橡膠和基材的粘接PPT課件

1、橡膠和基材的粘接 應(yīng) 用 市 場 汽車和工業(yè)減震制品 密封件 橡膠內(nèi)襯 膠輥和橡膠輪 輪胎 增強(qiáng)膠管和膠帶 其他（電氣、醫(yī)用產(chǎn)品）2內(nèi)容第 I 部分 基材的準(zhǔn)備第II部分 膠粘劑的選擇第III部分 膠粘劑應(yīng)用技術(shù)第IV部分 常見粘接問題解決3橡膠與金屬粘接步驟橡膠金屬粘接過程基材準(zhǔn)備膠粘劑的準(zhǔn)備膠粘劑的使用硫化機(jī)械處理化學(xué)處理底涂使用干燥面涂使用填料,轉(zhuǎn)移,注射后處理干燥4 CHEMLOK粘接機(jī)理橡膠膠粘劑(面膠)底膠金屬交聯(lián)架橋交聯(lián)架橋模量橡膠膠粘劑(面膠)底膠相互擴(kuò)散吸附和/或相互擴(kuò)散內(nèi)部交聯(lián)吸附金屬5 第 I 部分 基材的準(zhǔn)備 6磁性金屬：冷熱軋鋼材，電鍍鋼材，熱浸鍍鋼材非磁性金屬：不銹

2、鋼，鋁，黃銅，鈦，鎂，鉛。粉末燒結(jié)的金屬和各種合金。塑料材料：尼龍，聚四氟乙烯，聚甲醛等。纖維：尼龍，聚酯等，玻璃，木材，混凝土等。 基材的種類7 基材的表面處理 脫脂機(jī)械處理清洗 脫脂化學(xué)處理 脫脂機(jī)械處理清洗化學(xué)處理8 脫脂方法堿液脫脂溶劑脫脂 浸漬 清洗 蒸汽超聲脫脂9 堿液脫脂常用堿液主要成份及特點(diǎn) 堿液成份 皂化作用 乳化分散作用 特點(diǎn) 氫氧化鈉 大 小 不適用礦物油 碳酸鈉 小 中 硅酸鈉 大 中 磷酸鈉 大 中 效果最佳 10 堿液脫脂典型鋼鐵除油堿液配方： 氫氧化鈉 3050g/l 碳酸鈉 2030 硅酸鈉 1015 磷酸鈉 5070 溫度：80100、時(shí)間：2040分鐘11溶

3、劑脫脂常用溶劑： 120汽油、丁酮, 醋酸乙酯、甲苯,二甲苯 四氯乙烯、1、1、1三氯乙烷、丙酮等工作件污染嚴(yán)重，需二次清洗；甚至采用蒸汽脫脂。 12蒸汽脫脂溶劑 1、1、1三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯金屬件不可侵入溶劑，也不可高于冷凝區(qū)，相互間不接觸。金屬件溫度達(dá)到溶劑沸點(diǎn)，脫脂結(jié)束。溶劑PH值保持在7.07.5之間。溶劑含油達(dá)25時(shí)應(yīng)更新。13機(jī)械處理拋丸或噴砂 材料：鋼珠，菱角砂，石英砂，金剛玉等， 噴砂或拋丸后的零件需清洗。 常用的設(shè)備 14SURFACE PREPARATION表面處理Chose proper media for substrate, 25-80G preferred

4、Change-out/inspect media periodicallyEliminate oil/moisture/fines from processMinimize layovers, prime ASAP, 2 hours preferredBest process is degrease, abrade, degreaseA clean, uniform profile for bonding, the “foundation” for the bonding process 15不銹鋼化學(xué)處理方法一蒸汽脫脂在下述溶液中50浸漬15分鐘 濃硫酸（S.P. 1.84） 1000ml

5、飽和Na2Cr2O7 溶液 35ml冷水洗，開水洗，干燥。 *30分鐘內(nèi)涂膠16不銹鋼化學(xué)處理方法二90堿洗脫脂10分鐘 水洗在下述溶液中65浸漬10分鐘 草酸 10 重量份 硫酸 10 重量份 水 80 重量份水沖洗，干燥。 *30分鐘內(nèi)涂膠17第II部分 膠粘劑的選擇 18膠粘劑定義 一種薄的聚合物涂層，由高聚物，顏料，填料，交聯(lián)劑組成并混合在溶劑體系內(nèi)。 底涂 和基材粘結(jié)，防腐蝕，和面涂/膠粘劑粘結(jié) 面涂/膠粘劑 和底涂粘結(jié)，并和橡膠粘結(jié)。 單涂 同時(shí)具有底涂和面涂的兩種功能。19膠粘劑活化反應(yīng)大部分膠粘劑體系的交聯(lián)劑活化溫度在125-140左右。大部分膠粘劑的交聯(lián)速度快于橡膠。硫化溫度

6、（模溫）推薦為：145185。20ADHESIVE SELECTION膠粘劑選擇21Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑天然橡膠205/220205/252X205/252H205/253X205/256205/6125205/6100205/6220205/6225205/6253205/6254205/62568007/82108007/8560S8007/8560D22Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑丁腈橡膠205205/220205/252X205/252HTY-PLY BN205/612520

7、5/6100205/6220205/6253TY-PLY BN811081158007/8560S8007/8560D23Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑氯丁橡膠205/252X205/252H205/256205/253X250205/6125205/6100205/6220205/62566250205/6225205/62538007/82108007/81218007/8560S8007/8560D24Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑 丁基橡膠205/252X205/252H205/2382

8、05/253X205/238205/6100205/6253205/62548007/8560S8007/8560D 三元乙丙橡膠205/252X205/252H205/238205/253X205/238205/6100205/62538007/8560S8007/8560D25Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑氟橡膠51505151607515051516076108114130氫化丁腈橡膠205/233205/233207/259-氯醇橡膠250X205/233X205/6100205/233X8007/8560S8007/8560D26Ch

9、emlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑乙烯丙烯酸酯橡膠250250X5150TY-PLY BN62505150TY-PLY BN6108114130丙烯酸酯橡膠250250X6250610811013027Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑硅橡膠（過氧化物）608Y-1540608Y-1540-硅橡膠（LIM)606606-28Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑 聚氨酯（澆注）2182188600聚氨酯（混煉）250TY-PLY BN6250TY-PLY BN-29

10、Chemlok 膠粘劑的選擇橡膠類型常規(guī)膠粘劑溶劑型EPCA 溶劑型水基型膠粘劑 聚氨酯（TPU）213219/213213219/2138600610,130EP6897-61聚氨酯（RIM)AP-144AP-144-TPE/TPO487A/B480 + curative 44485 + curative 44487A/B480 + curative 44485 + curative 44-30Chemlok 膠粘劑的選擇金屬/基材單涂膠粘劑底涂鋁213,250X,252X,253X,6250,6253,6100,607,608,TY-PLY BN, 8210，8560S2052078007

11、銅213， 250X， 252X, 253X, 6250, 6253,6254,607,608,TY-PLY BN, 8210，8560S2052078007 鍍鋅250X, 6250, 252X, 6100, 8560S205, 207, 800731Chemlok 膠粘劑的選擇金屬/基材單涂膠粘劑底涂玻璃/陶瓷250X6250AP-134噴砂脫脂鋼材213， 250X， 252X, 253X, 6250, 6253,6254,TY-PLY BN, 607, 608, 8210，8560S2052078007 尼龍250X, 6250, 252X, 6100, 8560S205, 207,

12、800732Chemlok 膠粘劑的選擇金屬/基材單涂膠粘劑底涂織物(尼龍，聚酯）233402 607，608磷化鋼材213， 250X， 252X, 253X, 6250, 6253,6254,TY-PLY BN, 607, 608, 8210，8560S205207800733Chemlok 膠粘劑的選擇金屬/基材單涂膠粘劑底涂不銹鋼250X， 252X, 6250, 6100,TY-PLY BN, 607, 608, 8210，8560S2052078007鉻化金屬250X，6250， 252X, 6100, 8560S205207800734Chemlok 膠粘劑的選擇 溶劑型膠粘劑

13、200900系列；Y和AP 系列； Ty-Ply EPCA (環(huán)保型膠粘劑）溶劑型，低鉛含量 6000系列 水基型膠粘劑，低HAP/VOC 8000系列 200 產(chǎn)品特殊要求35EPCA和常規(guī)膠粘劑應(yīng)用成本比較CH220CH6125Density Kg/m31050983Non-volatile Content by weight %23272327Cost reduce % 736EPCA和常規(guī)膠粘劑應(yīng)用成本比較CH252CH6253CH6100Density Kg/m31290982995Non-volatile Content by weight %17.520.524.5292124C

14、ost reduce % at least31.429.637第III部分 膠粘劑的應(yīng)用技術(shù) 38膠粘劑安全操作溶劑體系的膠粘劑是易燃的危險(xiǎn)品放置區(qū)域應(yīng)有很好的通風(fēng)操作工應(yīng)有適當(dāng)?shù)姆b和安全防護(hù)，參照MSDS指南使用正確的接地方式來消除膠粘劑在轉(zhuǎn)移和攪拌期間產(chǎn)生的火花。膠粘劑存放應(yīng)有合適的環(huán)境，以確保膠粘劑的在儲(chǔ)存期內(nèi)的性能。不在使用的膠粘劑應(yīng)有好的密封。盡量避免陽光直射，推薦的環(huán)境溫度是 1032C，37 C以上的溫度應(yīng)避免。 39膠粘劑的攪拌攪拌前，首先拿工具將桶底和桶壁的固體刮起，溶入膠粘劑中。必須避免產(chǎn)生靜電火花。應(yīng)使用防爆的攪拌設(shè)備，推薦2060rpm的轉(zhuǎn)速，可以防止過大剪切和氣泡，

15、同時(shí)確保所有固體成分均勻分散在溶劑體系中。用于粘度控制的常用儀器：如Zahn 杯14，或NK-2巖田杯。40典型的攪拌容器攪拌方法攪拌時(shí)間1 /2 品脫(1kg)手工攪拌510分鐘1 加侖(3-4kg)手工攪拌15分鐘5 加侖(17-23kg)先手工攪拌和氣，電動(dòng)攪拌1530分鐘55 加侖(200kg)手動(dòng)曲柄攪拌和氣，電動(dòng)攪拌器8小時(shí)連續(xù)41 42膠粘劑的稀釋選用正確的膠粘劑，參照產(chǎn)品說明書。錯(cuò)誤的膠粘劑會(huì)導(dǎo)致工藝和粘結(jié)問題。添加稀釋劑時(shí)，應(yīng)緩慢加入，以避免產(chǎn)生凝膠或分相等現(xiàn)象。用Zahn氏杯測(cè)量粘度，確定合適范圍用于過程控制。膠粘劑稀釋會(huì)影響操作的工藝性和膜厚的均勻性。43膠粘劑的干膜厚度

16、推薦的膠粘劑干膜的厚度 底涂 510 m 面涂 1525 m 單涂 18 30 m 后硫化粘結(jié) 25 40 m 不同的膠粘劑可以參照產(chǎn)品說明書 硅烷類的膠粘劑的膜厚應(yīng)薄一些，一般小于1.2 m 一張A4紙的厚度約為75-100 m44常用的膠粘劑干膜厚度測(cè)量儀45膠粘劑應(yīng)用類型涂刷澆涂滾涂和滾筒轉(zhuǎn)移手工和自動(dòng)浸涂，浸涂/旋轉(zhuǎn)手工和自動(dòng)噴涂，翻滾噴涂其他46涂刷應(yīng)用適用于很小的零件和特殊的應(yīng)用區(qū)域制造費(fèi)用低但涂刷質(zhì)量較差，均勻一致性差。選擇合適的刷子建議使用天然毛的刷子；水基型膠粘劑用發(fā)泡型的工具。47滾涂應(yīng)用3/8的絨毛，馬海毛型的，適合于大面積的產(chǎn)品，油罐襯里，板材膠粘劑不使用時(shí)，將膠粘劑罐

17、需蓋好。盡量減少溶劑揮發(fā)。48浸涂應(yīng)用浸涂適合于工件表面全部需膠粘劑的情況，但浸涂后零件表面涂層厚度從上至下會(huì)有梯度。手工或自動(dòng)浸涂生產(chǎn)線，使用輸送系統(tǒng)，均有高的輸出量，生產(chǎn)效率高，一般輸送的線速度是60180厘米/分鐘。從膠粘劑溶液中提出的速度應(yīng)緩慢些，一般可控制在100厘米/ 分鐘。確保槽內(nèi)液體在連續(xù)攪拌，攪拌片呈漿狀；槽內(nèi)液體通過隔膜泵和50目過濾器進(jìn)行回流。用Zahn氏杯監(jiān)控膠粘劑的粘度，必要時(shí)添加溶劑；在不使用生產(chǎn)線時(shí)，必須用蓋密封槽子。49膠粘劑溢流隔膜泵850 目過濾器攪拌器零件行徑50自動(dòng)浸涂生產(chǎn)線51噴涂應(yīng)用較高生產(chǎn)效率，并能得到均勻的膜厚。工件經(jīng)過預(yù)熱，可以揮發(fā)過多的水分等

18、，以改善工件表面的浸潤性。轉(zhuǎn)換效率較差，1050%,依據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和設(shè)備。 推薦使用50目的過濾器。噴涂用的壓縮空氣必須經(jīng)過油水分離。推薦使用的噴槍：HVLP 高霧化低壓力，如BINKS;巖田等52噴涂應(yīng)用 噴涂方式手工和自動(dòng)噴涂兩種供膠方式：虹吸杯和壓力供給加熱噴涂和靜電噴涂不推薦使用無氣噴涂 53噴涂應(yīng)用 虹吸方式優(yōu)點(diǎn):低成本和維護(hù)簡單膠粘劑更換方便含30-60 psi 油水分離器缺點(diǎn):操作工需把握膠粘劑的重量容器體積有限噴涂位置受限制54噴涂應(yīng)用 壓力方式優(yōu)點(diǎn):可以任何位置噴涂氣壓控制在30-60 psi,(2-4kg) 流體壓力控制在 6-15 psi(0.5-0.7kg)很少頻次添加

19、膠粘劑容器內(nèi)可保持連續(xù)攪拌缺點(diǎn):比虹吸消耗更多的氣體比虹吸的成本高55噴涂應(yīng)用 稀釋一定量的溶劑稀釋，噴涂時(shí)可以產(chǎn)生較好的霧化效果。推薦Zahn氏杯測(cè)量溶劑型膠粘劑的粘度底涂，Zahn 2# 粘度1923秒; 酮類溶劑，以3/1或4/1的體積比混合面涂，Zahn 2#粘度2428秒 ；芳香類溶劑，以3/1或2/1的體積混合水基型膠粘劑使用液體比重計(jì):1.00 1.200 g/ml, 去離子水或蒸餾水56噴涂應(yīng)用 噴涂技巧 不正確 正 確57噴涂應(yīng)用 自動(dòng)噴涂自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式的噴涂設(shè)備，帶有自動(dòng)噴槍，和烘道；適合于中心對(duì)稱的回轉(zhuǎn)體，如，內(nèi)外管子自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。投資估計(jì)大于100K$,根據(jù)設(shè)計(jì)

20、及不同的制造商。58噴涂應(yīng)用 自動(dòng)噴涂設(shè)備59噴涂應(yīng)用 噴槍的安裝60噴涂應(yīng)用 常用的自動(dòng)噴涂線示意圖噴面涂噴底涂裝/取零件烘道61噴涂應(yīng)用 熱噴優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)DFT改善霧化效果減少溶劑的使用噴涂后的零件干燥快缺點(diǎn)需額外的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)對(duì)電的要求較高特定的膠粘劑62膠粘劑干燥對(duì)于涂有膠粘劑的零件，一般采用干燥3060分鐘，然后才可硫化。干燥時(shí)間取決于溫度，濕度，工廠其他條件，季節(jié)的變化等。干燥不夠，會(huì)導(dǎo)致氣泡，粘結(jié)失敗等現(xiàn)象。解決方法：延長干燥時(shí)間或6080C下進(jìn)行干燥。加熱源必須是防爆的，不推薦使用紅外的設(shè)備。63膠粘劑的清除未硫化和濕的膠粘劑，可以采用產(chǎn)品中列出的溶劑。硫化后的膠粘劑，采用腐蝕性的

21、液體或酸。清潔用的器具應(yīng)是銅制或不產(chǎn)生火花的工具過多的加熱，膠粘劑會(huì)自燃， 112C.64已涂零件的操作對(duì)于濕的零件，不能用手套去接觸，以防膠粘劑被污染或誤擦。手套必須是干凈的。已涂零件應(yīng)在推薦的規(guī)定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行硫化。65已涂零件的操作推薦的停放時(shí)間型號(hào)理論最長停放時(shí)間，天CH205/CH22030CH23830CH252306000系列30CH234B10CH218/213/2195CH402/2335CH2502CH607,CH6082CH5150266已涂零件的存放避免把已涂零件直接發(fā)在地上，應(yīng)發(fā)在容器內(nèi)，或袋中，或紙板上等存放在室溫，低濕度，低紫外線的地方。用塑料蓋，布，或紙蓋起來，保

22、護(hù)膠粘劑表面。67硫化 方式填料模壓；轉(zhuǎn)移模壓；注射模壓烘箱/烘道硫化；擠出，硫化罐硫化，化學(xué)硫化后硫化粘結(jié) （在模具中硫化不可行時(shí)）68COMPRESSION MOLD模壓模具PLATEN PRESSPLATEN PRESSMOLDCAVITY69TRANSFER MOLD轉(zhuǎn)移模模具PLATEN PRESSTRANSFER POTPLATEN PRESSSPRUE CAVITYMOLDTRANSFER POT70INJECTION MOLD注膠模具RUNNER SYSTEMCAVITYFEEDBARREL71硫化需用溫度計(jì)測(cè)量模具的溫度。過多的脫模劑會(huì)導(dǎo)致粘結(jié)失?。槐M量避免使用硅烷類脫模劑。

23、過長的預(yù)熱時(shí)間（裝骨架時(shí)間過長），膠粘劑會(huì)活化，導(dǎo)致粘結(jié)失敗。建議使用裝模器。型腔內(nèi)未充滿，局部溢料嚴(yán)重，壓力過低，會(huì)導(dǎo)致粘結(jié)失敗。脫模取產(chǎn)品，修剪，厚道處理時(shí)應(yīng)注意避免粘結(jié)失敗。72膠粘劑應(yīng)用總結(jié)所有的過程如鏈子一般被穿在一起，每一環(huán)節(jié)都必須完好，否則都會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用失敗。成功的粘結(jié)取決于所有的過程。制定/控制過程的目標(biāo) 低的廢品率過程控制73第IV部分 試驗(yàn)和問題解決 74ASTM 試 驗(yàn)美國試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì) （ASTM）ASTM D429B, 方法AH用于金屬和橡膠的粘結(jié)試驗(yàn)。網(wǎng)址：75方法 A (扯離）76方法 B （剝離）Lord的試驗(yàn)方法將其修改成45度剝離，拉伸速度50mm/min77

24、方法 C （圓錐形）78方法 D （PV 粘結(jié)）79方法 E （橡膠襯里）80方法 F （沖擊）81方法 G （雙剪切）82方法 H 剪切83試驗(yàn)類型生產(chǎn)零件的主要粘結(jié)：壓縮, 拉伸, 剪切, 剝離, 扭轉(zhuǎn), 循環(huán)疲勞等。 粘結(jié)試驗(yàn)按如下方式報(bào)告:% 附膠情況破壞值試驗(yàn)用骨架和部件必須牢固84環(huán)境試驗(yàn)2kg預(yù)載，沸水試驗(yàn)（2小時(shí)以上）鹽霧試驗(yàn)（ASTM B177) - 溫度 (35C), 5% 鹽水, 鹽霧濃度 (1-2ml/hr./80 sq. cm), 時(shí)間 (72-1000 hrs.), 強(qiáng)化1000Hr 相當(dāng)于正常使用10年。液體浸泡試驗(yàn) (汽油，乙二醇，剎車油，機(jī)油，變速箱油等）浸泡

25、溫度 -30F 400F(-30C205C).85常見粘接問題的解決 86 粘接失敗的類型（按ASTM D429B）底涂膠粘劑（面涂）彈性體金屬/基材CMR破壞最終的目標(biāo)!CPRC87膠粘劑和金屬粘接稱為 CM 破壞在金屬或其他基材界面的底涂或膠粘劑失效30的失效可能底涂膠粘劑彈性體金屬/基材膠粘劑彈性體金屬/基材CMCM88 CM破壞89膠粘劑和金屬粘結(jié): 機(jī)械方法檢查過程變差, 噴砂介質(zhì)的型號(hào)和尺寸，循環(huán)次數(shù)，設(shè)備 使用比被噴金屬更硬的介質(zhì)用黑色或透明帶來測(cè)試. 檢查介質(zhì)的篩余物, 清洗或空氣吹粘結(jié)表面. 不徹底的打磨和噴砂 過硬的金屬 噴砂的殘余物留在粘結(jié)表面90膠粘劑和金屬粘結(jié): 機(jī)械

26、方法噴砂后，長的停放期導(dǎo)致表面氧化在噴砂時(shí)或前或后，被油，污垢等污染對(duì)于金屬或基材，膠粘劑不合適減少停放期, 重新噴砂 清洗和重新噴砂粘結(jié)表面, 使用新的介質(zhì)和設(shè)備清洗。 選擇其他的膠粘劑91膠粘劑和金屬粘結(jié): 化學(xué)方法過多的臟物，熱處理或焊接產(chǎn)生的污垢不正確的涂層或電鍍工藝: 不一致性或涂層的失效或厚薄 酸洗，噴砂再清洗和干燥 參考涂層供應(yīng)商合適的產(chǎn)品和過程指導(dǎo)92膠粘劑和金屬粘結(jié): 膠粘劑過期的膠粘劑底涂或膠粘劑不正確的工藝: 混合稀釋污染干噴干燥涂膜不均勻或膜厚偏薄使用新的粘合劑參考產(chǎn)品和過程指導(dǎo)93粘合劑和金屬粘結(jié): 硫化硫化中膠粘劑欠硫, 尤其注意大質(zhì)量的金屬和薄層橡膠的硫化粘合金屬表面的膠粘劑被沖刷或擦去 評(píng)審硫化時(shí)間并調(diào)整, 根據(jù)產(chǎn)品，進(jìn)行預(yù)固化200F (93）可能會(huì)有幫助。 改善金屬零件的外形輪廓, 檢查膜厚, 檢查注料口位置, 減緩注料時(shí)間, 增加橡膠儲(chǔ)料桶的溫度, 更改產(chǎn)品94膠粘劑和金屬粘結(jié): 硫化在硫化，修剪/去廢邊，后油漆或相關(guān)服務(wù)時(shí)，產(chǎn)生過多的粘結(jié)破壞應(yīng)力 產(chǎn)品和過程評(píng)審95膠粘劑和底涂的粘結(jié)稱為 CP破壞失效出現(xiàn)在膠粘劑和底涂之間10% 的失效可