CN102807832B - 一种环境友好型金属与弹性体粘接胶黏剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环境友好型金属与弹性体粘接胶黏剂，此胶黏剂由氯磺化聚合物、交联剂、吸酸剂、填料、含异氰酸基团聚合物以及溶剂组成。按照重量份分数计：氯磺化聚合物10-15份，交联剂3-5份，吸酸剂3-7份，填料5-7.5份，含异氰酸基团聚合物1-1.5份，其余为溶剂，总重量按照100份计算。本发明选用改性锌的磷酸盐替代铅盐作为氯磺化聚合物的吸酸剂能够起到很好的吸酸作用，同时该胶黏剂还具有较好的耐预热性能。
Description
技术领域
本发明属于橡胶与金属粘结领域，具体涉及一种环境友好型金属与弹性体粘接胶黏剂。
背景技术
橡胶与金属之间的粘接已有很久的历史，可以追溯到1850年，目前采用的粘接方法可分为直接粘接法、硬质橡胶法、镀黄铜法和胶粘剂粘接法。其中胶黏剂法是目前应用最为广泛和有效的方法。酚醛树脂、多异氰酸酯和卤化聚合物是胶粘剂常用的三大类基体材料。
酚醛树脂主要用于极性橡胶，也可用作粘接非极性橡胶的底涂层材料（如Chenlok205）。异氰酸酯常指三苯基甲烷三异氰酸酯，该胶粘剂既适用于极性橡胶（NBR、CR）的粘接，也适用于NR、EPDM等非极性橡胶的粘接，异氰酸酯还与其它材料配合使用。胶粘剂的低粘度和-NCO对湿气的敏感严重影响着制品性能的稳定性，马兴法等人对-NCO基团加以保护保护后的-NCO基团的反应活性显著降低，高温环境下-NCO基团保护自动解除，-NCO发生聚合，用于一些难粘橡胶与金属的粘接取得了很好的粘接效果。卤化聚合物用于粘接最早公布于1932年的莱蒙德·瓦特的美国专利，可用于天然或合成橡胶的粘接，1959年的美国专利中报道了胶粘剂中加入少量溴化2，3-二氯丁二烯可提高粘接性能，现广泛使用的Chenlok220的XPS分析中即可观测到较高含量的氯元素和微量的溴元素存在。用于粘接的卤化聚合物种类较多，如2，3-二氯-1，3丁二烯、氯化乙丙橡胶。张建伟、蔡明采用自制的2，3-二氯丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物作为金属-橡胶胶粘剂的主体材料，制得具有较高粘接强度和优良储存稳定性的胶粘剂。
卤化聚合物是金属-弹性体粘接体系中一种重要的原料，但是很多卤化体系的橡胶在硫化过程中都会释放出卤化氢，铅盐作为一种重要的吸酸剂，能够很好的起到吸酸剂的作用。同时，铅盐还能够很好的提高胶黏剂的耐预热性能。但是欧盟限制铅含量法令于2003年7月1日正式施行，进一步淘汰了铅盐的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种替代铅盐化合物吸酸剂的环境友好型的金属与弹性体热硫化胶黏剂。
本发明提出的一种环境友好型金属与弹性体粘接胶黏剂，由氯磺化聚合物、交联剂、吸酸剂、填料、含异氰酸基团聚合物以及溶剂组成，按照重量份分数计： 氯磺化聚合物10-15份，交联剂3-5份，吸酸剂3-7份，填料5-7.5份，含异氰酸基团聚合物1-1.5份，其余为溶剂，总重量按照100份计算。
本发明中，氯磺化聚合物采用氯磺化聚乙烯，如牌号Tosoh，TS320等。
本发明中，交联剂为对苯醌二肟和纳米氧化铜组成的混合物，对苯醌二肟和纳米氧化铜的质量比为1:1。
本发明中，吸酸剂为改性锌的磷酸盐，如Heubach公司的ZMP。
本发明中，填料为炭黑、白炭黑或钛白粉中的一种或几种组成，其中炭黑为必须成份。
本发明中，含异氰酸基团聚合物为对苯醌二肟封端的甲苯二异氰酸酯。
本发明中，溶剂为混和二甲苯。
本发明选用改性锌的磷酸盐替代铅盐作为氯磺化聚合物的吸酸剂能够起到很好的吸酸作用，同时该胶黏剂还具有较好的耐预热性能。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明并不限于这些实施例。所有份数均按重量份表示。
粘结母胶天然胶配比表，质量为100份计。
| 成分 | 份数 |
| 天然生胶5号标胶 | 68.40 |
| 氧化锌 | 3.42 |
| 硬脂酸 | 0.68 |
| 4010NA | 1.36 |
| BLE | 1.36 |
| 微晶蜡 | 2.05 |
| 炭黑 | 20.53 |
| 硫磺 | 1.03 |
| 促进剂DM | 0.14 |
| 促进剂CZ | 1.03 |
注，其中炭黑牌号为N-774。
粘接方法
将本发明胶黏剂刷涂于基材表面，150℃烘箱烘烤20min，贴合母胶在硫化机上进行硫化。硫化温度165℃，硫化时间4.5min。热硫化粘结后按照GB/T7760-2003硫化橡胶或热塑性橡胶与硬质板材粘合强度的测定进行检测，破坏类型记录残留在粘结区域的橡胶保留比。
实施例1
将10份氯磺化聚乙烯（Tosoh，TS320）与30份的混合二甲苯进行溶解。取20份的橡胶溶液，然后加入4份交联剂（对苯醌二肟：纳米氧化铜=1:1，质量比），5份炭黑，加入4份的吸酸剂（Heubach，ZMP）以及20份的混合二甲苯，使用砂磨机进行研磨。细度控制在5-7μ。研磨完毕之后加入剩余的橡胶溶液，1.5份的对苯醌二肟封端的甲苯二异氰酸酯，再加入25份混合二甲苯，搅拌均匀。
实施例2
将15份氯磺化聚乙烯（Tosoh，TS320）与30份的混合二甲苯进行溶解。取20份的橡胶溶液，然后加入4份交联剂（对苯醌二肟：纳米氧化铜=1:1，质量比），5份炭黑，加入4份的吸酸剂（Heubach，ZMP）以及20份的混合二甲苯，使用砂磨机进行研磨。细度控制在5-7μ。研磨完毕之后加入剩余的橡胶溶液，1.5份的对苯醌二肟封端的甲苯二异氰酸酯，再加入25份混合二甲苯，搅拌均匀。
实施例3
将12份氯磺化聚乙烯（Tosoh，TS320）与30份的混合二甲苯进行溶解。取20份的橡胶溶液，然后加入4份交联剂（对苯醌二肟：纳米氧化铜=1:1，质量比），5份炭黑，加入7份的吸酸剂（Heubach，ZMP）以及20份的混合二甲苯，使用砂磨机进行研磨。细度控制在5-7μ。研磨完毕之后加入剩余的橡胶溶液，1.5份的对苯醌二肟封端的甲苯二异氰酸酯，再加入25份混合二甲苯，搅拌均匀。
实施例4
将15份氯磺化聚乙烯（Tosoh，TS320）与30份的混合二甲苯进行溶解。取20份的橡胶溶液，然后加入7份交联剂（对苯醌二肟：纳米氧化铜=1:1，质量比），5份炭黑，加入4份的吸酸剂（Heubach，ZMP）以及20份的混合二甲苯，使用砂磨机进行研磨。细度控制在5-7μ。研磨完毕之后加入剩余的橡胶溶液，1份的对苯醌二肟封端的甲苯二异氰酸酯，再加入25份混合二甲苯，搅拌均匀。
测试结果：
| 实施例 | 剥离强度（KN/m） | 破坏类型 |
| 1 | 12.9 | 98%R |
| 2 | 14.7 | 100%R |
| 3 | 14.5 | 100%R |
| 4 | 12.7 | 100% |
Claims (2)
1.一种环境友好型金属与弹性体粘接胶黏剂，由氯磺化聚合物、交联剂、吸酸剂、填料、含异氰酸基团聚合物以及溶剂组成，按照重量份分数计： 氯磺化聚合物10-15份，交联剂3-5份，吸酸剂3-7份，填料5-7.5份，含异氰酸基团聚合物1-1.5份，其余为溶剂，总重量按照100份计算；所述氯磺化聚合物采用氯磺化聚乙烯；所述交联剂为对苯醌二肟和纳米氧化铜组成的混合物，对苯醌二肟和纳米氧化铜的质量比为1:1；所述含异氰酸基团聚合物为对苯醌二肟封端的甲苯二异氰酸酯；所述溶剂为混和二甲苯；所述吸酸剂采用改性锌的磷酸盐，为Heubach公司的ZMP。
2.根据权利要求1所述的环境友好型金属与弹性体粘接胶黏剂，其特征在于所述填料为炭黑、白炭黑或钛白粉中的一种或几种组成，其中炭黑为必须成份。
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