CN116678732A - 一种液体硅橡胶粘合强度试验方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于材料强度试验技术领域，具体涉及一种液体硅橡胶粘合强度试验方法。该方法包括：步骤S1、将液体硅橡胶各组分按设定比例混合均匀；步骤S2、置于真空装置中，并在设定压力下抽真空；步骤S3、将液体硅橡胶胶液涂抹在两个金属圆柱夹具的粘合面上；步骤S4、将两个金属圆柱夹具的粘合面对接，形成试样组件；步骤S5、将试样组件置于重力加载夹具上；步骤S6、将安置有试样组件的重力加载夹具放入硫化环境中进行设定温度下的硫化处理；步骤S7、将试样组件的各金属圆柱夹具分别连接一拉力载荷加载装置施加拉力，测试液体硅橡胶的粘合强度。本申请简化了试样制备方法，减少了试样夹具的连接结构，提高了试样整体的制备和装配效率。
Description
技术领域
本申请属于材料强度试验技术领域，具体涉及一种液体硅橡胶粘合强度试验方法。
背景技术
为避免出现剪切、弯曲等其他受力，单独测试液体硅橡胶的粘接力，需要检测出液体硅橡胶的单纯粘接强度。橡胶的粘接强度体现橡胶材料的粘接界面分离所需的力，也是评价粘接质量最常用的方法，它是粘接中的一项重要技术指标。粘接强度是指在外力作用下，使粘接接头中的粘结物与被粘结物界面体系产生破坏时所需要的应力。粘接强度的大小不仅取决于粘结物的粘接力、粘结物的力学性能、被粘物性质，而且与粘接工艺、被粘物表面处理、接头形式、受力情况(种类、大小、方向、频率)、环境因素(温度、湿度、压力、介质)、测试条件和实验技术有关。由于实际粘接强度受到多种因素的影响，所以粘结物粘接力(按分子间作用力计算的理论值)与实际测定的粘接强度存在很大的差异。
为了充分体现橡胶粘接物本体的性能，一般采用平对接方式，即将两个被粘物端面涂胶后平对接在一起所形成的接头。由于粘接面积小，负荷能力较小，更能体现橡胶粘接物自身的性能。目前现行的国家标准是GB/T 11211-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶与金属粘合强度的测定二板法》。由于标准中涉及的平对接接头承受负荷时，受力方向易发生偏移，产生弯曲力和应力集中现象，在这种力的作用下橡胶易受到劈裂应力。该方法主要针对需要模具成型，在一定温度和压力下加热硫化的固体橡胶材料与金属粘接强度的测定，对液体硅橡胶的适用性较差。同时固定橡胶和金属粘接试样的试验夹具采取垂直摆放，如图1所示，标准试样制备时易出现上圆形金属板1、橡胶试样2、下圆形金属板3不同轴问题。标准试样整体厚度不超过3cm，由于标准试样的整体厚度较薄，难以保证上圆形金属板、橡胶试样、下圆形金属板三个组件的同轴度，会导致接触面积不能完全达到测试尺寸要求，同时在试验夹具组装件中固定橡胶和金属粘接试样时，与试验机连接用的尾拴4、装配试样的连接件5和限位块6都会出现不同轴问题，会带来测试方向与试样重力方向不在一条轴线上，产生分力，最终导致测试结果不准确。同时标准试样用的上圆形金属板、下圆形金属板、与试验机连接用的尾拴、装配试样的连接件和限位块，这些试验用夹具结构较为复杂，且精度要求较高，不利于加工制造。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种液体硅橡胶粘合强度试验方法，主要包括：
步骤S1、将液体硅橡胶各组分按设定比例混合均匀；
步骤S2、将混合后的液体硅橡胶胶液置于真空装置中，并在设定压力下抽真空；
步骤S3、将抽真空后的液体硅橡胶胶液涂抹在两个金属圆柱夹具的粘合面上，所述金属圆柱夹具一端具有粘合面，另一端设置有能够适配连接拉力载荷加载装置的外螺纹；
步骤S4、将两个金属圆柱夹具的粘合面对接，形成试样组件；
步骤S5、将多个试样组件置于重力加载夹具上，所述重力加载夹具具有多个倾斜的条形槽，每个条形槽适配容纳一个试样组件；
步骤S6、将安置有试样组件的重力加载夹具放入硫化环境中进行设定温度下的硫化处理；
步骤S7、将试样组件的各金属圆柱夹具分别连接一拉力载荷加载装置，基于所述拉力载荷加载装置对相互粘合的金属圆柱夹具施加拉力，测试所述液体硅橡胶的粘合强度。
优选的是，所述金属圆柱夹具采用不锈钢材料制成。
优选的是，所述金属圆柱夹具采用钛合金材料制成。
优选的是，所述金属圆柱夹具的尺寸被设定为其长度与直径的比值位于1～2之间，外螺纹的长度不低于20mm。
优选的是，所述重力加载夹具被配置成当所述重力加载夹具稳定安装于试验台平面后，所述条形槽的延伸方向与水平面夹角为59～61°。
优选的是，步骤S6之后，进一步包括将所述金属圆柱夹具的粘合面周边上残留的硅橡胶清除干净。
本申请简化了试样制备方法，减少了试样夹具的连接结构，减少零件数量，简化制备工序，提高了试样整体的制备和装配效率，减小制造和测量误差，同时充分发挥了复合材料的减重优势。
附图说明
图1是现有的固定橡胶和金属粘接试样的试验卡具结构示意图。
图2是本申请液体硅橡胶粘合强度试验方法的一优选实施例的试样组件结构示意图。
图3是本申请液体硅橡胶粘合强度试验方法的一优选实施例的重力加载夹具结构示意图。
其中，1-上圆形金属板，2-橡胶试样，3-下圆形金属板，4-尾拴，5-连接件，6-限位块，7-第一金属圆柱夹具，8-第二金属圆柱夹具，9-重力加载夹具，10-条形槽。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请提供了一种液体硅橡胶粘合强度试验方法，主要包括：
步骤S1、将液体硅橡胶各组分按设定比例混合均匀；
步骤S2、将混合后的液体硅橡胶胶液置于真空装置中，并在设定压力下抽真空；
步骤S3、将抽真空后的液体硅橡胶胶液涂抹在两个金属圆柱夹具的粘合面上，所述金属圆柱夹具一端具有粘合面，另一端设置有能够适配连接拉力载荷加载装置的外螺纹；
步骤S4、将两个金属圆柱夹具的粘合面对接，形成试样组件；
步骤S5、将多个试样组件置于重力加载夹具上，所述重力加载夹具具有多个倾斜的条形槽，每个条形槽适配容纳一个试样组件；
步骤S6、将安置有试样组件的重力加载夹具放入硫化环境中进行设定温度下的硫化处理；
步骤S7、将试样组件的各金属圆柱夹具分别连接一拉力载荷加载装置，基于所述拉力载荷加载装置对相互粘合的金属圆柱夹具施加拉力，测试所述液体硅橡胶的粘合强度。
本申请采用两个金属圆柱夹具，如图2所示，第一金属圆柱夹具7与第二金属圆柱夹具8的粘接面相互对接，中间的液体硅橡胶胶液形成橡胶圆柱片，夹具的材料为不锈钢或者钛合金，夹具一端为粘合面，另一端带有螺纹，每个夹具粘接面上涂抹液体硅橡胶胶液，形成涂层，夹具长径比为2：1～1：1，螺纹长度至少20mm。
本申请的试样制备流程是先将液体硅橡胶各组分按照材料规范要求的比例混合均匀，在一定压力下的真空装置中抽真空。将抽真空后的胶液，直接均匀涂抹到两个加载用的金属圆柱夹具的粘合面上，静置一段时间后，将两个粘合面对接，放置在重力加载夹具9上，放置平面与底面呈59～61°，优选为60°，从而使得其上的条形槽10的延伸方向与水平面夹角为59～61°，如图3所示。在一些可选实施方式中，放置面可同时放置多个试样组件。将放有试样的重力加载夹具放在材料规范要求的温度下进行硫化处理，在整个硫化期间，放置在重力加载夹具中的试样件组件应始终保持轴向同轴度。在一些可选实施方式中，硫化后，应小心地将粘合区域周边上的所有多余和残留硅橡胶清除干净，粘合后的试样组件应符合图1的要求。
本申请简化试样制备方法，减少试样夹具的连接结构，减少零件数量，简化制备工序，提高试样整体的制备和装配效率，减小制造和测量误差；同时充分发挥复合材料的减重优势。本申请能够应用于发动机用液体橡胶材料的粘合强度检测，也可推广应用于其他材料粘合强度检测。其应用前景广阔，有重要的社会、军事和经济效益。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种液体硅橡胶粘合强度试验方法，其特征在于，包括：
步骤S1、将液体硅橡胶各组分按设定比例混合均匀；
步骤S2、将混合后的液体硅橡胶胶液置于真空装置中，并在设定压力下抽真空；
步骤S3、将抽真空后的液体硅橡胶胶液涂抹在两个金属圆柱夹具的粘合面上，所述金属圆柱夹具一端具有粘合面，另一端设置有能够适配连接拉力载荷加载装置的外螺纹；
步骤S4、将两个金属圆柱夹具的粘合面对接，形成试样组件；
步骤S5、将多个试样组件置于重力加载夹具上，所述重力加载夹具具有多个倾斜的条形槽，每个条形槽适配容纳一个试样组件；
步骤S6、将安置有试样组件的重力加载夹具放入硫化环境中进行设定温度下的硫化处理；
步骤S7、将试样组件的各金属圆柱夹具分别连接一拉力载荷加载装置，基于所述拉力载荷加载装置对相互粘合的金属圆柱夹具施加拉力，测试所述液体硅橡胶的粘合强度。
2.如权利要求1所述的液体硅橡胶粘合强度试验方法，其特征在于，步骤S3中，所述金属圆柱夹具采用不锈钢材料制成。
3.如权利要求1所述的液体硅橡胶粘合强度试验方法，其特征在于，步骤S3中，所述金属圆柱夹具采用钛合金材料制成。
4.如权利要求1所述的液体硅橡胶粘合强度试验方法，其特征在于，步骤S3中，所述金属圆柱夹具的尺寸被设定为其长度与直径的比值位于1～2之间，外螺纹的长度不低于20mm。
5.如权利要求1所述的液体硅橡胶粘合强度试验方法，其特征在于，步骤S5中，所述重力加载夹具被配置成当所述重力加载夹具稳定安装于试验台平面后，所述条形槽的延伸方向与水平面夹角为59～61°。
6.如权利要求1所述的液体硅橡胶粘合强度试验方法，其特征在于，步骤S6之后，进一步包括将所述金属圆柱夹具的粘合面周边上残留的硅橡胶清除干净。
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