CN102786701B - 氟胶硅胶热硫化粘合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶制造技术领域，涉及一种成本低廉、性能优异的氟胶硅胶热硫化粘合工艺，该工艺可使普通氟胶和硅胶硫化粘合。一种氟胶硅胶热硫化粘合工艺，该工艺采用粘结组合物压延成薄片，置于内层氟胶与硅胶之间，形成内层氟胶、粘结组合物和硅胶结构的半成品，然后加热硫化使内层氟胶和硅胶粘合固定；所述的内层氟胶是由如下的组份按重量份混合而成：氟胶100份，活性氧化镁8-10份，氢氧化钙5-6份，甲基丙烯酸镁0.5-1份，碳黑8-10份，硅酸钙5-6份，双酚AF 1.2-1.5份，交联剂2-3份，硫化剂2-2.5份；所述的粘结组合物是由所述的内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1按重量比3.8-4.2∶4.6-5.5∶1混合而成。本发明采用一种中间过渡层，解决氟胶硅胶的粘合问题。
Description
技术领域
本发明属于橡胶制造技术领域，涉及一种用于氟胶与硅胶进行热硫化粘合工艺。
背景技术
涡轮增压技术因其节省燃料，从而经济性好，同时更重要的是更加环保，所以受到很大重视。而随着涡轮增压技术的进步以及涡轮柴油机市场的发展，提高了对这些系统部件所采用材料性能和产量的需求。涡轮增压器软管一般使用VMQ有机硅胶，并配以含氟弹性体衬里（FVMQ含氟有机硅或FKM碳氟化合物）。对这些橡胶材料的要求是卓越的耐高温机油特性并抗耐燃油，更高的工作温度——通常高达200℃以上，复合经济性以及对VMQ有机硅胶更高的粘接力，要求大于1.4KN/m。
而目前来看，国内的氟胶硅胶粘合技术在行业内鲜有成功案例。道康宁公司公开发表的涡轮增压管方案是选用该公司的氟硅胶与硅胶的粘合，而没有氟胶与硅胶的粘合技术。日本大金公司试验室内做出了用过氧化物氟胶与硅胶的粘合技术。此技术本发明人也已开发成功，此处不做叙述。但过氧化物氟胶成本昂贵，达600~700元/KG。申请号为CN 200810053928.0的中国发明专利提供一种氟橡胶与硅橡胶复合挤出后缠布胶管及其制备方法,氟橡胶与耐油硅橡胶,外层采用缠布硅胶制作的涡轮增压胶管,包括氟橡胶内层1、耐油硅胶中层2、硅胶布外层3;内层厚度为0.4MM～1.0MM,中层厚度为1～3MM,硅胶布每层厚度为0.5MM～1.5MM。该发明制备方法包括如下步骤:管坯制造过程、增强层制备和硫化成型过程。但其制得的涡轮增压器软管产品，其成本较高，且剥离强度仍不理想。
发明内容
本发明提供一种成本低廉、性能优异的氟胶硅胶热硫化粘合工艺，该工艺可使普通氟胶和硅胶硫化粘合。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种氟胶硅胶热硫化粘合工艺，该工艺采用粘结组合物压延成薄片，置于内层氟胶与硅胶之间，形成内层氟胶、粘结组合物和硅胶结构的半成品，然后加热硫化使内层氟胶和硅胶粘合固定；
所述的内层氟胶是由如下的组份按重量份混合而成：氟胶 100份，活性氧化镁 8-10份，氢氧化钙 5-6份，甲基丙烯酸镁 0.5-1份，碳黑8-10份，硅酸钙 5-6份，双酚AF 1.2-1.5份，交联剂 2-3份，硫化剂 2-2.5份；
所述的粘结组合物是由所述的内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1 按重量比3.8-4.2:4.6-5.5:1混合而成。本发明采用一种中间过渡层，解决氟胶硅胶的粘合问题。
作为优选，所述的内层氟胶是由如下的组份按重量份混合而成：氟胶FKM-DS2601 100份，活性氧化镁 10份，氢氧化钙 6份，甲基丙烯酸镁 1份，碳黑 N990 10份，硅酸钙 5份，双酚AF 1.2份，交联剂BPP 0.6份，交联剂TAIC 2份，硫化剂101-50D 2份。
作为优选，所述的粘结组合物是由所述的内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1 按重量比4:5:1混合而成。
作为优选，所述的粘结组合物的制备方法如下：
a、内层氟胶组分根据氟胶工艺混炼：氟胶投入开炼机塑炼1分钟，依次加入活性氧化镁和氢氧化钙，混炼2分钟，然后加入碳黑和硅酸钙，混炼3分钟，最后加入甲基丙烯酸镁、双酚AF、交联剂和硫化剂，混炼2分钟；调整辊距1mm以下，打三角包，薄通3遍；调整辊距至5～8mm，打卷6次，下片冷却；（硅胶按正常工艺加硫，也可以让硅胶厂家加好硫直接使用。）
b、将氟系偶联剂F-1 加入a步制得的内层氟胶，薄通2次；再将硅胶加入，混炼均匀，则此粘结层组分即完成。
作为优选，所述的加热硫化的工艺条件为：将半成品外表面缠布胶管，采用玻璃纸或尼龙带加压，硫化参数170℃/30分钟；模压产品的硫化参数为160～170℃/10～15分钟。
本发明采用的内层氟胶为普通氟胶，不是过氧化物氟胶，大大降低了涡轮增压器软管产品的生产成本。本发明与现有技术相比，较为突出的特点是：
1、目前国内的氟橡胶与硅胶复合胶管，没有成熟技术，大多采用氟胶与硅胶直接帖合，剥离强度差，一般以0.7kN/m以下，严格来说不能生产。本发明解决了此问题，剥离强度达到1.4kN/m以上，达到了生产许可的1.2kN/m的要求。
2、据厂家介绍，日本大金公司在实验室里做出了用过氧化物氟胶与硅胶的粘合技术，此技术本发明人经过试制也已成功。但此种粘合需用过氧化物的氟胶，胶料成本高达550元/KG，实际生产承受不了。本发明的胶料成本在150元/KG，大大降低了成本，可以满足实际生产需求，并能实现工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1得到的产品剥离强度图。纵坐标是力值，横坐标是测试时的运行距离（mm）。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
实施例1-5：
一种氟胶硅胶热硫化粘合工艺，该工艺采用粘结组合物压延成薄片，置于内层氟胶与硅胶之间，形成内层氟胶、粘结组合物和硅胶结构的半成品，然后加热硫化使内层氟胶和硅胶粘合固定，所述的加热硫化的工艺条件为：将半成品外表面缠布胶管，采用玻璃纸或尼龙带加压，硫化参数170℃/30分钟；模压产品的硫化参数为160～170℃/10～15分钟。
所述的内层氟胶是由如表1所示的组份混合而成。
表1（单位：kg）
| 实施例 组份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 氟胶FKM-DS2601 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 活性氧化镁 | 10 | 10 | 8 | 8 | 9 |
| 氢氧化钙 | 6 | 5 | 6 | 6 | 5 |
| 甲基丙烯酸镁 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 1 |
| 碳黑 N990 | 10 | 10 | 10 | 8 | 8 |
| 硅酸钙 | 5 | 5 | 5 | 6 | 6 |
| 双酚AF | 1.2 | 1.5 | 1.5 | 1.2 | 1.5 |
| 交联剂BPP | 0.6 | - | 2 | 1 | 0.6 |
| 交联剂TAIC | 2 | 2 | - | 2 | 2 |
| 硫化剂101-50D | 2 | 2 | 2.5 | 2.5 | 2 |
所述的粘结组合物的制备方法如下：
a、内层氟胶组分根据氟胶工艺混炼：氟胶投入开炼机塑炼1分钟，依次加入活性氧化镁和氢氧化钙，混炼2分钟，然后加入碳黑和硅酸钙，混炼3分钟，最后加入甲基丙烯酸镁、双酚AF、交联剂和硫化剂，混炼2分钟；调整辊距1mm以下，打三角包，薄通3遍；调整辊距至5～8mm，打卷6次，下片冷却；（硅胶按正常工艺加硫，也可以让硅胶厂家加好硫直接使用。）
b、将所述的内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1 按重量比4:5:1混合而成，具体过程为：将氟系偶联剂F-1 加入a步制得的内层氟胶，薄通2次；再将硅胶加入，混炼均匀，则此粘结层组分即完成。
实施例6
具体方案同实施例1，不同之处在于：粘结组合物中，内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1 的重量比为3.8:4.6:1。
实施例7
具体方案同实施例1，不同之处在于：粘结组合物中，内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1 的重量比为4.2:5.5:1。
实施例1的硫化曲线见表2。
表2 硫化曲线170℃X10Min
| T10(M ′S 〞) | T90(M ′S 〞) | ML (KG.CM) | MH(KG.CM) | |
| 内层氟胶 | 42′ | 3′19〞 | 0.12 | 2.28 |
| 粘结组合物 | 41′ | 4′05〞 | 0.46 | 4.56 |
表2为制造过程特性，生产时可据此制定产品硫化条件。使用高铁硫化仪，测试条件：170℃X10Min。
以实施例1制得的产品进行测试，内层氟胶和粘结组合物的物理性能见表3.
表3 物理性能
| 硬度（邵尔A） | 拉断强度（MPa） | 拉断伸长率(%) | |
| 内层氟胶 | 65 | 12.53 | 221 |
| 粘结组合物 | 51 | 8.6 | 528 |
表3为典型的胶料物理性能。说明粘合胶的强力较好，可以满足生产要求。
以上各实施例的工艺生产涡轮增压器软管产品，对其进行剥离强度测定实验：测试方法采用GB/T 532-2008：硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度的测定。产品标准参照行业内标准及国际标准。测定结果见表4和图1。
表4
| 试件宽度mm | 撕裂拉伸强度N/mm |
| 25.00 | 2.256 |
| 24.00 | 1.534 |
根据表4和图1得到的结论：本工艺制得的两种产品，测试结果说明，剥离强度达到1.5N/mm以上，高于行业上国际标准1.4N/mm的规定值。本技术生产产品性能优异，完全达到行业的要求。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种氟胶硅胶热硫化粘合方法，其特征在于：该方法采用粘结组合物压延成薄片，置于内层氟胶与硅胶之间，形成内层氟胶、粘结组合物和硅胶结构的半成品，然后加热硫化使内层氟胶和硅胶粘合固定；
所述的内层氟胶是由如下的组份按重量份混合而成：氟胶 100份，活性氧化镁 8-10份，氢氧化钙 5-6份，甲基丙烯酸镁 0.5-1份，碳黑8-10份，硅酸钙 5-6份，双酚AF 1.2-1.5份，交联剂 2-3份，硫化剂 2-2.5份；
所述的粘结组合物是由所述的内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1 按重量比3.8-4.2:4.6-5.5:1混合而成。
2.根据权利要求1所述的氟胶硅胶热硫化粘合方法，其特征在于：所述的内层氟胶是由如下的组份按重量份混合而成：氟胶FKM-DS2601 100份，活性氧化镁 10份，氢氧化钙 6份，甲基丙烯酸镁 1份，碳黑 N990 10份，硅酸钙 5份，双酚AF 1.2份，交联剂BPP 0.6份，交联剂TAIC 2份，硫化剂101-50D 2份。
3.根据权利要求1或2所述的氟胶硅胶热硫化粘合方法，其特征在于：所述的粘结组合物是由所述的内层氟胶、硅胶和氟系偶联剂F-1 按重量比4:5:1混合而成。
4.根据权利要求1或2所述的氟胶硅胶热硫化粘合方法，其特征在于：所述的粘结组合物的制备方法如下：
a、内层氟胶组分根据氟胶方法混炼：氟胶投入开炼机塑炼1分钟，依次加入活性氧化镁和氢氧化钙，混炼2分钟，然后加入碳黑和硅酸钙，混炼3分钟，最后加入甲基丙烯酸镁、双酚AF、交联剂和硫化剂，混炼2分钟；调整辊距1mm以下，打三角包，薄通3遍；调整辊距至5～8mm，打卷6次，下片冷却；
b、将氟系偶联剂F-1 加入a步制得的内层氟胶，薄通2次；再将硅胶加入，混炼均匀，则此粘结组合物即完成。
5.根据权利要求1或2所述的氟胶硅胶热硫化粘合方法，其特征在于：所述的加热硫化的方法条件为：将半成品外表面缠布胶管，采用玻璃纸或尼龙带加压，硫化参数170℃/30分钟；模压产品的硫化参数为160～170℃/10～15分钟。
6.根据权利要求3所述的氟胶硅胶热硫化粘合方法，其特征在于：所述的加热硫化的方法条件为：将半成品外表面缠布胶管，采用玻璃纸或尼龙带加压，硫化参数170℃/30分钟；模压产品的硫化参数为160～170℃/10～15分钟。
7.根据权利要求4所述的氟胶硅胶热硫化粘合方法，其特征在于：所述的加热硫化的方法条件为：将半成品外表面缠布胶管，采用玻璃纸或尼龙带加压，硫化参数170℃/30分钟；模压产品的硫化参数为160～170℃/10～15分钟。
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