橡胶和基材的粘接PPT课件

1、橡胶和基材的粘接 应 用 市 场 汽车和工业减震制品 密封件 橡胶内衬 胶辊和橡胶轮 轮胎 增强胶管和胶带 其他（电气、医用产品）2内容第 I 部分 基材的准备第II部分 胶粘剂的选择第III部分 胶粘剂应用技术第IV部分 常见粘接问题解决3橡胶与金属粘接步骤橡胶金属粘接过程基材准备胶粘剂的准备胶粘剂的使用硫化机械处理化学处理底涂使用干燥面涂使用填料,转移,注射后处理干燥4 CHEMLOK粘接机理橡胶胶粘剂(面胶)底胶金属交联架桥交联架桥模量橡胶胶粘剂(面胶)底胶相互扩散吸附和/或相互扩散内部交联吸附金属5 第 I 部分 基材的准备 6磁性金属：冷热轧钢材，电镀钢材，热浸镀钢材非磁性金属：不锈

2、钢，铝，黄铜，钛，镁，铅。粉末烧结的金属和各种合金。塑料材料：尼龙，聚四氟乙烯，聚甲醛等。纤维：尼龙，聚酯等，玻璃，木材，混凝土等。 基材的种类7 基材的表面处理 脱脂机械处理清洗 脱脂化学处理 脱脂机械处理清洗化学处理8 脱脂方法碱液脱脂溶剂脱脂 浸渍 清洗 蒸汽超声脱脂9 碱液脱脂常用碱液主要成份及特点 碱液成份 皂化作用 乳化分散作用 特点 氢氧化钠 大 小 不适用矿物油 碳酸钠 小 中 硅酸钠 大 中 磷酸钠 大 中 效果最佳 10 碱液脱脂典型钢铁除油碱液配方： 氢氧化钠 3050g/l 碳酸钠 2030 硅酸钠 1015 磷酸钠 5070 温度：80100、时间：2040分钟11溶

3、剂脱脂常用溶剂： 120汽油、丁酮, 醋酸乙酯、甲苯,二甲苯 四氯乙烯、1、1、1三氯乙烷、丙酮等工作件污染严重，需二次清洗；甚至采用蒸汽脱脂。 12蒸汽脱脂溶剂 1、1、1三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯金属件不可侵入溶剂，也不可高于冷凝区，相互间不接触。金属件温度达到溶剂沸点，脱脂结束。溶剂PH值保持在7.07.5之间。溶剂含油达25时应更新。13机械处理抛丸或喷砂 材料：钢珠，菱角砂，石英砂，金刚玉等， 喷砂或抛丸后的零件需清洗。 常用的设备 14SURFACE PREPARATION表面处理Chose proper media for substrate, 25-80G preferred

4、Change-out/inspect media periodicallyEliminate oil/moisture/fines from processMinimize layovers, prime ASAP, 2 hours preferredBest process is degrease, abrade, degreaseA clean, uniform profile for bonding, the “foundation” for the bonding process 15不锈钢化学处理方法一蒸汽脱脂在下述溶液中50浸渍15分钟 浓硫酸（S.P. 1.84） 1000ml

5、饱和Na2Cr2O7 溶液 35ml冷水洗，开水洗，干燥。 *30分钟内涂胶16不锈钢化学处理方法二90碱洗脱脂10分钟 水洗在下述溶液中65浸渍10分钟 草酸 10 重量份 硫酸 10 重量份 水 80 重量份水冲洗，干燥。 *30分钟内涂胶17第II部分 胶粘剂的选择 18胶粘剂定义 一种薄的聚合物涂层，由高聚物，颜料，填料，交联剂组成并混合在溶剂体系内。 底涂 和基材粘结，防腐蚀，和面涂/胶粘剂粘结 面涂/胶粘剂 和底涂粘结，并和橡胶粘结。 单涂 同时具有底涂和面涂的两种功能。19胶粘剂活化反应大部分胶粘剂体系的交联剂活化温度在125-140左右。大部分胶粘剂的交联速度快于橡胶。硫化温度

6、（模温）推荐为：145185。20ADHESIVE SELECTION胶粘剂选择21Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂天然橡胶205/220205/252X205/252H205/253X205/256205/6125205/6100205/6220205/6225205/6253205/6254205/62568007/82108007/8560S8007/8560D22Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂丁腈橡胶205205/220205/252X205/252HTY-PLY BN205/612520

7、5/6100205/6220205/6253TY-PLY BN811081158007/8560S8007/8560D23Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂氯丁橡胶205/252X205/252H205/256205/253X250205/6125205/6100205/6220205/62566250205/6225205/62538007/82108007/81218007/8560S8007/8560D24Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂 丁基橡胶205/252X205/252H205/2382

8、05/253X205/238205/6100205/6253205/62548007/8560S8007/8560D 三元乙丙橡胶205/252X205/252H205/238205/253X205/238205/6100205/62538007/8560S8007/8560D25Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂氟橡胶51505151607515051516076108114130氢化丁腈橡胶205/233205/233207/259-氯醇橡胶250X205/233X205/6100205/233X8007/8560S8007/8560D26Ch

9、emlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂乙烯丙烯酸酯橡胶250250X5150TY-PLY BN62505150TY-PLY BN6108114130丙烯酸酯橡胶250250X6250610811013027Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂硅橡胶（过氧化物）608Y-1540608Y-1540-硅橡胶（LIM)606606-28Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂 聚氨酯（浇注）2182188600聚氨酯（混炼）250TY-PLY BN6250TY-PLY BN-29

10、Chemlok 胶粘剂的选择橡胶类型常规胶粘剂溶剂型EPCA 溶剂型水基型胶粘剂 聚氨酯（TPU）213219/213213219/2138600610,130EP6897-61聚氨酯（RIM)AP-144AP-144-TPE/TPO487A/B480 + curative 44485 + curative 44487A/B480 + curative 44485 + curative 44-30Chemlok 胶粘剂的选择金属/基材单涂胶粘剂底涂铝213,250X,252X,253X,6250,6253,6100,607,608,TY-PLY BN, 8210，8560S2052078007

11、铜213， 250X， 252X, 253X, 6250, 6253,6254,607,608,TY-PLY BN, 8210，8560S2052078007 镀锌250X, 6250, 252X, 6100, 8560S205, 207, 800731Chemlok 胶粘剂的选择金属/基材单涂胶粘剂底涂玻璃/陶瓷250X6250AP-134喷砂脱脂钢材213， 250X， 252X, 253X, 6250, 6253,6254,TY-PLY BN, 607, 608, 8210，8560S2052078007 尼龙250X, 6250, 252X, 6100, 8560S205, 207,

12、800732Chemlok 胶粘剂的选择金属/基材单涂胶粘剂底涂织物(尼龙，聚酯）233402 607，608磷化钢材213， 250X， 252X, 253X, 6250, 6253,6254,TY-PLY BN, 607, 608, 8210，8560S205207800733Chemlok 胶粘剂的选择金属/基材单涂胶粘剂底涂不锈钢250X， 252X, 6250, 6100,TY-PLY BN, 607, 608, 8210，8560S2052078007铬化金属250X，6250， 252X, 6100, 8560S205207800734Chemlok 胶粘剂的选择 溶剂型胶粘剂

13、200900系列；Y和AP 系列； Ty-Ply EPCA (环保型胶粘剂）溶剂型，低铅含量 6000系列 水基型胶粘剂，低HAP/VOC 8000系列 200 产品特殊要求35EPCA和常规胶粘剂应用成本比较CH220CH6125Density Kg/m31050983Non-volatile Content by weight %23272327Cost reduce % 736EPCA和常规胶粘剂应用成本比较CH252CH6253CH6100Density Kg/m31290982995Non-volatile Content by weight %17.520.524.5292124C

14、ost reduce % at least31.429.637第III部分 胶粘剂的应用技术 38胶粘剂安全操作溶剂体系的胶粘剂是易燃的危险品放置区域应有很好的通风操作工应有适当的服装和安全防护，参照MSDS指南使用正确的接地方式来消除胶粘剂在转移和搅拌期间产生的火花。胶粘剂存放应有合适的环境，以确保胶粘剂的在储存期内的性能。不在使用的胶粘剂应有好的密封。尽量避免阳光直射，推荐的环境温度是 1032C，37 C以上的温度应避免。 39胶粘剂的搅拌搅拌前，首先拿工具将桶底和桶壁的固体刮起，溶入胶粘剂中。必须避免产生静电火花。应使用防爆的搅拌设备，推荐2060rpm的转速，可以防止过大剪切和气泡，

15、同时确保所有固体成分均匀分散在溶剂体系中。用于粘度控制的常用仪器：如Zahn 杯14，或NK-2岩田杯。40典型的搅拌容器搅拌方法搅拌时间1 /2 品脱(1kg)手工搅拌510分钟1 加仑(3-4kg)手工搅拌15分钟5 加仑(17-23kg)先手工搅拌和气，电动搅拌1530分钟55 加仑(200kg)手动曲柄搅拌和气，电动搅拌器8小时连续41 42胶粘剂的稀释选用正确的胶粘剂，参照产品说明书。错误的胶粘剂会导致工艺和粘结问题。添加稀释剂时，应缓慢加入，以避免产生凝胶或分相等现象。用Zahn氏杯测量粘度，确定合适范围用于过程控制。胶粘剂稀释会影响操作的工艺性和膜厚的均匀性。43胶粘剂的干膜厚度

16、推荐的胶粘剂干膜的厚度 底涂 510 m 面涂 1525 m 单涂 18 30 m 后硫化粘结 25 40 m 不同的胶粘剂可以参照产品说明书 硅烷类的胶粘剂的膜厚应薄一些，一般小于1.2 m 一张A4纸的厚度约为75-100 m44常用的胶粘剂干膜厚度测量仪45胶粘剂应用类型涂刷浇涂滚涂和滚筒转移手工和自动浸涂，浸涂/旋转手工和自动喷涂，翻滚喷涂其他46涂刷应用适用于很小的零件和特殊的应用区域制造费用低但涂刷质量较差，均匀一致性差。选择合适的刷子建议使用天然毛的刷子；水基型胶粘剂用发泡型的工具。47滚涂应用3/8的绒毛，马海毛型的，适合于大面积的产品，油罐衬里，板材胶粘剂不使用时，将胶粘剂罐

17、需盖好。尽量减少溶剂挥发。48浸涂应用浸涂适合于工件表面全部需胶粘剂的情况，但浸涂后零件表面涂层厚度从上至下会有梯度。手工或自动浸涂生产线，使用输送系统，均有高的输出量，生产效率高，一般输送的线速度是60180厘米/分钟。从胶粘剂溶液中提出的速度应缓慢些，一般可控制在100厘米/ 分钟。确保槽内液体在连续搅拌，搅拌片呈浆状；槽内液体通过隔膜泵和50目过滤器进行回流。用Zahn氏杯监控胶粘剂的粘度，必要时添加溶剂；在不使用生产线时，必须用盖密封槽子。49胶粘剂溢流隔膜泵850 目过滤器搅拌器零件行径50自动浸涂生产线51喷涂应用较高生产效率，并能得到均匀的膜厚。工件经过预热，可以挥发过多的水分等

18、，以改善工件表面的浸润性。转换效率较差，1050%,依据产品的结构和设备。 推荐使用50目的过滤器。喷涂用的压缩空气必须经过油水分离。推荐使用的喷枪：HVLP 高雾化低压力，如BINKS;岩田等52喷涂应用 喷涂方式手工和自动喷涂两种供胶方式：虹吸杯和压力供给加热喷涂和静电喷涂不推荐使用无气喷涂 53喷涂应用 虹吸方式优点:低成本和维护简单胶粘剂更换方便含30-60 psi 油水分离器缺点:操作工需把握胶粘剂的重量容器体积有限喷涂位置受限制54喷涂应用 压力方式优点:可以任何位置喷涂气压控制在30-60 psi,(2-4kg) 流体压力控制在 6-15 psi(0.5-0.7kg)很少频次添加

19、胶粘剂容器内可保持连续搅拌缺点:比虹吸消耗更多的气体比虹吸的成本高55喷涂应用 稀释一定量的溶剂稀释，喷涂时可以产生较好的雾化效果。推荐Zahn氏杯测量溶剂型胶粘剂的粘度底涂，Zahn 2# 粘度1923秒; 酮类溶剂，以3/1或4/1的体积比混合面涂，Zahn 2#粘度2428秒 ；芳香类溶剂，以3/1或2/1的体积混合水基型胶粘剂使用液体比重计:1.00 1.200 g/ml, 去离子水或蒸馏水56喷涂应用 喷涂技巧 不正确 正 确57喷涂应用 自动喷涂自动旋转式的喷涂设备，带有自动喷枪，和烘道；适合于中心对称的回转体，如，内外管子自动化程度高，生产效率高。投资估计大于100K$,根据设计

20、及不同的制造商。58喷涂应用 自动喷涂设备59喷涂应用 喷枪的安装60喷涂应用 常用的自动喷涂线示意图喷面涂喷底涂装/取零件烘道61喷涂应用 热喷优点改进DFT改善雾化效果减少溶剂的使用喷涂后的零件干燥快缺点需额外的设备维护保养对电的要求较高特定的胶粘剂62胶粘剂干燥对于涂有胶粘剂的零件，一般采用干燥3060分钟，然后才可硫化。干燥时间取决于温度，湿度，工厂其他条件，季节的变化等。干燥不够，会导致气泡，粘结失败等现象。解决方法：延长干燥时间或6080C下进行干燥。加热源必须是防爆的，不推荐使用红外的设备。63胶粘剂的清除未硫化和湿的胶粘剂，可以采用产品中列出的溶剂。硫化后的胶粘剂，采用腐蚀性的

21、液体或酸。清洁用的器具应是铜制或不产生火花的工具过多的加热，胶粘剂会自燃， 112C.64已涂零件的操作对于湿的零件，不能用手套去接触，以防胶粘剂被污染或误擦。手套必须是干净的。已涂零件应在推荐的规定时间内，进行硫化。65已涂零件的操作推荐的停放时间型号理论最长停放时间，天CH205/CH22030CH23830CH252306000系列30CH234B10CH218/213/2195CH402/2335CH2502CH607,CH6082CH5150266已涂零件的存放避免把已涂零件直接发在地上，应发在容器内，或袋中，或纸板上等存放在室温，低湿度，低紫外线的地方。用塑料盖，布，或纸盖起来，保

22、护胶粘剂表面。67硫化 方式填料模压；转移模压；注射模压烘箱/烘道硫化；挤出，硫化罐硫化，化学硫化后硫化粘结 （在模具中硫化不可行时）68COMPRESSION MOLD模压模具PLATEN PRESSPLATEN PRESSMOLDCAVITY69TRANSFER MOLD转移模模具PLATEN PRESSTRANSFER POTPLATEN PRESSSPRUE CAVITYMOLDTRANSFER POT70INJECTION MOLD注胶模具RUNNER SYSTEMCAVITYFEEDBARREL71硫化需用温度计测量模具的温度。过多的脱模剂会导致粘结失败；尽量避免使用硅烷类脱模剂。

23、过长的预热时间（装骨架时间过长），胶粘剂会活化，导致粘结失败。建议使用装模器。型腔内未充满，局部溢料严重，压力过低，会导致粘结失败。脱模取产品，修剪，厚道处理时应注意避免粘结失败。72胶粘剂应用总结所有的过程如链子一般被穿在一起，每一环节都必须完好，否则都会导致应用失败。成功的粘结取决于所有的过程。制定/控制过程的目标 低的废品率过程控制73第IV部分 试验和问题解决 74ASTM 试 验美国试验和材料协会 （ASTM）ASTM D429B, 方法AH用于金属和橡胶的粘结试验。网址：75方法 A (扯离）76方法 B （剥离）Lord的试验方法将其修改成45度剥离，拉伸速度50mm/min77

24、方法 C （圆锥形）78方法 D （PV 粘结）79方法 E （橡胶衬里）80方法 F （冲击）81方法 G （双剪切）82方法 H 剪切83试验类型生产零件的主要粘结：压缩, 拉伸, 剪切, 剥离, 扭转, 循环疲劳等。 粘结试验按如下方式报告:% 附胶情况破坏值试验用骨架和部件必须牢固84环境试验2kg预载，沸水试验（2小时以上）盐雾试验（ASTM B177) - 温度 (35C), 5% 盐水, 盐雾浓度 (1-2ml/hr./80 sq. cm), 时间 (72-1000 hrs.), 强化1000Hr 相当于正常使用10年。液体浸泡试验 (汽油，乙二醇，刹车油，机油，变速箱油等）浸泡

25、温度 -30F 400F(-30C205C).85常见粘接问题的解决 86 粘接失败的类型（按ASTM D429B）底涂胶粘剂（面涂）弹性体金属/基材CMR破坏最终的目标!CPRC87胶粘剂和金属粘接称为 CM 破坏在金属或其他基材界面的底涂或胶粘剂失效30的失效可能底涂胶粘剂弹性体金属/基材胶粘剂弹性体金属/基材CMCM88 CM破坏89胶粘剂和金属粘结: 机械方法检查过程变差, 喷砂介质的型号和尺寸，循环次数，设备 使用比被喷金属更硬的介质用黑色或透明带来测试. 检查介质的筛余物, 清洗或空气吹粘结表面. 不彻底的打磨和喷砂 过硬的金属 喷砂的残余物留在粘结表面90胶粘剂和金属粘结: 机械

26、方法喷砂后，长的停放期导致表面氧化在喷砂时或前或后，被油，污垢等污染对于金属或基材，胶粘剂不合适减少停放期, 重新喷砂 清洗和重新喷砂粘结表面, 使用新的介质和设备清洗。 选择其他的胶粘剂91胶粘剂和金属粘结: 化学方法过多的脏物，热处理或焊接产生的污垢不正确的涂层或电镀工艺: 不一致性或涂层的失效或厚薄 酸洗，喷砂再清洗和干燥 参考涂层供应商合适的产品和过程指导92胶粘剂和金属粘结: 胶粘剂过期的胶粘剂底涂或胶粘剂不正确的工艺: 混合稀释污染干喷干燥涂膜不均匀或膜厚偏薄使用新的粘合剂参考产品和过程指导93粘合剂和金属粘结: 硫化硫化中胶粘剂欠硫, 尤其注意大质量的金属和薄层橡胶的硫化粘合金属表面的胶粘剂被冲刷或擦去 评审硫化时间并调整, 根据产品，进行预固化200F (93）可能会有帮助。 改善金属零件的外形轮廓, 检查膜厚, 检查注料口位置, 减缓注料时间, 增加橡胶储料桶的温度, 更改产品94胶粘剂和金属粘结: 硫化在硫化，修剪/去废边，后油漆或相关服务时，产生过多的粘结破坏应力 产品和过程评审95胶粘剂和底涂的粘结称为 CP破坏失效出现在胶粘剂和底涂之间10% 的失效可