橡胶胶粘剂(2.10)

1、2020/6/25,1,橡胶类胶粘剂是以橡胶为基料配制而成的胶粘剂。 几乎所有的天然橡胶和合成橡胶都可以用于配制 胶粘剂。 按橡胶基料的组成，可分为天然橡胶胶粘剂和 合成橡胶胶粘剂两大类。,2020/6/25,2,橡胶的结构： （1）天然橡胶：由橡树上割取的胶乳，经硫化生成热固性交联结构，转变为弹性橡胶；根据硫化剂加入量的不同，橡胶可制成柔软、半硬、硬质制品。 （2）合成橡胶：是通过化学方法合成而得的橡胶，是 一类以氯丁二烯、丁腈、丁苯、丁基、聚硫等为单体材料合成的高分子材料。,2020/6/25,3,第一节 橡胶的构造与性质,天然橡胶和合成橡胶的总称，是一类具有极高弹性的弹性体材料。 弹性体

2、：在弱应力下形变显著，应力松弛后能迅速恢复到接近原有状态和尺寸的高分子材料。,1.1、橡胶的定义：,2020/6/25,4,橡胶是一种弹性体，不但在常温下具有显著的高弹 性，而且能在很大温度范围内具有这种性质，变形性 可达数倍。 利用橡胶这一性质配制的胶粘剂，柔韧性优良，具 有优异的耐蠕变、耐挠曲及耐冲击震动等特性，适用 于不同线膨胀系数材料之间及动态状态使用的部件或 制品的胶接。,2020/6/25,5,合成橡胶胶粘剂是以合成橡胶为基料配制的胶粘剂。 常用的合成橡胶胶粘剂的品种主要有氯丁橡胶、 丁腈橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。 氯丁橡胶胶粘剂是合成橡胶胶粘剂种产量最大、用 途最广的一个品种。,

3、2020/6/25,6,橡胶的结构和性质： 天然橡胶：（C5H8）n 合成橡胶：n CH2= CH CCl =CH2 (CH2 CH= CCl CH2)n,2020/6/25,7,1、橡胶的性质： （1）分子量大，多分散性。 （2）柔顺性好，分子链主链化学键可内旋转，次价键力弱。 （3）玻璃化温度低。 （4）室温及未拉伸时分子处于无定形态。 （5）分子间具有适度的交联。,2020/6/25,8,a.氯丁橡胶：用氯丁二烯单体聚合而得。为乳白色或淡黄色的弹性体，有较高的耐臭氧性、耐老化性、耐溶剂、汽油和阻燃性，拉伸强度高，粘接性能好。缺点是耐寒性差、密度大，生胶贮存稳定性差。,2020/6/25,

4、9,b.丁腈橡胶：由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合而得。具有良好的综合物理机械性能，耐油、耐腐蚀性能好，耐热、耐磨、耐老化。但耐寒性、日光性差。弹性低。其性能随丙烯腈含量而变化。,2020/6/25,10,c.丁基橡胶：有异丁烯和少量异戊二烯共聚而得。气密性和耐湿性优于天然橡胶和所有其他合成橡胶，耐热性、耐侯性、耐氧化性、耐介质性好，但强度、弹性和耐寒性差，粘接性能较差，为改善其性能将丁基橡胶卤化。,2020/6/25,11,d.丁苯橡胶：是以丁二烯与苯乙烯为单体，通过乳液或溶液聚合而制得的共聚弹性体。具有良好的耐热性、耐磨性、耐老化性，耐油性和耐臭氧性较差。贮存稳定性好，在阴暗处贮存期可达数年之久

5、。,2020/6/25,12,e.氯磺化聚乙烯橡胶：由高密度聚乙烯或低密度聚乙烯与氯和二氧化硫经氯化和氯磺化制得的特种合成橡胶。白色或淡黄色片状或块状固态弹性体。其化学结构是完全饱和的，具有优异的耐臭氧性、耐候性、耐热性、难燃性、耐水性、耐化学药品性、耐油性、耐磨性等特点。尤其是对强氧化剂具有耐蚀性。耐油性与丁腈橡胶相当，而耐热油优于丁腈橡胶。介电性能优良，但硫化胶刚性大，伸长率较小，永久变形较大。,2020/6/25,13,f.硅橡胶：由二甲基硅氧烷与其他有机硅单体聚合物而成的线型高分子弹性体。耐臭氧和耐天候性变化优于其他弹性体。高透气性，是气体透过性最大的弹性体，对氧的渗透率是天然橡胶的2

6、5倍，是丁基橡胶的428.6倍；无毒。特殊的表面有疏水特性，具防粘隔离作用。但拉伸强度和撕裂强度差，耐磨性低，耐油、耐溶剂性能、耐辐射性一般。,2020/6/25,14,g.氟橡胶：指主链或侧链的碳原子上含氟原子的一种合成高分子弹性体。含氟烯烃共聚物、氟聚丙烯酸酯橡胶、氟聚酯类橡胶等类型。具优异的耐热性，可在200以下长期工作，能短期在300以上高温工作；耐油性、耐氧化性和耐化学品性优异；耐磨性良好；耐光、耐臭氧、耐天候性良好；具有耐高真空性，有一定耐燃性。,2020/6/25,15,1.燃烧法： （1）主链不含双键的饱和橡胶容易燃烧，火焰根部带兰色，几乎无黑烟。 （2）不饱和橡胶和含苯环的橡

7、胶，产生大量的黑烟，并能喷溅火花或火星。 （3）含氯的橡胶难以燃烧，离火后即自熄。火焰根部呈绿色。 （4）硅橡胶难以燃烧，火焰白亮，冒白烟，有白色残渣，无特殊气味。 （5）含氟橡胶能燃烧，离火后即自熄。,1.4、橡胶制品的简易鉴别：,2020/6/25,16,2.显色法： 利用化学反应时的颜色变化，鉴别橡胶的品种。,2020/6/25,17,橡胶在试纸上显示的颜色,2020/6/25,18,第二节 橡胶的粘接基本情况,2.1、橡胶的粘接概况： 由于橡胶具有的高弹性具有减振、缓冲、增韧、隔音、防水、绝缘、密封等特殊的功能，故在各方面获得了广泛的应用。 橡胶的粘接主要用于橡胶制品的装配固定、生产过

8、程以及橡胶制品的破损维修，包括橡胶本身、不同橡胶之间和橡胶与其他材料之间的粘接。,2020/6/25,19,如:（1）橡胶与金属的粘接； （2）橡胶与纤维织物的粘接； （3）橡胶与橡胶的粘接； （4）橡胶与塑料等材料的粘接。,其中，前两种尤为重要。,2020/6/25,20,图 应力下橡胶的接头,2020/6/25,21,（1）橡胶与金属的粘接： 最早采用的是镀黄铜法和硬质胶法，以后发展了胶粘剂法和直接法。,黄铜或表面黄铜金属件，可直接与金属产生牢固粘合。,镀黄铜法：,2020/6/25,22,硬质胶粘接法：在金属和橡胶之间，于金属表面贴一层硫黄用量较多的硬质材料，或涂一层硬质胶胶浆，通过硫化

9、使橡胶与金属粘接起来。,2020/6/25,23,胶粘剂法：在被粘金属表面涂刷胶液，贴上被粘橡胶，通过硫化，达到粘接的目的。是目前应用最广的方法。 直接法：将胶粘剂组分直接加入被粘胶料中，然后在成型时通过硫化与金属粘接。,2020/6/25,24,浸渍法：采用增粘乳液或胶液，浸渍处理被粘织物，然后用压延机上胶或用其他方法贴胶，使橡胶与织物产生牢固粘接的方法。适用于多种纤维织物的增粘处理。,2.橡胶与织物的粘接：浸渍法、涂胶液法和直接法。,2020/6/25,25,涂胶液法：将橡胶、树脂等组分与有机溶剂组成的胶液涂敷于织物表面，使之与橡胶良好粘接，处理带织物骨架的橡胶工业制品效果较好。,2020

10、/6/25,26,直接法：对织物不需浸渍或涂胶，将胶粘组分直接加入胶料，使胶料获得粘接特性，在加工过程中使橡胶与织物形成牢固粘接。可粘接橡胶和金属及橡胶和织物。 橡胶与其他材料的粘接与以上相似或在上述方法基础上加以改进而成。,2020/6/25,27,第三节 影响橡胶粘接的各种因素,3.1 影响橡胶粘接的各种因素： （1）橡胶大分子链的结构和性能 （2）橡胶分子量的影响 （3）胶料组分 （4）被粘物表面状态 （5）挥发速度 （6）操作工艺,2020/6/25,28,影响粘接的因素还有其它，诸如温度、压力、固化时间等等。解决这些影响因素要视具体工艺和其自身具体的要求而定。,2020/6/25,2

11、9,橡胶制品表面沾有的白蜡、矿物油脂、滑石粉、增塑剂等，影响胶粘剂的湿润和粘附力。一般需要用溶剂擦除，再砂布打毛，根据情况可化学处理。表面处理对橡胶制品的粘接强度有很大影响，溶剂脱脂可增加胶粘剂对表面的湿润性，砂布打磨可增加粘接面积和机械嵌合作用，化学处理能够改善表面性质，显著提高粘接强度。,3.2 橡胶的表面处理：,2020/6/25,30,通常橡胶制品粘接用的胶粘剂一般为弹性胶粘剂，它大部分含有溶剂,需要多遍涂胶，一般为三次涂胶，每次涂胶都需晾置。,2020/6/25,31,第四节 橡胶用胶粘剂的配方与生产,4.1、橡胶特性与被粘橡胶配方原则： 1.橡胶的特性：高弹性、形变大。 2.橡胶用

12、胶粘剂的配方特点： （1）胶粘剂粘接性能受橡胶材料和胶粘剂中各种配合剂品种和用量的影响。 （2）各配合剂的种类：（见表2） （3）橡胶用胶粘剂的配方中应考虑到的问题:,2020/6/25,32,表2 橡胶常用配合剂种类,2020/6/25,33,a.相容性：配合剂与橡胶应良好相容，避免出现喷霜影响粘接。（应考虑：溶解度参数） b.界面层形成特性：橡胶与其他材料粘接时，界面层起着重要作用，故胶料配合剂中对粘接界面层形成作用较大的，必须十分注意。,（3）橡胶用胶粘剂的配方中应考虑到的问题:,2020/6/25,34,C.硫化速度：硫化不仅使橡胶线型分子产生交联，而且是影响粘接界面形成的动力学因素；

13、一般而言，硫化速度太快，不利于粘接界面上两种材料的相互流变和扩散，影响界面层的形成，从而影响胶接强度，故一般应使界面层形成速度快于橡胶硫化速度。,2020/6/25,35,4.2、橡胶用胶粘剂的种类 1.氯丁橡胶胶粘剂：产量最大 应用：橡胶和皮革，橡胶、皮革、织物与金属材料的粘结； 2.纯橡胶胶粘剂：溶液型、乳胶型,应用：橡胶、胶布及织物的胶结,2020/6/25,36,3.改性橡胶胶粘剂：用氯化橡胶、树脂或多异氰酸酯改性； 应用：橡胶与金属、皮革、织物等的胶结。,2020/6/25,37,是由氯磺化聚乙烯、硫化剂、促进剂、填充剂、增塑剂、溶剂等组成的单组分或双组分胶液。 硫化剂大多采用金属氧

14、化物、环氧树脂、有机酸盐等。 常用的促进剂有M、DM、D、TMTD、DOTG和NA22等。 填充剂有喷雾碳黑、白碳黑、沉淀硫酸钡、陶土、钛白粉等。增塑剂可用DOP。 常用的溶剂为甲苯及其与丁酮、环己烷组成的混合溶剂。,4.3 氯磺化聚乙烯胶粘剂配方组成,2020/6/25,38,氯磺化聚乙烯 100 粘料，起黏附作用 多价金属氧化物 15 硫化剂，使粘料交联 松香 10 增粘剂 防老剂D 1 提高胶液的耐老化性 促进剂M 3 加速固化反应 碳黑 30 增料，降低成本 甲苯 100 溶解粘料，调整粘度,4.4 典型配方分析,配方组成,各组分作用分析,质量份,2020/6/25,39,氯丁橡胶胶粘

15、剂,2020/6/25,40,氯丁橡胶胶粘剂的主要成分是氯丁橡胶，是氯丁二烯的聚合物，其结构比较规整，分子上又有极性较大的氯原子，故结晶性强，在室温下就有较好的胶接性能和内聚力。非常适宜作胶粘剂。,2020/6/25,41,1.氯丁橡胶胶粘剂的优点, 具有仅次于丁腈橡胶胶粘剂的高极性，故对极性 物质的胶接性能良好； 在常温不硫化也具有较高的内聚强度和粘附强度； 具有优良的耐燃、耐臭氧、耐侯、耐油、耐溶剂 和化学试剂的性能；,2020/6/25,42, 胶层弹性好，胶接体的抗冲击强度和剥离强度好； 初粘性好，只需接触压力便能很好地胶接，特别 适合于一些形状特殊的表面胶贴； 涂覆工艺性能好，使用简

16、便。,2020/6/25,43,氯丁橡胶胶粘剂的缺点, 耐热性、耐寒性差； 贮存稳定性较差，容易分层、凝胶和沉淀。,2020/6/25,44,氯丁橡胶胶粘剂的类型,氯丁橡胶胶粘剂可分为溶液型、乳液型和无溶剂 液体型三种。目前仍以溶液型用量最大。,2020/6/25,45,2.氯丁橡胶胶粘剂的主要成分及作用,一般的氯丁橡胶胶粘剂是由氯丁橡胶、硫化剂、 树脂、防老剂、溶剂、填充剂、促进剂等组成。,2020/6/25,46,（一）、氯丁橡胶,由氯丁二烯经乳液聚合而制得。,2020/6/25,47,氯丁橡胶按聚合条件又可分成硫磺调节通用型 （G型）、非硫调节通用型（W型）以及胶接专用型 三大类，各类氯

17、丁橡胶虽然都可配成胶粘剂，但它们 的性能却有很大的差别，因此必须根据应用的具体要 求来正确地加以选择。,2020/6/25,48,（二）、硫化剂,硫化剂是促使橡胶（生胶）发生硫化反应 （即交联反应）的物质。 最常用的硫化剂是氧化锌和氧化镁。 氧化镁以轻质氧化镁为好，氧化锌应选用橡胶 专用的氧化锌。,2020/6/25,49,氧化镁的主要作用是吸收氯丁橡胶在老化过程中 放出的氯化氢气体，是一种有效的稳定剂，也有硫 化作用。同时，氧化镁与树脂反应可防止胶粘剂的 沉淀分层，避免胶料在混炼过程中发生焦烧现象 。,2020/6/25,50,（三）、防老剂,氯丁橡胶胶粘剂不加防老剂也能使用，但为防止橡胶

18、分解，改善耐老化性能，一般加入2%左右的防老剂。 其中以防老剂甲和防老剂丁用得较多，特别是防老剂 丁的防老效果好，价格又便宜，故用得最多。但易变色。,2020/6/25,51,常用的防老剂,2020/6/25,52,（四）、溶剂,溶剂使胶液具有合适的工作粘度和固体含量。 溶剂的种类和用量关系到氯丁橡胶胶粘剂的溶解 性、稳定性、渗透性、初粘性、胶接强度以及燃烧性 和毒性等。,2020/6/25,53,氯丁橡胶能溶于芳香族溶剂（如苯、甲苯、二甲苯 等）、氯化物溶剂（如三氯乙烯、四氯化炭等）和某些 酮类，而对丁酮则为半溶性。 它不溶于单独的丙酮、脂肪烃（如己烷、汽油）及 酯类（如醋酸甲酯、醋酸乙酯）等溶剂中，而溶于它们 以一定比例混合的溶剂中。,2020/6/25,54,氯丁橡胶混合溶剂比例,2020/6/25,55,（五）、树脂,加入树脂可提高橡胶胶粘剂的胶接性，有利于胶 接表面光滑的材料，如金属、玻璃和塑料。 应用最广泛的是对叔丁基酚醛树脂（牌号为2401），用量为4595份。 树脂与氧化镁的比例为10：1，树脂与氧化镁预反应 需少量水催化，水量通常为树脂质量的0.5%1%。,2020/6/25,56,（六）、填料,用于改善操作性能，降低成本和减少体积收缩率。