CN102634046B - 一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，属于胶粘剂领域，包括对胶粘剂进行预热步骤、硫化步骤和降温步骤，采用阶梯式升温和降温，升温和降温速度可控，可以确保金属与以三元乙丙橡胶为基体材料的未硫化橡胶材料之间的粘接质量和提高三元乙丙橡胶材料硫化后的力学性能以及结构尺寸。本发明能够有序地释放和消除胶粘剂的结构应力，最终保证了三元乙丙橡胶材料结构的完整性和粘接界面不受到应力作用而被破坏。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂领域，具体涉及一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法。
背景技术
胶粘剂的主要功能是将被粘接材料连接在一起。粘接的主要形式有两种：非结构型和结构型。非结构粘接主要是指表面粘涂、密封和功能性粘接，包括表面粘接用胶粘剂、密封和导电胶粘剂等；而结构型粘接是将结构单元用胶粘剂牢固地固定在一起的粘接现象。其中所用的结构胶粘剂及其粘接点必须能传递结构应力，在设计范围内不影响其结构的完整性及对环境的适用性。粘接组件内的应力传递与传统的机械紧固相比，应力分布更均匀，而且粘接的组件结构比机械紧固（铆接、焊接、过盈连接和螺栓连接等方式）强度高、成本低、质量轻。
由于粘接接头中应力分布十分均匀，可使被粘接物的强度和刚度全部得以体现，而且还可减轻质量，如宇航器采用胶粘剂组装消除了消极载荷，增大有效载荷；可用于金属、塑料、橡胶、陶瓷、软木、玻璃、木材、纸张、纤维等各种材料之间的粘接。在航空航天等行业的产品研制和生产中，常常应用粘接技术与胶粘剂。
IN-501胶粘剂是一种出色的热硫化型结构性胶粘剂，常用于金属与以三元乙丙橡胶为基体材料的未硫化橡胶材料之间的粘接。在硫化过程中，产生了多种化学反应，胶粘剂与金属之间，胶粘剂与三元乙丙橡胶材料之间，三元乙丙橡胶材料自身的硫化成型等。反应过程中发生吸热和放热，产生热应力，小分子溶剂的挥发，形成新的基团，交联形成新的结构，产生结构应力，多种应力的作用将影响界面的粘接以及三元乙丙橡胶材料硫化后的力学性能以及结构尺寸。
发明内容
本发明是提供一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，用以确保金属（钢或铝）与以三元乙丙橡胶为基体材料的未硫化橡胶材料之间的粘接质量和提高三元乙丙橡胶材料硫化后的力学性能以及结构尺寸。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，主要包括预热、硫化和降温步骤，具体为：
1）预热步骤：逐步升温至60℃，升温速度为5℃/min，在60±2℃保温1h；
2）硫化步骤1：逐步升温至120℃，升温速度为2℃/min，在120±2℃保温2h；
3）硫化步骤2：逐步升温至155℃，升温速度为2℃/min，在155±2℃保温1h；
4）降温步骤1：逐步降温至120℃，降温速度为2℃/min，在120±2℃保温1h；
5）降温步骤2：逐步降温至60℃，降温速度为2℃/min，在60±2℃保温1h；
6）降温步骤3：直接降温至环境温度；
通过以上步骤，完成对粘接后的物体的硫化处理。
所述预热、硫化和降温步骤中，需加压，压力为0.7~0.8MPa。
本发明提供的一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，采用预热保温，能够确保各种材料的温度基本一致；由于各种材料的导热系数不一样，传热速度不一致，避免升温过快，局部过热，影响反应的均匀性，硫化过程中，升温速度可控，而且控制在2℃/min，在120±2℃保温2h，硫化反应基本完成，在155±2℃保温1h，硫化反应完全。在降温过程中，采用阶梯式降温和可控降温，分别在120±2℃保温1h和在60±2℃保温1h，可以有序地释放和消除结构应力，确保三元乙丙橡胶材料结构的完整性，确保粘接界面不受到应力作用而被破坏。
表1是通过本发明提供的方法进行硫化处理后的实验结果。
具体实施方式
实施例1：
一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，主要包括对粘接物的预热、硫化和降温，具体为以下步骤：
1）预热步骤：逐步升温至60℃，升温速度为5℃/min，在58℃保温1h，加压，压力为0.7MPa；
2）硫化步骤1：逐步升温至120℃，升温速度为2℃/min，在118℃保温2h，加压，压力为0.7MPa；
3）硫化步骤2：逐步升温至155℃，升温速度为2℃/min，在153℃保温1h，加压，压力为0.7MPa；
4）降温步骤1：逐步降温至120℃，降温速度为2℃/min，在118℃保温1h，加压，压力为0.7MPa；
5）降温步骤2：逐步降温至60℃，降温速度为2℃/min，在58℃保温1h，加压，压力为0.7MPa；
6）降温步骤3：直接降温至环境温度，加压，压力为0.7MPa；
通过以上步骤，完成对粘接后的物体的硫化处理。
实施例2：
一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，主要包括以下步骤：
1）预热步骤：逐步升温至60℃，升温速度为5℃/min，在62℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
2）硫化步骤1：逐步升温至120℃，升温速度为2℃/min，在122℃保温2h，加压，压力为0.8MPa；
3）硫化步骤2：逐步升温至155℃，升温速度为2℃/min，在157℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
4）降温步骤1：逐步降温至120℃，降温速度为2℃/min，在122℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
5）降温步骤2：逐步降温至60℃，降温速度为2℃/min，在62℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
6）降温步骤3：直接降温至环境温度，加压，压力为0.8MPa；
通过以上步骤，完成对粘接后的物体的硫化处理。
实施例3：
一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，主要包括以下步骤：
1）预热步骤：逐步升温至60℃，升温速度为5℃/min，在60℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
2）硫化步骤1：逐步升温至120℃，升温速度为2℃/min，在120℃保温2h，加压，压力为0.8MPa；
3）硫化步骤2：逐步升温至155℃，升温速度为2℃/min，在155℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
4）降温步骤1：逐步降温至120℃，降温速度为2℃/min，在120℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
5）降温步骤2：逐步降温至60℃，降温速度为2℃/min，在60℃保温1h，加压，压力为0.8MPa；
6）降温步骤3：直接降温至环境温度，加压，压力为0.8MPa。
Claims (2)
1.一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
1）预热步骤：逐步升温至60℃，升温速度为5℃/min，在60±2℃保温1h；
2）硫化步骤1：逐步升温至120℃，升温速度为2℃/min，在120±2℃保温2h；
3）硫化步骤2：逐步升温至155℃，升温速度为2℃/min，在155±2℃保温1h；
4）降温步骤1：逐步降温至120℃，降温速度为2℃/min，在120±2℃保温1h；
5）降温步骤2：逐步降温至60℃，降温速度为2℃/min，在60±2℃保温1h；
6）降温步骤3：直接降温至环境温度；
通过以上步骤，完成对粘接后的物体的硫化处理，其中所述粘接的物体为金属和以三元乙丙橡胶为基体的未硫化橡胶材料之间的粘接。
2.根据权利要求1所述的一种提高胶粘剂粘接质量的硫化方法，其特征在于：所述预热、硫化和降温步骤中，需加压，压力为0.7~0.8MPa。
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