热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂及其制备和粘接方法技术

热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂及其制备和粘接方法，它涉及胶黏剂及其制备和粘接方法。本发明专利技术解决了现有溶剂型热硫化粘接用胶黏剂的溶剂有毒、粘接可靠性差和工作温度低的问题。本发明专利技术由橡胶弹性体、酚醛树脂、橡胶补强剂、橡胶硫化剂和硅烷偶联剂制成；制备方法：将橡胶弹性体经混炼并薄通后，加入补强剂、硫化剂和硅烷偶联剂混炼并薄通，再加入酚醛树脂混炼均匀，将得到的胶料延成胶膜即可；粘接方法：待粘接材料涂底涂剂后，依次铺贴本发明专利技术的胶黏剂、生胶片，再硫化即可。本发明专利技术的胶黏剂的剪切强度５．５～６．５ＭＰａ、剥离强度５．６～７．２ｋＮ／ｍ，无脱粘虚粘现象，使用温度达到了１００℃，用于金属或复合材料与橡胶热硫化粘接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及胶黏剂及其制备和粘接方法。
技术介绍
金属与橡胶硫化粘接体系已广泛应用于机械工程、建筑、船舶及军事工业中，如履 带式装甲车辆负重轮、履带板及履带衬套的粘接等。目前所采用的酚醛树脂类、多异氰酸酯 类和含卤聚合物类热硫化粘接用胶黏剂均为溶剂型胶黏剂，采用甲苯、二甲苯、氯苯、三氯 乙烯、1，2—二氯乙烷、二氯甲烷、丙酮、丁酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯作为溶剂，这些溶剂有毒 或剧毒，对环境和操作者的健康造成危害；应用现有的溶剂型胶黏剂，采用底涂层加面涂层 的双涂型胶接方法对天然橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶等非极性二烯烃橡胶与金属的粘 合时，受非极性橡胶表面极性较弱、活性较低及溶剂挥发度和胶层厚度难以控制的影响，经 常出现脱粘和虚粘现象，特别是大面积粘接时发生机率更大，为10% 30%，粘接可靠性较 差；而且胶接试件的使用温度< 80°C，工作温度较低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的热硫化粘接用溶剂型胶黏剂的有机溶剂有毒，对环境和 操作者的健康造成危害，粘接可靠性低和工作温度低的问题，提供热硫化粘接用无溶剂型 膜状胶黏剂及其制备和粘接方法。本专利技术的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂按质量份数比由70份 100份橡胶 弹性体、70份 90份酚醛树脂、50份 70份橡胶补强剂、1份 4份橡胶硫化剂和1份 4份硅烷偶联剂制成；其中所述的橡胶弹性体由天然橡胶与氯化橡胶按质量比为8 10:1 组成；所述的酚醛树脂由甲阶酚醛树脂和硼酚醛树脂按质量比为2 4:1组成；所述的橡 胶补强剂为炭黑、氧化锌、气相二氧化硅、碳酸钙、云母粉和沸石粉中的一种或其中两种的 组合；所述的橡胶硫化剂由过氧化二异丙苯和硫磺按质量比为1 3:1组成；所述的硅烷 偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧 基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷和甲基三叔丁基过氧硅烷中的一种或其中几种的 组合。上述的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂的制备方法按以下步骤进行一、按照 质量份数比分别称取70份 100份橡胶弹性体、70份 90份酚醛树脂、50份 70份补强 剂、1份 4份硫化剂和1份 4份硅烷偶联剂；二、将橡胶弹性体加到辊温为10°C 30°C 的双辊混炼机上混炼并薄通2 4遍，然后按顺序加入补强剂、硫化剂和硅烷偶联剂，并继 续混炼并薄通3 5遍，最后加入酚醛树脂混炼均勻后出料，得到胶料；三、将经步骤二得到 的胶料在60°C 80°C的烘箱中预热20min 40min，然后加入到辊温度为60°C 80°C的胶 膜压延机上压延成厚度为0. 06mm 0. 08mm的胶膜，即得到热硫化粘接用无溶剂型膜状胶 黏剂；其中步骤一中所述的橡胶弹性体由天然橡胶与氯化橡胶按质量比为8 10:1组成； 步骤一中所述的酚醛树脂由甲阶酚醛树脂和硼酚醛树脂按质量比2 4:1组成；步骤一中所述的橡胶补强剂为炭黑、氧化锌、气相二氧化硅、碳酸钙、云母粉和沸石粉中的一种或其 中两种的组合；步骤一中所述的橡胶硫化剂由过氧化二异丙苯和硫磺按质量比为1 3:1 组成；步骤一中所述的硅烷偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三 甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷和甲基三叔丁基过氧 硅烷中的一种或其中几种的组合。上述的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂的粘接方法按以下步骤进行一、将待 粘接的金属或复合材料材料进行表面处理；二、在金属或树脂基复合材料表面刷涂厚度为 3um~8um的底涂剂，并在室温下晾置30min 60min或在70°C 90°C烘箱中烘lOmin 15min，得到底涂剂层；三、将权利要求1所述的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂铺贴在 经步骤二得到的底涂剂层上，再将生胶片贴合在热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂上，组 成待胶接试件；四、将步骤三中所述的待胶接试件放在平板硫化机上模压硫化或者放在热 压罐中真空加压硫化，即得胶接试件；其中步骤二中所述的底涂剂为按质量百分比由5% 15%间苯二酚甲醛树脂、0. 5% 1. 5% 缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和83. 5% 94. 5% 无水乙醇组成的均勻溶液。步骤一中所述的表面处理为碳钢采用喷砂处理；铝合金采用HB/Z197 — 1991结构 胶接铝合金磷酸阳极化工艺规范处理；树脂基复合材料用200目砂纸打磨。步骤四中所述的模压硫化时平板硫化机压力为3. OMPa 5. OMPa、硫化温度为 145°C 155°C、硫化时间为 30min 50min。步骤四中所述的真空加压硫化过程是这样进行的将步骤三中所述的待胶接 试件放入模具中，再将模具放入真空热压罐中，接着把模具内的真空度抽至0. 065MPa 0. 075MPa，然后给待热压件施加0. 30MPa 0. 35MPa的压力、同时使热压罐内的温度升至 145°C 155°C并保持30min 50min，完成真空加压硫化。本专利技术的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂是一种没有溶剂的胶黏剂，避免了 传统溶剂型胶黏剂在生产和使用时对环境和操作者健康造成的危害；该胶黏剂的粘接方 法，采用双涂型胶接方式，将经表面处理的待粘接材料涂底涂剂后，依次铺贴本专利技术的胶黏 剂、生胶片，再硫化即可，生胶片的硫化和胶黏剂的固化同时完成。以硫化后的拉伸强度 为15MPa 20MPa、伸长率为350% 400%的天然橡胶生胶片、碳钢、铝合金和树脂基复合 材料做为试验材料，按GB/T12830 - 2008硫化橡胶或热塑性橡胶与刚性板剪切模量和粘 合强度的测定(四板剪切法)和GB/T15254 — 1994硫化橡胶与金属粘接180°剥离试验 进行测试，结果是天然橡胶生胶片与金属或树脂基复合材料热硫化胶接试件的剪切强度 为5. 5MPa 6. 5MPa，天然橡胶生胶片与金属或树脂基复合材料的剥离强度为5. 6kN/m 7. 2kN/m，且试件的破坏形式均为理想的橡胶内聚力破坏形式，粘接强度已超过了橡胶的本 体强度，没有脱粘和虚粘现象；由于在胶黏剂中引入了耐热、耐烧蚀的硼酚醛树脂，使胶黏 剂固化产物明显热失重温度达到了 350°C，胶接试件的工作温度达到了 100°C，使胶接试件 的使用温度提高了 25%。附图说明图1是具体实施方式三十五制备的甲阶酚醛树脂的红外光谱图；图2是具体实施 方式三十五制备的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂的固化产物热重曲线；图3是具体实施方式三十五制备的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂的胶接件的剪切强度与温度关系 曲线。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂按质量份数比 由70份 100份橡胶弹性体、70份 90份酚醛树脂、50份 70份橡胶补强剂、1份 4份 橡胶硫化剂和1份 4份硅烷偶联剂制成；其中所述的橡胶弹性体由天然橡胶与氯化橡胶 按质量比为8 10:1组成；所述的酚醛树脂由甲阶酚醛树脂和硼酚醛树脂按质量比为2 4:1组成；所述的橡胶补强剂为炭黑、氧化锌、气相二氧化硅、碳酸钙、云母粉和沸石粉中的 一种或其中两种的组合；所述的橡胶硫化剂由过氧化二异丙苯和硫磺按质量比为1 3:1 组成；所述的硅烷偶联剂为缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅 烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂，其特征在于热硫化粘接用无溶剂型膜状胶黏剂按质量份数比由７０份～１００份橡胶弹性体、７０份～９０份酚醛树脂、５０份～７０份橡胶补强剂、１份～４份橡胶硫化剂和１份～４份硅烷偶联剂制成；其中所述的橡胶弹性体由天然橡胶与氯化橡胶按质量比为８～１０：１组成；所述的酚醛树脂由甲阶酚醛树脂和硼酚醛树脂按质量比为２～４：１组成；所述的橡胶补强剂为炭黑、氧化锌、气相二氧化硅、碳酸钙、云母粉和沸石粉中的一种或其中两种的组合；所述的橡胶硫化剂由过氧化二异丙苯和硫磺按质量比为１～３：１组成；所述的硅烷偶联剂为γ－缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ－氨基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷和甲基三叔丁基过氧硅烷中的一种或其中几种的组合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王德志，曲春艳，冯浩，张杨，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院石油化学研究院，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]