[發明專利]熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑及其制備和粘接方法

無效

• 申請號: 201010142015.3
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN101824287A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 王德志;曲春艷;馮浩;張楊
• 申請（專利權）人: 黑龍江省科學院石油化學研究院
• 主分類號: C09J107/00
• 分類號: C09J107/00;C09J115/02;C09J161/06;C09J11/04;C09J11/06;C09J7/00;C09J5/02;C09J5/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及膠黏劑及其制備和粘接方法。

背景技術

金屬與橡膠硫化粘接體系已廣泛應用于機械工程、建筑、船舶及軍事工業中，如履帶式裝甲車輛負重輪、履帶板及履帶襯套的粘接等。目前所采用的酚醛樹脂類、多異氰酸酯類和含鹵聚合物類熱硫化粘接用膠黏劑均為溶劑型膠黏劑，采用甲苯、二甲苯、氯苯、三氯乙烯、1，2－二氯乙烷、二氯甲烷、丙酮、丁酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯作為溶劑，這些溶劑有毒或劇毒，對環境和操作者的健康造成危害；應用現有的溶劑型膠黏劑，采用底涂層加面涂層的雙涂型膠接方法對天然橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠等非極性二烯烴橡膠與金屬的粘合時，受非極性橡膠表面極性較弱、活性較低及溶劑揮發度和膠層厚度難以控制的影響，經常出現脫粘和虛粘現象，特別是大面積粘接時發生機率更大，為10%～30%，粘接可靠性較差；而且膠接試件的使用溫度≤80℃，工作溫度較低。

發明內容

本發明是為了解決現有的熱硫化粘接用溶劑型膠黏劑的有機溶劑有毒，對環境和操作者的健康造成危害，粘接可靠性低和工作溫度低的問題，提供熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑及其制備和粘接方法。

本發明的熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑按質量份數比由70份～100份橡膠彈性體、70份～90份酚醛樹脂、50份～70份橡膠補強劑、1份～4份橡膠硫化劑和1份～4份硅烷偶聯劑制成；其中所述的橡膠彈性體由天然橡膠與氯化橡膠按質量比為8～10:1組成；所述的酚醛樹脂由甲階酚醛樹脂和硼酚醛樹脂按質量比為2～4:1組成；所述的橡膠補強劑為炭黑、氧化鋅、氣相二氧化硅、碳酸鈣、云母粉和沸石粉中的一種或其中兩種的組合；所述的橡膠硫化劑由過氧化二異丙苯和硫磺按質量比為1～3:1組成；所述的硅烷偶聯劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷和甲基三叔丁基過氧硅烷中的一種或其中幾種的組合。

上述的熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑的制備方法按以下步驟進行：一、按照質量份數比分別稱取70份～100份橡膠彈性體、70份～90份酚醛樹脂、50份～70份補強劑、1份～4份硫化劑和1份～4份硅烷偶聯劑；二、將橡膠彈性體加到輥溫為10℃～30℃的雙輥混煉機上混煉并薄通2～4遍，然后按順序加入補強劑、硫化劑和硅烷偶聯劑，并繼續混煉并薄通3～5遍，最后加入酚醛樹脂混煉均勻后出料，得到膠料；三、將經步驟二得到的膠料在60℃～80℃的烘箱中預熱20min～40min，然后加入到輥溫度為60℃～80℃的膠膜壓延機上壓延成厚度為0.06mm～0.08mm的膠膜，即得到熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑；其中步驟一中所述的橡膠彈性體由天然橡膠與氯化橡膠按質量比為8～10:1組成；步驟一中所述的酚醛樹脂由甲階酚醛樹脂和硼酚醛樹脂按質量比2～4:1組成；步驟一中所述的橡膠補強劑為炭黑、氧化鋅、氣相二氧化硅、碳酸鈣、云母粉和沸石粉中的一種或其中兩種的組合；步驟一中所述的橡膠硫化劑由過氧化二異丙苯和硫磺按質量比為1～3:1組成；步驟一中所述的硅烷偶聯劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷和甲基三叔丁基過氧硅烷中的一種或其中幾種的組合。

上述的熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑的粘接方法按以下步驟進行：一、將待粘接的金屬或復合材料材料進行表面處理；二、在金屬或樹脂基復合材料表面刷涂厚度為3μm～8μm的底涂劑，并在室溫下晾置30min～60min或在70℃～90℃烘箱中烘10min～15min，得到底涂劑層；三、將權利要求1所述的熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑鋪貼在經步驟二得到的底涂劑層上，再將生膠片貼合在熱硫化粘接用無溶劑型膜狀膠黏劑上，組成待膠接試件；四、將步驟三中所述的待膠接試件放在平板硫化機上模壓硫化或者放在熱壓罐中真空加壓硫化，即得膠接試件；其中步驟二中所述的底涂劑為按質量百分比由5%～15%間苯二酚甲醛樹脂、0.5%～1.5%γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和83.5%～94.5%無水乙醇組成的均勻溶液。

步驟一中所述的表面處理為碳鋼采用噴砂處理；鋁合金采用HB/Z?197－1991結構膠接鋁合金磷酸陽極化工藝規范處理；樹脂基復合材料用200目砂紙打磨。

步驟四中所述的模壓硫化時平板硫化機壓力為3.0MPa～5.0MPa、硫化溫度為145℃～155℃、硫化時間為30min～50min。