CN101463138A - 一种硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂及其制备和使用方法，包含有含氨基硅烷偶联剂和有机溶剂经混合配制而成，各配料含量按质量百分比计为：含氨基硅烷偶联剂0.5％～5％，有机溶剂95％～99.5％，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯和石油醚中的任意一种或任意两种及两种以上的混合，任意两种及两种以上的混合时，为任意配比。本发明的有益效果在于：有机溶剂能使高分子的硅橡胶体积膨胀，从而使含氨基硅烷偶联剂容易均匀扩散到硅橡胶的表面，而且能使部分含氨基的硅烷偶联剂渗入硅橡胶表面的细孔中，从而进一步提高胶粘性能，α－氰基丙烯酸酯胶黏剂能与塑料快速粘结达到难分离的使用强度，24小时后完全固化。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅橡胶表面处理剂，更具体的讲是涉及一种硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂及其制备和使用方法。
背景技术
硅橡胶具有优良的耐高温、耐寒、耐候、电绝缘性以及耐疲劳性能，广泛用于化工、冶金、航天、轻工、电子电讯等部门。但是硅橡胶是一类表面自由能很低的表面惰性弹性体，表面自由能为20-22mJ·m-2，是典型的难粘材料，致使硅橡胶与塑料很难粘接，给生产和应用带来诸多不变。
为解决上述技术问题，发明名称为“一种橡胶表面处理方法”的中国公开专利CN1324699A，公开了一种橡胶表面处理方法，该方法是在橡胶表面火焰处理并涂布可塑化表面的架桥剂(聚酯树脂)，使经烘烤的橡胶表面产生硬化层如塑胶制品的表面，藉由硬化层的表面再行电镀，使其如塑胶制品的表面可做多种印刷与处理，且增加橡胶的强度和韧性。但是，采用此方法对橡胶表面活化处理，势必破坏橡胶的物理结构及化学性质，而且给生产埋下了安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂，其具有处理方法简单、效率高的优点。
本发明的另一个目的是提供一种上述硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂的制备和使用方法。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂，其特征在于包含有含氨基硅烷偶联剂和有机溶剂经混合配制而成，各配料含量按质量百分比计为：含氨基硅烷偶联剂0.5％～5％，有机溶剂95％～99.5％，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯和石油醚中的任意一种或任意两种及两种以上的混合，任意两种及两种以上的混合时，为任意配比。
按上述方案，所述的含氨基硅烷偶联剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或任意两种及两种以上的混合，任意两种及两种以上的混合时，为任意配比。
本发明制备方法采用的技术方案是：硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂的制备，其特征在于包括有以下步骤：
1)取有机溶剂进行充分混合，得到混合溶液，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯和石油醚中的任意一种或任意两种及两种以上的混合，任意两种及两种以上的混合时，为任意配比；
2)将含氨基的硅烷偶联剂加入到上述混合溶液中，搅拌混合均匀即得硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂，所述的各配料含量按质量百分比计为：含氨基硅烷偶联剂0.5％～5％，有机溶剂95％～99.5％，上述各步骤均是在常温和常压下进行的。
本发明的硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂在使用时可以采用常规涂覆，例如通过辊涂、喷涂或刷涂法，均匀地将其涂覆于硅橡胶待粘合部位，使其表面活化，待残留的有机溶剂即苯、甲苯、二甲苯或石油醚完全挥发(常温下约5分钟)，即可在其表面涂上α-氰基丙烯酸酯胶黏剂，再把塑料粘在胶黏剂上。
本发明中使用的α-氰基丙烯酸酯胶黏剂为α-氰基丙烯酸甲酯胶黏剂或是α-氰基丙烯酸乙酯胶黏剂。
本发明处理的硅橡胶表面涂上一层α-氰基丙烯酸酯胶黏剂，能与塑料粘接牢固，有效地避免了由于火焰处理橡胶表面而带来的潜在安全隐患。
本发明的有益效果在于：本发明的硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂中，有机溶剂即苯、甲苯、二甲苯或石油醚具有溶胀作用，能使高分子的硅橡胶体积膨胀，从而使易于溶解在有机溶剂中的含氨基硅烷偶联剂容易均匀扩散到硅橡胶的表面，而且能使部分含氨基的硅烷偶联剂渗入硅橡胶表面的细孔中，从而进一步提高胶粘性能。而上述的α-氰基丙烯酸酯胶黏剂，由于强吸电子的氰基和酯基的存在，这类单体很容易在水或弱碱的催化作用下进行阴离子聚合。从而实现α-氰基丙烯酸酯胶黏剂与塑料快速粘结的目的，一般在10分钟后即可达到难分离的使用强度，24小时后完全固化。
具体实施方式
下面通过实施例进一步介绍本发明，但是实施例不会构成对本发明的限制。
实施例1
在常温常压下，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入甲苯溶液中，搅拌5分钟，即得硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂，其中配料为γ-氨丙基三乙氧基硅烷1g和甲苯溶液99g。
采用刷涂的方式将该表面处理剂涂覆于硅橡胶表面，并在常温通风条件下干燥5分钟，使得甲苯蒸发，从而得到均匀的含氨基的硅烷偶联剂的涂层，然后将α-氰基丙烯酸甲酯胶黏剂点涂在处理过的硅橡胶上，粘上塑料，常温下固化10分钟后测试得到硅橡胶与塑料的剥离强度为4.97MPa。
实施例2
在常温常压下，将苯10g、甲苯20g、二甲苯50g、石油醚18g配制成混合溶液，将γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入到混合溶液中，搅拌5分钟，即得硅橡胶表面处理剂。后续涂覆、粘结(采用α-氰基丙烯酸乙酯胶黏剂)操作同实施例1，常温下固化10分钟后测试得到硅橡胶与塑料的剥离强度为4.55MPa。
实施例3
按以下表1实例3中指定的各组分含量重复实施例2的方法，在表1中列出了测试结果。
| 各组分含量(重量份)和剥离强度 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 选用的含氨基硅烷偶联剂 | γ-氨丙基三乙氧基硅烷 | γ-氨丙基三甲氧基硅烷 | γ-氨丙基三乙氧基硅烷 |
| 含氨基硅烷偶联剂 | 1.0 | 2.0 | 4.0 |
| 苯 | - | 10.0 | 5.0 |
| 甲苯 | 99.0 | 20.0 | 6.0 |
| 二甲苯 | - | 50.0 | 5.0 |
| 石油醚 | - | 18.0 | 80.0 |
| 剥离强度(MPa) | 4.97 | 4.55 | 4.03 |
| 断裂形式 | 硅橡胶断 | 硅橡胶断 | 硅橡胶断 |
表1
从上表1中各实施例的剥离强度测试数据说明，经过本发明硅橡胶表面处理剂处理的硅橡胶，通过α-氰基丙烯酸酯胶黏剂与塑料粘接后，具有相当大的剥离强度。
实施例4
在常温常压下，按下表2，将苯30g、甲苯25g、二甲苯15g、石油醚29.1g配制成混合溶液，将0.7gγ-氨丙基三甲氧基硅烷与0.2g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合后加入到混合溶液中，搅拌5分钟，即得硅橡胶表面处理剂。后续涂覆、粘结(采用α-氰基丙烯酸乙酯胶黏剂)操作同实施例1，常温下固化10分钟后测试得到硅橡胶与塑料的剥离强度为4.45MPa。
实施例5
按以下表2实例5中指定的各组分含量重复实施例4的方法，在表2中列出了测试结果。
表2
实施例6
在常温常压下，按下表3，将苯10g、甲苯30g、二甲苯25g、石油醚33.8g配制成混合溶液，将0.6g γ-氨丙基三甲氧基硅烷、0.2g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷及0.4g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合后加入到混合溶液中，搅拌5分钟，即得硅橡胶表面处理剂。后续涂覆、粘结(采用α-氰基丙烯酸乙酯胶黏剂)操作同实施例1，常温下固化10分钟后测试得到硅橡胶与塑料的剥离强度为4.34MPa。
实施例7
按以下表3实例7中指定的各组分含量重复实施例6的方法，在表3中列出了测试结果。
表3
Claims (5)
1、硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂，其特征在于包含有含氨基硅烷偶联剂和有机溶剂经混合配制而成，各配料含量按质量百分比计为：含氨基硅烷偶联剂0.5％～5％，有机溶剂95％～99.5％，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯和石油醚中的任意一种或任意两种及两种以上的混合，任意两种及两种以上的混合时，为任意配比。
2、按权利要求1所述的硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂，其特征在于所述的含氨基硅烷偶联剂为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或任意两种及两种以上的混合，任意两种及两种以上的混合时，为任意配比。
3、权利要求1所述的硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂的制备，其特征在于包括有以下步骤：
1)取有机溶剂进行充分混合，得到混合溶液，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯和石油醚中的任意一种或任意两种及两种以上的混合，任意两种及两种以上的混合时，为任意配比；
2)将含氨基的硅烷偶联剂加入到上述混合溶液中，搅拌混合均匀即得硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂，所述的各配料含量按质量百分比计为：含氨基硅烷偶联剂0.5％～5％，有机溶剂95％～99.5％，上述各步骤均是在常温和常压下进行的。
4、权利要求1所述的硅橡胶与塑料粘合用表面处理剂的使用方法，其特征在于在使用时采用常规涂覆，均匀地将其涂覆于硅橡胶待粘合部位，使其表面活化，待残留的有机溶剂完全挥发，即可在其表面涂上α-氰基丙烯酸酯胶黏剂，再把塑料粘在胶黏剂上。
5、按权利要求4所述的使用方法，其特征在于α-氰基丙烯酸酯胶黏剂为α-氰基丙烯酸甲酯胶黏剂或是α-氰基丙烯酸乙酯胶黏剂。
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