CN104109496A - 一种双组份橡胶型金属粘合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双组份橡胶型金属粘合剂，包括A组份和B组份，所述A组份和B组分的体积比为1:1-5:1，所述A组份包括马来酸酐封端的液体橡胶、硫化剂、促进剂、抗氧化剂、发泡剂、干燥剂、触变剂、氧化锌和填料A、所述B组份包括羟基封端的液体橡胶、增塑剂和填料B。还提供了双组份橡胶型金属粘合剂的制备方法。本发明的双组份橡胶型金属粘合剂在施工之后两组分之间能够常温反应，提高了汽车零部件经过粘合之后的尺寸稳定性和烘烤前运输途中的抗震动能力，同时后续工艺过程中仍然具有良好的固化能力和粘接性能。并且采用高速搅拌工艺进行生产，与捏合机相比大大提高了生产效率。

Description

一种双组份橡胶型金属粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，涉及一种用于汽车及机械工业中金属钣金粘接的胶粘剂，特别涉及一种双组份橡胶型金属粘合剂及其制备方法。

背景技术

汽车在人们的日常生活和工作中起着极其重要的作用，是现代化生产、现代化经济建设和国防建设不可缺少的交通、运输工具。随着科学技术日新月异的发展，汽车的种类和性能也不断增加并趋于完善，人们对汽车质量的可靠性、技术先进性的要求也不断提高。

汽车粘接剂密封胶是汽车生产所需的一类重要辅助材料，这类材料的应在汽车产品的结构增强、紧固防松、密封防锈、减震降噪、隔热消音和内外装饰以及简化制造工艺等方面起着特殊的作用。随着汽车向轻量化、高速节能、安全舒适、低成本、长寿命和无公害方向发展的需求，人们对高品质的汽车粘接剂密封胶的开发应用就愈加重视，因为它们不仅能满足汽车产品制造过程中的诸多特定技术要求，而且能确保汽车产品的整体质量。粘接剂、密封胶已经成为现代汽车工业生产中必不可少的材料。

车身上应用的粘接剂、密封胶主要有折边胶、点焊密封胶、增强防震胶、焊密封胶、防震隔热涂料及抗石击涂料等。橡胶具有高弹性、耐油防腐、良好的密封性等性能，被应用于折边胶、防震胶及密封胶的制备中。

现有的汽车橡胶类胶粘剂大都采用聚硫橡胶或是固体橡胶，如氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶等，具有良好的防震效果、耐油防腐的性能，但是固体类橡胶型胶粘剂一般需要在捏合机中进行生产，生产效率低。通常粘接力不够高，扛冲洗性能差等不足，容易污染电泳池，限制了在高强度结构粘接方面的应用。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种双组份橡胶型金属粘合剂，在施工之后两组分之间能够常温反应，提高了汽车零部件经过粘合之后的尺寸稳定性和烘烤前运输途中的抗震动能力，同时后续工艺过程中仍然具有良好的固化能力和粘接性能。

本发明的另一个目的在于提供了一种上述双组份橡胶型金属粘合剂的制备方法，采用高速搅拌工艺进行生产，与捏合机相比大大提高了生产效率。

本发明的目的是这样实现的：

首先，本发明提供了一种双组份橡胶型金属粘合剂，包括A组份和B组份，所述A组份和B组分的体积比为1:1-5:1，其特征在于，

所述A组份包括以下重量百分比的原料：

所述A组分的上述所有原料的重量百分比之和为100％；

所述B组份包括以下重量百分比的原料：

羟基封端的液体橡胶  15-60％；

增塑剂              2-25％；

填料B               10-35％；

所述B组分的上述所有原料的重量百分比之和为100％。

上述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其中，所述A组份中所述马来酸酐封端的液体橡胶可选用马来酸酐封端的液体聚丁二烯和马来酸酐封端的液体聚异戊二烯中的至少一种。

上述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其中，所述A组份中所述硫化剂为硫磺。

上述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其中，所述A组份中所述促进剂为二硫代氨基甲酸盐类促进剂，所述二硫代氨基甲酸盐类促进剂可选用ZBEC(Zinc dibenzyl dithiocarbamate,二苄基二硫代氨基甲酸锌)和ZDEC(Zincdiethyldithiocarbamate，二乙基二硫代氨基甲酸锌)中的至少一种。

上述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其中，所述A组份中所述填料A包括重质碳酸钙、包覆碳酸钙、滑石粉和云母粉，其中：

所述重质碳酸钙占所述A组份总重量的20-35％；

所述包覆碳酸钙占所述A组份总重量的5-25％；

所述滑石粉占所述A组份总重量的0-5％；

所述云母粉占所述A组份总重量的0-5％。

上述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其中，所述B组分中所述羟基封端的液体橡胶可选用羟基封端的液体聚丁二烯和羟基封端的液体聚异戊二烯中的至少一种。

上述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其中，所述B组分中所述增塑剂可选用环氧大豆油和磺化交联的蓖麻油中的至少一种。

上述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其中，所述B组分中所述填料B包括包覆碳酸钙和氧化钙，其中：

所述包覆碳酸钙占所述B组份总重量的5-25％；

所述氧化钙占所述B组份总重量的3-10％。

其次，本发明提供了一种上述双组份橡胶型金属粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

1)制备所述A组份，A组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜A中进行，并在整个合成过程中控制反应釜A内温度低于50℃，先在反应釜A中加入马来酸酐封端的液体橡胶，再依次加入硫化剂、促进剂、抗氧化剂、发泡剂、干燥剂、触变剂和氧化锌，真空搅拌10-15min至混合均匀；然后在反应釜A中加入填料A，真空搅拌10-30min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜A的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20-30min至混合均匀，得A组份；

2)制备所述B组份，B组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜B中进行，并在整个合成过程中控制反应釜B内温度低于50℃，先在反应釜B中加入羟基封端的液体橡胶和增塑剂，高速搅拌分散混合均匀后，真空搅拌10-15min；然后在反应釜B中加入填料B，真空搅拌10-30min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜B的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20-30min至混合均匀，得B组份；

3)将A组份和B组份分开包装。

本发明的双组份橡胶型金属粘合剂通过A组分中液体橡胶含有的马来酸酐与B组分中液体橡胶含有的羟基在常温下能够发生化学反应，与金属表面形成化学键，从而提高对金属材料的粘接力，改善破环形式。

本发明采用的是液体橡胶为基料，通过高温硫化而获得最终强度和粘接力。使用时，A组份和B组份可依据固化速度的具体要求，按体积比1:1至5:1进行混合均匀。

其特点如下：

(1)采用常温固化和高温固化工艺，使得材料在较低温度时可获得初始接粘力，具有优异的抗流挂，抗冲洗，可搬运、拆卸等性能，经过高温烘烤后达到最终目标性能；

(2)对金属材料具有极好的粘接性，粘接强度高，内聚破坏，可用于金属零部件中部分结构部位的粘接密封；

(3)具有橡胶的高弹性，有良好的防震和抗冲击能力；固化后胶层致密，密封性能和防腐性能好。

本发明的有益效果：通过本发明的技术方案，使得橡胶型金属粘合剂在施工之后能够常温反应，提高了汽车零部件经过施工橡胶型粘合剂之后的尺寸稳定性和烘烤前运输途中的抗震动能力，同时后续工艺过程中仍然具有良好的固化能力和粘接性能。并且本发明的双组份橡胶型金属粘合剂采用高速搅拌工艺生产，与捏合机相比大大提高了生产效率。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1

一种双组份橡胶型金属粘合剂，包括A组份和B组份，A组份和B组分的体积比为1:1-5:1，A组份由以下重量百分比的原料组成：

B组份由以下重量百分比的原料组成：

上述双组份橡胶型金属粘合剂的制备方法，其步骤为：

1)制备所述A组份，A组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜A中进行，并在整个合成过程中控制反应釜A内温度低于50℃，先在反应釜A中加入马来酸酐封端的液体聚丁二烯，搅拌2min，再缓慢依次加入硫磺、ZBEC、抗氧化剂、干燥剂和氧化锌，真空搅拌10min至混合均匀；然后开启反应釜A，在反应釜A中缓慢依次加入重质碳酸钙、包覆碳酸钙和滑石粉，真空搅拌10min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜A的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20min至混合均匀，得A组份；

2)制备所述B组份，B组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜B中进行，并在整个合成过程中控制反应釜B内温度低于50℃，先在反应釜B中加入羟基封端的液体聚丁二烯和环氧大豆油，高速搅拌分散混合均匀后，真空搅拌10-15min；然后在反应釜B中缓慢加入包覆碳酸钙和氧化钙，真空搅拌10-15min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜B的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20-30min至混合均匀，得B组份；

3)将A组份和B组份分开包装。

制备实施例1的双组份橡胶型金属粘合剂时采用水循环冷却工艺和真空搅拌。反应釜A和反应釜B分别具有冷却水循环系统，制备本发明的双组份橡胶型金属粘合剂，打开冷却水循环系统，确保反应釜内温度低于50℃。反应釜A和反应釜B分别具有抽真空系统，真空搅拌在抽真空条件下进行。

本实施例1中，A组份中，促进剂为二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZBEC，在烘烤温度为110～130℃时预固化成形，使胶粘剂具有良好的抗冲洗，状态保持性，搬运过程中防脱落或防止钣金错位等性能；硫化剂为硫磺，作用是当烘烤温度达到150℃以上时，使橡胶硫化交联达到最佳性能。

在使用时，A组份和B组份按照体积比3:1混合均匀。

剪切强度检测试验：

本实施例1中双组份橡胶型金属粘合剂的剪切强度检测方法：基材为镀锌钢板，表面涂防锈油，每平米上防锈油不超过3g，搭接面积25mm×12.5mm,双组份橡胶型金属粘合剂厚度为0.2mm，常温23℃放置30min，剪切强度为0.4Mpa；130℃烘烤20min，剪切强度可达3.6Mpa；180℃烘烤20min，剪切强度可达7.4Mpa，内聚力破坏。

实施例2

一种双组份橡胶型金属粘合剂，A组份和B组分的体积比为1:1-5:1，A组份由以下重量百分比的原料组成：

B组份由以下重量百分比的原料组成：

上述双组份橡胶型金属粘合剂的制备方法，其步骤为：

1)制备所述A组份，A组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜A中进行，并在整个合成过程中控制反应釜A内温度低于50℃，先在反应釜A中加入马来酸酐封端的液体聚异戊二烯，搅拌2min，再缓慢依次加入硫磺、ZDEC、抗氧化剂、干燥剂和氧化锌，真空搅拌10-15min至混合均匀；然后开启反应釜A，在反应釜A中缓慢依次加入重质碳酸钙、包覆碳酸钙和滑石粉，真空搅拌10-30min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜A的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20-30min至混合均匀，得A组份；

2)制备所述B组份，B组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜B中进行，并在整个合成过程中控制反应釜B内温度低于50℃，先在反应釜B中加入羟基封端的液体聚异戊二烯和磺化交联的蓖麻油，高速搅拌分散混合均匀后，真空搅拌10-15min；然后在反应釜B中缓慢加入包覆碳酸钙和氧化钙，真空搅拌10-15min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜B的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20-30min至混合均匀，得B组份；

3)将A组份和B组份分开包装。

制备实施例2的双组份橡胶型金属粘合剂时采用水循环冷却工艺和真空搅拌。反应釜A和反应釜B分别具有冷却水循环系统，制备本发明的双组份橡胶型金属粘合剂，打开冷却水循环系统，确保反应釜内温度低于50℃。反应釜A和反应釜B分别具有抽真空系统，真空搅拌在抽真空条件下进行。

本实施例2中，A组份中，促进剂为二硫代氨基甲酸盐类促进剂ZBEC，在烘烤温度为110～130℃时预固化成形，使胶粘剂具有良好的抗冲洗，状态保持性，搬运过程中防脱落或防止钣金错位等性能；硫化剂为硫磺，作用是当烘烤温度达到150℃以上时，使橡胶硫化交联达到最佳性能。

在使用时，A组份和B组份按照体积比3:2混合均匀。

剪切强度检测试验：

实施例2中双组份橡胶型金属粘合剂的剪切强度检测方法：基材为镀锌钢板，表面涂防锈油，每平米上防锈油不超过3g，搭接面积25mm×12.5mm,双组份橡胶型金属粘合剂厚度为0.2mm，常温23℃放置30min，剪切强度为0.7Mpa；130℃烘烤20min，剪切强度可达7.3Mpa；180℃烘烤20min，剪切强度可达9.2Mpa，内聚力破坏。

综上所述，本发明的双组份橡胶型金属粘合剂，根据可依据固化速度的具体要求，按体积比1:1至5:1混合均匀后使用，A组分中液体橡胶含有的马来酸酐与B组分中液体橡胶含有的羟基在常温下能够发生化学反应，与金属表面形成化学键，从而提高对金属材料的粘接力，改善破环形式。使得橡胶型金属粘合剂在施工之后能够常温反应，提高了汽车零部件经过施工橡胶型粘合剂之后的尺寸稳定性和烘烤前运输途中的抗震动能力，同时后续工艺过程中仍然具有良好的固化能力和粘接性能。并且本发明的双组份橡胶型金属粘合剂采用高速搅拌工艺生产，与捏合机相比大大提高了生产效率。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种双组份橡胶型金属粘合剂，包括A组份和B组份，所述A组份和B组分的体积比为1:1-5:1，其特征在于，

所述A组份包括以下重量百分比的原料：

所述A组分的上述所有原料的重量百分比之和为100％；

所述B组份包括以下重量百分比的原料：

羟基封端的液体橡胶  15-60％；

增塑剂              2-25％；

填料B               10-35％；

所述B组分的上述所有原料的重量百分比之和为100％。

2.如权利要求1所述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其特征在于，所述A组份中所述马来酸酐封端的液体橡胶可选用马来酸酐封端的液体聚丁二烯和马来酸酐封端的液体聚异戊二烯中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其特征在于，所述A组份中所述硫化剂为硫磺。

4.如权利要求1所述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其特征在于，所述A组份中所述促进剂为二硫代氨基甲酸盐类促进剂，所述二硫代氨基甲酸盐类促进剂可选用ZBEC和ZDEC中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其特征在于，所述A组份中所述填料A包括重质碳酸钙、包覆碳酸钙、滑石粉和云母粉，其中：

所述重质碳酸钙占所述A组份总重量的20-35％；

所述包覆碳酸钙占所述A组份总重量的5-25％；

所述滑石粉占所述A组份总重量的0-5％；

所述云母粉占所述A组份总重量的0-5％。

6.如权利要求1所述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其特征在于，所述B组分中所述羟基封端的液体橡胶可选用羟基封端的液体聚丁二烯和羟基封端的液体聚异戊二烯中的至少一种。

7.如权利要求1所述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其特征在于，所述B组分中所述增塑剂可选用环氧大豆油和磺化交联的蓖麻油中的至少一种。

8.如权利要求1所述的一种双组份橡胶型金属粘合剂，其特征在于，所述B组分中所述填料B包括包覆碳酸钙和氧化钙，其中：

所述包覆碳酸钙占所述B组份总重量的5-25％；

所述氧化钙占所述B组份总重量的3-10％。

9.一种如权利要求1所述的双组份橡胶型金属粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备所述A组份，A组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜A中进行，并在整个合成过程中控制反应釜A内温度低于50℃，先在反应釜A中加入马来酸酐封端的液体橡胶，再依次加入硫化剂、促进剂、抗氧化剂、发泡剂、干燥剂、触变剂和氧化锌，真空搅拌10-15min至混合均匀；然后在反应釜A中加入填料A，真空搅拌10-30min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜A的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20-30min至混合均匀，得A组份；

2)制备所述B组份，B组份合成工艺为：

在带搅拌装置、温度调节系统和抽真空系统的反应釜B中进行，并在整个合成过程中控制反应釜B内温度低于50℃，先在反应釜B中加入羟基封端的液体橡胶和增塑剂，高速搅拌分散混合均匀后，真空搅拌10-15min；然后在反应釜B中加入填料B，真空搅拌10-30min至混合均匀；接着刮净附着在反应釜B的釜壁的内表面上的液体，并真空搅拌20-30min至混合均匀，得B组份；

3)将A组份和B组份分开包装。