橡胶胶粘剂是什么?关于橡胶胶粘剂的详细介绍

橡胶胶粘剂是以橡胶或弹性体为主体材料,加入适量的助剂、溶剂等制成的胶粘剂。它具有优良的弹性、耐冲击与耐振动能力,特别适合于粘接柔软的或热膨胀系数相差悬殊的材料,例如橡胶与橡胶,橡胶与金属、塑料、皮革、木材等材料之间的粘接。在飞机制造、汽车制造、建筑、轻工橡胶制品加工等部门有着广泛的应用。橡胶胶粘剂主要分两大类:即结构型胶粘剂和非结构型胶粘剂。虽然几乎所有的合成橡胶和天然橡胶都能配制成胶粘剂,但它们的性能均不相同。

简介

定义

  橡胶胶粘剂是以橡胶或弹性体为主体材料,加入适量的助剂、溶剂等制成的胶粘剂。

特点

  它具有优良的弹性、耐冲击与耐振动能力,特别适合于粘接柔软的或热膨胀系数相差悬殊的材料,例如橡胶与橡胶,橡胶与金属、塑料、皮革、木材等材料之间的粘接。在飞机制造、汽车制造、建筑、轻工橡胶制品加工等部门有着广泛的应用。

分类

  橡胶胶粘剂主要分两大类:即结构型胶粘剂和非结构型胶粘剂。

  结构型又分溶液型和胶膜胶带型,它们多为复合体系(除聚氨酯胶外),如橡胶-酚醛、橡胶-环氧等胶粘剂。

  非结构型橡胶胶粘剂又分为溶液型和乳液型两大类,其中以溶液型橡胶胶粘剂(简称橡胶胶液)为主要类型。

  橡胶胶液又分为非硫化型和硫化型两种。

  将生胶经充分塑炼后,直接溶于有机溶剂中,就可制得非硫化型橡胶胶粘剂,如天然橡胶、环化橡胶、再生橡胶等,这类胶液价格低廉,但强度较差。

  硫化型橡胶液是在塑炼后的生橡胶中加入硫化剂、硫化促进剂、补强剂、增粘剂、抗氧剂等配合剂,并经混炼后溶于有机溶剂而制得。这种胶液性能较好,因此应用范围较广。

氯丁橡胶胶粘剂

  氯丁橡胶胶粘剂具有良好的耐臭氧、耐燃、耐化学试剂、耐油和耐大气老化等性能,其主要缺点是贮存稳定性较差以及耐寒性不够好。

组成及其作用

(1)氯丁橡胶是胶粘剂的基料,系由氯代丁二烯经自由基乳液聚合而成:

  在其聚合物分子链中1,4-反式结构占80%以上,结构比较规整,分子上又有极性较大的氯原子存在,故结晶性高,在-35到32℃的范围内皆能结晶(以0℃为最快)。这些特性使氯丁橡胶在室温下即使不硫化也有较高的内聚强度和较好的粘附性能,非常适宜做胶粘剂使用。

(2)硫化剂氯丁橡胶最常用的硫化剂是氧化锌和氧化镁。用量以100质量份固含量,加入氧化锌5份和氧化镁4份,在140℃左右温度下硫化,能得到满意的硫化效果。氧化镁除了硫化作用外,还是有效的稳定剂,具有混炼时防止胶料烧焦以及老化过程中吸收氯丁橡胶分解出来的微量氯化氢等作用。

(3)防老剂加入防老剂的目的是能进一步提高胶膜的抗热老化性能,而且还可以改善胶粘剂的贮存稳定性,延长使用寿命。国产氯丁胶粘剂常用的是萘胺类的防老剂D(N-苯基-β-萘胺)以及防老剂A(N-苯基-α-萘胺),用量一般为2%,缺点是颜色较深。目前也用污染性较小的苯酚类防老剂,如防老剂SP(苯乙烯化苯酚)和防老剂BHT(二丁基羟基甲苯)等。

(4)促进剂为促使室温硫化加快,一般添加促进剂NA-22(一种硫化促进剂)、促进剂C(二苯基硫脲)、氧化铝。其中以促进剂C的效果最好,能使溶液稳定性良好。但使用时常采取双组分形式,使用前混合。

(5)填充剂具有提高粘接强度和调节粘度作用,并可降低成本。常采用碳酸钙、陶土、炭黑或白炭黑等,用量为50-100%。

(6)树脂氯丁橡胶胶粘剂中配合使用树脂的目的主要是改进耐热性和粘接性,对提高坚硬非孔性物质,如金属、玻璃、聚氯乙烯塑料及树脂等的粘接强度十分有效,故用氯丁橡胶胶粘剂粘接这些物质时必须加入树脂。国内常用的有对叔丁基酚醛树脂(2402树脂)等。由于这种树脂分子的极性较大,加入后能明显增加对金属等被粘材料的粘接能力,一般选用分子量700-1100为宜(熔点在80-90℃)。

(7)溶剂溶剂的选择和用量可影响粘接强度,而且与胶液的粘度、贮存稳定性、毒性、涂刷性能、粘性保持性等方面都有很大关系。对于通用型氯丁橡胶配制胶粘剂,可用乙酸乙酯和汽油的混合溶剂,比例为8∶2 – 4∶6;对专用型氯丁胶粘剂可采用甲苯∶汽油∶醋酸乙酯为3.0∶4.5∶2.5配比的混合溶剂。胶液的浓度通常在30%左右为宜。

配方及制备

(1)未改性氯丁橡胶胶粘剂的基本配方如下:

氯丁橡胶(通用型) 100 促进剂D 2
氧化镁 8 氧化锌 10
碳酸钙(填料) 100 混合溶剂 408

  这种氯丁橡胶胶粘剂成本较低,一般适用于那些对性能要求不高而用量又比较大的粘接场合。其制备过程是按顺序混炼,然后用汽油和乙酸乙酯(质量比为1∶2)混合溶剂溶解。该胶室温下贮存期为一个月,室温剪切强度为0.42 MPa;剥离强度为1.53 kN/m。

(2)典型树脂改性氯丁橡胶胶粘剂的配方如下:

氯丁橡胶 100 促进剂D 1
2402树脂 45-100 促进剂TMTD 1
氧化锌 5 防老剂D 2
氧化镁 8 混合溶剂 适量

  2402树脂的用量根据所用氯丁橡胶的性能和具体使用要求而定。一般来说,用于橡胶与金属粘接时宜多用些树脂;用于橡胶与橡胶胶接时宜少用些树脂,通常的用量范围为45-100份。用量过多会影响胶膜的弹性并缩短胶粘剂的粘性维持期,用量过少则改性效果不明显。在配胶时,最好先将对叔丁基酚醛树脂与氧化镁进行预反应生成螯合物,然后再与混炼胶的溶液混合。预反应时氧化镁的用量为树脂的10%最为适宜,用甲苯、正己烷等非极性溶剂做介质,添加树脂量0.5-2.0%的水做催化剂,在室温(25-30℃)下反应16-24 h。改性氯丁胶粘剂的胶接工艺简便,常温下在干净的被粘物表面上涂胶两次,每次晾置5-10 min,然后粘合,加上接触压力,室温下放置1-3天即可。100℃以下有较好的粘接强度。这类胶粘剂除应用于胶接橡胶与金属、橡胶与橡胶外,还可广泛用于织物、皮革、塑料、木材、玻璃等材料的胶接,具有一定的通用性。目前,对叔丁基酚醛树脂改性的氯丁橡胶胶粘剂已发展成为氯胶粘剂中性能最好、应用最广因而也是最为重要的品种。

(3)氯丁胶乳胶粘剂

  胶乳型橡胶胶粘剂(简称胶乳胶粘剂)是由乳液聚合所得的橡胶胶乳直接加入各种配合剂制成的。它与溶液型橡胶胶粘剂相比,虽然有水分挥发慢、胶接强度较低等缺点,但鉴于它无毒、不燃,操作安全,在工业上同样得到了广泛的应用。

  氯丁胶乳胶粘剂是由氯丁胶乳直接加入稳定剂、防老剂、硫化剂、增粘剂、填料、增稠剂等配合剂调配而成的。稳定剂可采用阴离子型或非离子型表面活性剂。能与氯丁胶乳相溶的增粘剂有丙烯酸树脂、古马隆树脂、沥青、聚乙烯醇、淀粉等等。增稠剂常用甲基纤维素。填料可用滑石粉、碳酸钙、胶体二氧化硅等。硫化剂除氧化锌(用量为5-25份)外,也可配用1份硫黄和2份促进剂NA-22,以提高胶膜的物理机械性能。氯丁胶乳胶粘剂配方可参照下表,浓度一般在50%左右。

组分 配方
1 2 3 4
氯丁胶乳 100 100 100 100
稳定剂 5-6 1 1 0.5
氧化锌 5 5 5 15
硫磺 1
防老剂D 2 2 2 2
促进剂 2
填料 120 20
皂土 6
增粘剂 适量 25-100
增稠剂 适量 适量 适量
适用于粘合 皮鞋底、帆布和其他纤维等 织物与织物、织物与纸、皮革等 动物纤维、植物纤维(椰棕) 、合成纤维等

丁腈橡胶胶粘剂

  丁腈橡胶胶粘剂是以丁腈橡胶为主体,加入增粘剂、增塑剂、防老剂、溶剂等配制而成的15-30%的胶液。有单组分和双组分的;有溶剂型和乳液型的;有室温固化和高温固化的。

特点

(1)具有优异的耐油性;

(2)有较高的粘接强度;

(3)耐水性很出色;

(4)良好的耐热、耐磨、耐化学介质和耐老化性;

(5)耐寒性、耐臭氧性和电绝缘性较差;

(6)在光和热的作用下容易变色。

组成及其作用

(1)丁腈橡胶丁腈橡胶是由丁二烯与丙烯腈经自由基乳液共聚制得:

  根据丙烯腈含量的不同,可分为低(18-25%)、中(25-35%)、高(35-42%)三类,相应丁腈橡胶的型号为丁腈-18、丁腈-26和丁腈-40。丙烯腈含量增加,耐油性、耐磨性、耐水性、抗拉强度和硬度提高,但耐寒性、弹性和透气性降低。胶粘剂常用丁腈-40橡胶,具有优良的耐油性、良好的耐热性和贮存稳定性,以及对极性表面很好的粘附性和弹性,因此它不但适用于改性酚醛、环氧等树脂制得性能很好的金属结构胶粘剂,而且以丁腈橡胶为主体材料制得的胶粘剂也具有良好性能,主要用于耐油产品中橡胶与橡胶、橡胶与金属、织物等的胶接。

(2)硫化剂及促进剂为了提高胶粘剂的耐热性能等,可采用硫化剂使橡胶分子交联的方法。为了加快硫化速度,通常并用硫化促进剂。丁腈橡胶有两类硫化剂。一类是硫磺和硫载体(如秋兰姆二硫化物),另一类是有机过氧化物(如二异丙苯过氧化物)。以后者效果最好,用硫磺硫化时,1.5-2.0份硫磺,1-1.5份促进剂DM(二硫代二苯并噻唑)和5份氧化锌的并用体系最为常用。

(3)补强剂丁腈橡胶结晶性小,内聚强度低,需要填料补强,并可降低成本。常用的补强剂有炭黑、氧化铁、氧化锌、钛白粉、陶土等,其中以40-60份的炭黑补强作用最大,但外观为黑色。

(4)增塑剂为提高耐寒性和工艺性,可加入增塑剂,如邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯、硬脂酸和液体丁腈橡胶等。

(5)增粘剂为增加初始粘接力,提高粘接强度,还加入少量的酚醛树脂、古马隆树脂、过氯乙烯树脂、石油树脂等。

(6)防老剂最常用的防老剂为没食子酸丙酯。

(7)溶剂溶解丁腈橡胶的溶剂有丙酮、丁酮、甲苯、二氯乙烷、氯苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等,有时也采用上述溶剂的混合物。从溶解性、挥发速度、毒性和成本等综合考虑,乙酸乙酯比较常用。

配方及应用

  几种丁腈橡胶胶粘剂的配方示例参见下表

组分 配方
1 2 3
丁腈橡胶 100 100 100
氧化锌 5 6 5
硬脂酸 0.5 1.5 1.6
硫磺 2 2 1.5
促进剂M或DM 1 1.6 0.8
没食子酸丙酯 1 50
炭黑 50 45
适应性 一般通用 适用于丁腈-18 适用于丁腈-26和丁腈-40

  丁腈橡胶与上述各配合剂混炼后用乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、氯苯等溶剂溶解,就可制得浓度为15-30%的丁腈橡胶胶液。使用时,将这种胶液涂于未硫化的橡胶制品上,晾干并粘合后,与制品一起加热加压硫化,硫化温度一般在80-150℃,若使用促进剂MC(环己胺和二硫化碳的反应产生)、TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)等,可以制得能在室温下硫化的双组分耐油丁腈胶粘剂。

  丁腈橡胶胶粘剂适用于合成橡胶、塑料、皮革、织物、木材、橡胶与金属、橡胶与皮革等的粘接。尤其是聚氯乙烯板、塑料、膜、软质材料的粘接。而且丁腈橡胶更多应用于酚醛、环氧等胶粘剂的复合体系。

危害

  橡胶胶粘剂中使用的溶剂存在一些危害,主要包括易燃性,以及过量吸入对人体健康造成伤害。因此,与任何含溶剂的胶粘剂一样,应在开放区域使用橡胶胶粘剂。另外,由于正庚烷和正己烷极易燃烧,因此需要避免热源。含有丙酮的橡胶胶粘剂和橡胶胶粘剂的稀释剂会损坏抛光表面,并能溶胀多种塑料塑料制品。

科学

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 kangeryun@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
电商信息通 » 橡胶胶粘剂是什么?关于橡胶胶粘剂的详细介绍