。对于乙丙橡胶,在实际中还是以间接法的应用居多。
乙丙橡胶的黏合性较差,在与金属采用间接法进行黏合时,除了应对金属表面进行喷砂、酸洗、磷化、电镀等不同的方法进行处理外,正确选择黏合工艺以及选择黏合力强的黏合剂体系(例如双涂体系),对提高黏合性也都是很关键的。硫化黏合剂可根据配方中橡胶的类型及硫化体系的不同来选择,例如有机硅类的黏合剂就不适合于黏合硫黄硫化的乙丙橡胶,但对过氧化物硫化的乙丙橡胶却是适用的。
乙丙橡胶本身的黏合性较差,需经过很好的配合才可获得满意的黏合效果。所以在提高乙丙橡胶与金属的黏合性方面应遵循以下原则。
(1)使用“间-甲-白”体系是提高EPDM黏合强度最有效的方法。该体系一含有间苯二酚(增黏剂RS)、甲醛给予体(增黏剂RH)和沉淀法白炭黑。情况下,该体系中增黏剂RS和RH的用量都在1.5~3.5份左右,白炭黑的用量在10份左右。
(2)使用低乙烯含量、低油含量的生胶,同时生胶应具有中等或较高的分子量和二烯烃含量。这样可提高胶料的反应活性,使黏合强度提高。
(3)适当增加炭黑用量有利于黏合,特别是高补强、高结构的炭黑,不但表面活性更高,而且提高了硫化胶的强度,结果都使黏合强度提高。配合沉淀法白炭黑对改善黏合强度更为有效,但应注意对胶料硫化特性和回弹性的影响。(4)软化剂对提高黏合性不利,但在一定用量范围内及相容性很好的情况下,对黏合性的影响不大。
(5)松香衍生物、萜烯树脂、烷基酚醛树脂、古马隆树脂、石油树脂和沥青等增黏物质,因含有许多不同的反应基团,对提高黏合性是有利的。
(6)加工助剂和易喷出物等迁移到黏合界面处也会使黏合强度降低。该类物质包括石蜡、微晶蜡、润滑剂、内脱模剂等,在要求黏合的胶料中一般应避免使用,如必须采用,也应尽量控制在允许用量之内。同样,如果黏合面受到油类、灰尘、水分等的污染,黏合强度也会降低。
(7)适当增加硫黄用量对黏合是有利的,这可认为是硫黄在黏合界面的迁移量增加,促进了界面交联反应的结果。同时,硫黄与金属在硫化过程中的反应对改善黏合也是有利的,例如在与镀黄铜钢丝的黏合中,硫化亚铜的形成就是获得黏合性的主要原因。使用过氧化物交联体系时,黏合性较硫黄体系低。配合TAIC、HVA-2、丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌等交联活性物质,对提高黏合性是有利的,尤其丙烯酸锌的作用最为明显。采用迟延性的硫化体系(焦烧时间较长),使胶料在硫化前可保证黏合剂与橡胶大分子的充分接触和良好的分子扩散,结果对提高黏合强度也是有利的。
与钢黏合强度较高的EPDM胶料配方举例见表4-44所示。
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