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橡膠-金屬粘接原理

 

橡膠與金屬的粘接是橡膠制品生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，橡膠與金屬的粘接原理普遍認為在低模量的橡膠與高模量的金屬之間，膠粘劑成為模量梯度，以減少粘接件受力時的應力集中。 

 

膠粘劑分子一端為極性基團與金屬親和物理性吸附存在，另一端為非極性基團與橡膠親和以共價鍵形式存在，因此常用雙涂型膠漿的底涂或單涂型膠粘劑與金屬表面之間主要通過吸附作用實現(xiàn)粘接。底涂型和面涂型膠粘劑之間，以及膠粘劑與橡膠之間通過相互擴散作用和共交聯(lián)作用而實現(xiàn)粘接。  

 

橡膠-金屬粘接不良的表現(xiàn)形式及原因分析

 

橡膠-金屬粘接不良的表現(xiàn)形式

 

主要有粘接強度不夠、脫膠、邊緣欠皮、粘接面氣泡等。粘接強度不夠表現(xiàn)為粘接面有橡膠吸附但沒有完全覆蓋金屬表面，分散較均勻。脫膠是指金屬表面與膠粘劑沒有發(fā)生粘接或膠粘劑與橡膠沒有粘接，前者表面可見明顯金屬光澤，橡膠表面光滑有膠粘劑吸附層；后者骨架表面有膠粘劑吸附且骨架表面光滑，而橡膠表面較澀有橡膠手感。 

 

邊緣欠皮是指產(chǎn)品邊緣橡膠與骨架粘接處部分脫膠，而內(nèi)部粘接良好，是脫膠在產(chǎn)品局部有規(guī)律的出現(xiàn)。粘接面氣泡是指在粘接面內(nèi)部有氣泡導致產(chǎn)品局部脫膠。 

 

產(chǎn)生粘結(jié)強度不夠的主要原因

 

1.骨架表面及涂膠層污染或者粗糙度不夠，使膠粘劑與金屬吸附面積不足； 

2.骨架表面磷化膜局部破損，導致吸附能力降低；

3.骨架涂膠層過硫，使膠粘劑分析部分失去活性或者活性降低，從而減小了粘接共價鍵的形成，因此降低粘接力即粘接強度； 

4.骨架涂膠層過薄或雙涂層中任何一層過薄，使單位面積上有效的活性基團數(shù)量不足，導致粘接力下降； 

5.膠粘劑過期失效或牌號選擇錯誤，使膠粘劑失去活性導致粘接或錯誤的粘接劑沒有與橡膠材料形成足夠強度的共價鍵粘接；

6.產(chǎn)品欠硫或過硫會導致部分共價鍵不穩(wěn)定或沒有形成足夠的共價鍵，使粘接強度下降，過硫會使形成的共價鍵部分斷裂造成粘接強度下降； 

7.擺放骨架的時間過長，會使膠粘劑分子失去活性不能與橡膠形成共價鍵，同時對金屬的吸附能力降低都會降低粘接強度； 

8.注射壓力過低會導致分子布朗運動不足，從而減少了共價鍵形成的機會和數(shù)量，從而導致粘結(jié)強度下降，因此硫化三要素對粘接影響非常大，在實際工作中不容忽視；

9.型腔密封不良，會導致型腔內(nèi)橡膠壓力不足，從而影響粘接強度； 

10.坯料量偏少或不足會導致型腔壓力不足，從而影響粘接強度； 

11.膠料污染也會導致粘接強度不夠，如丁腈橡膠內(nèi)混入氟橡膠會導致丁腈橡膠粘接強度下降。 

 

脫膠的主要原因

1.膠料污染或骨架污染都會導致產(chǎn)品嚴重脫膠，雜質(zhì)在粘接表面形成隔離層是脫膠的根本原因之一； 

2.膠料焦燒或骨架在模具中受熱時間過長會導致脫膠，是因為分子失去活性導致共價鍵無法形成導致粘接力消失；

3.膠粘劑過期失去活性會導致產(chǎn)品脫膠； 

4.雙涂膠粘劑面涂過硫； 

5.骨架和膠料停放時間過長導致產(chǎn)品脫膠； 

6.骨架表面粗糙度不夠會導致產(chǎn)品脫膠； 

7.注射機螺桿磨損使入料溫度過高導致膠料焦燒會導致產(chǎn)品脫膠； 

8.硫化溫度過高會導致產(chǎn)品脫膠。

 

欠皮的主要原因

 

1、硫化溫度過高； 

2、膠料焦燒； 

3、注射速度過快導致產(chǎn)品邊緣壓力不足或?qū)⒐羌苓吘壞z粘劑沖刷出型腔，從而形成欠皮現(xiàn)象； 

4、排氣次數(shù)不夠會導致產(chǎn)品欠皮； 

5、模具磨損導致膠料流動速度降低，使充滿型腔時間變長導致膠料焦燒或型腔壓力不足，形成欠皮現(xiàn)象； 

 

粘接面起泡的原因

 

1、粘接面起泡主要是骨架表面污染或膠料污染導致；

2、產(chǎn)品欠硫會在粘接表面形成微型海綿氣泡； 

3、膠料混煉不勻會導致粘接失效從而在粘接面處匯集揮發(fā)氣體，形成氣泡； 

4、膠料受潮也會在粘接面形成氣泡。 

 

粘接不良的對策

 

1.檢查設(shè)備螺桿運行情況和入料時間，如入料時間過長應檢查并更換螺桿，使入料時間縮短。一般入料時間不應大于150 S/模；

2.檢查骨架噴砂或拋丸程度是否達到工藝要求，同時檢查骨架外觀是否有油污、灰塵等。骨架自身質(zhì)量情況對粘接影響非常大； 

3.檢查模具磨損情況，看模具封膠是否嚴密，流道是否通暢；

4.校正設(shè)備、模具溫度是否正常；

5.檢查坯料重量是否合適；

6.檢查膠料硫變參數(shù)是否異常，如發(fā)生異常可能為混煉和配方調(diào)整導致，應即使與相關(guān)單位溝通，會節(jié)省很多實驗時間； 

7.檢查設(shè)備內(nèi)緩壓參數(shù)和壓力參數(shù)是否正常；

8.檢查膠粘劑牌號是否合適且在保質(zhì)期內(nèi)；

9.檢查涂層厚度和涂刷質(zhì)量是否合格；

10.檢查骨架磷化記錄是否異常，嚴格控制骨架磷化實物的質(zhì)量； 

11.檢查骨架烘干溫度和速度是否異常； 

12.檢查骨架停放時間即防護是否正常；

13.檢查盛放膠粘劑的操作桶是否有污染；

14.檢查骨架、膠料停放、周轉(zhuǎn)工裝等是否清潔無污染； 

15.檢查膠料是否有分層現(xiàn)象，如有需重新返煉或報廢； 

16.檢查膠料存儲環(huán)境濕度是否異常，如有需即使更正并將受潮的膠料重新返煉。