橡胶与金属粘接强度的影响因素分析

1、橡胶与金属粘接强度的影响因素分析作者：周保菊梁丹王成来源：科学与技术2019年第4期周保菊梁丹王成摘要：橡胶与金属的粘接强度直接影响复合材料的性能质量，因此研究讨论橡胶与金属粘 接强度的影响因素对提高粘接质量具有重要意义。本文介绍了橡胶及金属表面的处理方法，重 点讲解了橡胶与金属的粘接方法和影响因素，主要包括机械作用和化学键作用两个方面。通过 对橡胶与金属粘接强度的了解，企业在生产过程中可以重点控制关键生产环节，确保粘接强度 满足质量要求。关键词：橡胶；金属；粘接强度随着工业技术的发展，橡胶与金属的粘接技术越来越先进，橡胶与金属粘接强度是复合性 能的重要指标。这种橡胶与金属粘接在一起的复合材料

2、具有橡胶和金属的两种性能，增加了橡 胶的抗震性能、绝缘性能、密封性能。本文介绍了橡胶表面等离子及涂硅氧烷底涂剂；金属表 面处理技术，包括表面抛丸、表面清洗等内容，重点讲解了橡胶与金属的粘接方法与强度的影 响因素。1橡胶表面处理等离子处理机依靠电能，会产生高压、高频能量。这些能量在喷枪钢管中被激活和被控制 的辉光放电中产生低温等离子体，借助压缩空间将等离子体喷向处理表面，使处理表面产生相 应的物理变化和化学变化。等离子处理机处理的物体表面被清洁，去除了油脂、添加剂等成分，消除了表面静电。同 时，表面得到了活化，增加了附着力，有利于产品的粘合、喷涂、印刷及密封。橡胶表面另一种重要的处理方式是火焰裂

3、解，表面形成硅氧烷以增加附着能力的方法，或 者直接涂抹含硅氧烷的方式来增加表面活性。2金属表面处理只有将金属表面处理干净，没有杂质，才能使得橡胶与金属的粘接具有非常好的性能。另 外，也要尽量大的增加粘接面积，从而增加橡胶和金属的粘接强度。本文介绍了两种表面处理 方法，包括表面抛丸和表面清洗。2.1表面抛丸金属的比较常用的表面处理就是表面抛丸的处理方法。这种方法就是用钢丸打击金属表面， 使得金属表面的晶格发生变形，而且金属表面的硬度也会增大很多，同时在金属的表面会出现 很多微观的空隙。抛丸的方法对金属表面进行处理，金属表面会出现各种各样的沟槽和棱角， 同时由于晶面移动等晶体运动，会出现塑性变形和

4、组织变化的现象，从而使得金属从不稳定转 化为稳定的形态。影响金属表面抛丸的原因有很多，例如钢丸的材料、形状、大小以及速度、角度、距离等 因素。在进行金属处理应注意以下事项：（1）采用抛丸处理方法的金属需要有一定的厚度，厚 度不能小于0.6mm，同时也不能选择容易出现变形的金属。（2）抛丸处理应当适度，不能操作 太长时间，可能会使得金属表面出现裂痕，也对橡胶和金属粘接强度有较大的影响。（3）采用 金属抛丸表面处理时，如果造成金属表面过度粗糙，将会造成金属和橡胶的粘接强度降低。（4） 选择的钢丸硬度要合适，不能太硬或太软。如果钢丸的硬度太低，效果就比较差，且钢丸用量 也会增大。2.2表面清洗金属表

5、面经常会出现油污，利用清洗剂溶解油污的作用，对金属表面进行润湿、溶解，使 得油污能够被清洗除掉，然后用清水将清洗剂冲洗干净。一般金属表面的清洗剂包括以汽油等 为主的有机溶剂，还有以酸碱化学试剂为主的清洗剂、以活性剂为主的水性清洗剂等类型。在金属表面清理时有很多因素能够影响清洗效果，主要包括以下因素：（1）金属表示的粗 糙度对清洗效果有一定的影响，表面比较光滑的较为容易清理干净，所以要对金属表面的粗糙 度进行严格的控制。（2）金属表面的污染物的化学成分很重要，要求在进行表面清理前了解清 楚污染物的成分，从而选择合适的清理方法。（3）影响金属表面清洗效果的重要因素是清洗剂， 选择合适的清洗剂对于清

6、洗效果是非常重要的。（4）通过增加机械手段，在金属表面清洗时， 外力作用可以提高清洗的效果，增加了清洗剂的渗透速度，提高了金属污染物的清洗速度。3黏合方法与影响因素橡胶与金属的粘接方法有很多，比较常见的粘接方法有：硬质胶黏合法、镀黄铜黏合法、 黏合剂黏合法和直接黏合法。其中，黏合剂法由于比较简单、技术难度小，所以黏合剂法的使 用比较广泛。酚醛树脂、多异氰酸酯和卤化聚合物是黏合剂常用的3大类基体材料。黏合剂体 系分为底涂剂和面涂胶。底涂胶可以与金属表面发生强烈的物理吸附及化学作用，生成共价键 和化学键，获得较高的黏合强度。面涂胶通过相互渗透并借助内部添加的高活性交联剂在底涂 胶/面涂胶和面涂胶/

7、橡胶界面发生交联反应，产生较高的黏合强度。橡胶与金属的粘接强度影响因素有很多，本文从机械作用和化学键作用这两个方面进行介 绍。（1）从机械作用方面看，机械作用并不是形成黏合力的因素，而是增加黏合效果的一种途 径，机械连接力的实质是摩擦力。黏合剂渗透到被粘物表面的缝隙或凹凸之处固化后在界面区 产生啮合力。（2）从化学键的作用看，黏合剂与被粘物分子之间除范德华力外，还普遍存在离 子键、共价键及金属键等化学键作用，硫化胶与镀铜金属的黏合界面以及含有异氰酸酯成分的 黏合剂的金属/橡胶黏合界面等都会有化学键生成。经过表面处理的金属表面活性较高，有利于 形成更多的化学键，增大黏合强度。黏合剂在涂刷过程中应

8、当注意以下内容：（1）要根据金属材料选择底涂胶，而在选择面涂 胶时要根据橡胶的性质；（2）在黏合剂涂刷要采用合理的稀释剂，主要是对黏合剂进行稀释， 这种稀释程度要根据具体项目的情况而定；（3）在黏合剂涂刷之前一定要严格检查黏合剂的质 量，检查密度和黏度指标，确保质量合格；（4）在涂刷之前，要确保表面干燥，如果时间比较 紧，也可以采取措施加快干燥。结语橡胶与金属粘接强度是复合材料的重要指标，应当加强对粘接方法的研究，掌握影响粘接 强度的各种因素，加强对这种因素指标的严格控制，不断提高复合材料的综合性能。对于不同 的金属材料和表面污染物应当选择科学合理的处理方法，重点是将金属表面的污染物清理干净， 进行严格的检查，提高橡胶与金属的粘接强度。只有把每个环节的质量都控制好，才能保证最 终的粘接效果。参考文献伍华东.橡胶与金属骨架黏合失效的原因分析及解决方法J.特种橡胶