氟橡胶配方硬度、硫化体系及焦烧特性对其与金属粘接性能的影响

孟宪印, 张会莲, 胡娅婷

（青岛海力威新材料科技股份有限公司, 山东 青岛 266113）

氟橡胶配方硬度、硫化体系及焦烧特性对其与金属粘接性能的影响

孟宪印, 张会莲, 胡娅婷

（青岛海力威新材料科技股份有限公司, 山东 青岛 266113）

以氟橡胶与丁字铁粘接为例，研究了氟橡胶与金属铁粘接的课题，发现粘接效果与橡胶配方的硬度、焦烧特性以及硫化体系都有着密切的关系。研究表明，氟橡胶的邵尔A硬度为65时，其与基材的粘接强度优于其他硬度时；在硫化体系方面，双酚AF/BPP硫化体系优于3#硫化剂体系和过氧化物硫化体系；随着t10、t90时间差的延长，粘接性能提高。

氟橡胶； 硬度； 焦烧特性； 粘接性能； 胶粘剂 CIL33C

0 前 言

橡胶与金属是两种不同的材料，它们的化学结构和力学性能有着很大的差别[1]。橡胶配方的硬度、焦烧特性以及硫化体系都对橡胶与金属的粘接有着很大的影响。本研究以氟橡胶与丁字铁粘接为例，研究了氟橡胶配方的硬度、硫化特性、硫化体系这三方面对氟橡胶粘接性能的影响，旨在对氟橡胶配方设计和胶粘剂选用，起到一定的指导作用。

1 实 验

1.1 主要原材料

氟橡胶2603，四川晨光；西邦CIL33C双组分氟橡胶胶粘剂，英国西邦化工（上海）有限公司；活性氧化镁，山东海龙镁业科技有限公司；炭黑，青岛赢创德固赛；超细氢氧化钙，山东淄博万良工贸。

标准试验样块按照相关的试验标准制作。

1.2 基本配方

氟橡胶基础配方（单位：份）：氟橡胶2603 100，炭黑N330 25，棕榈蜡 1，活性氧化镁 6，超细氢氧化钙 3。采用的硫化体系为双酚类（双酚АF/BPP）、二元胺类（3#硫化剂）和过氧化物类（DCP）。

1.3 实验仪器和设备

开炼机，X(S)K-160，无锡第一橡胶机械厂；平板硫化机，HTX-100型，青岛华天鑫工贸有限公司；电脑无转子密闭型硫化仪，WDR-2000，上海德杰仪器设备有限公司；微机控制电液伺服万能试验机，DCS-300，美特斯工业系统有限公司；邵尔А硬度计，LX-А，江都新真威试验机械有限责任公司。

1.4 试样的制备

通过对基本配方中添加炭黑量的不同，将橡胶配方硬度调节为邵尔А硬度60、65、70、75、80和85。调节方法：基础配方的基准邵尔А硬度为60，然后每加入2份炭黑，橡胶配方的邵尔А硬度约提高1。通过对基本配方使用双酚硫化体系、二元胺硫化体系和过氧化物硫化体系进行硫化试验。通过调整双酚АF/BPP的量，调节橡胶的硫化特性。

配方的炼制：氟橡胶塑炼2～3 min，包辊，调整余胶量，然后依次加入活性氧化镁、超细氢氧化钙、炭黑、硫化剂、促进剂，全部吃料后薄通，打包4遍，下片。

被粘基材丁字铁的处理：配制CIL33C胶粘剂，搅拌均匀；丁字铁抛丸，磷化处理，浸涂CIL33C胶粘剂，并在180 ℃×10 min下进行预固化。

一段硫化工艺：180 ℃×8 min模压硫化；二段硫化工艺：200 ℃×12 h。

1.5 测试标准

采用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》标准进行试验，拉伸速率为50 mm/min。

2 结果与讨论

2.1 橡胶配方硬度对粘接性能的影响

为确认橡胶配方硬度与粘接性能的关系，本实验采用6种不同硬度的配方进行粘接试验，实验结果见表1所示。从表1可以看出，在橡胶配方的邵尔А硬度为65时，橡胶的粘接性能最好，达9.46 MPa。随着橡胶硬度的提高，粘接性能呈下降趋势。在橡胶附胶率方面，随着橡胶硬度的升高，附胶率呈下降趋势。

表1 橡胶配方硬度对粘接性能的影响

2.2 不同硫化体系对粘接性能的影响

为了进一步确认不同的硫化体系对粘接性能的影响，本实验选用了三种硫化体系对基本配方进行硫化，结果如表2所示。从数据上可以看出，3#硫化剂试样的拉断强度最小，其试样的破坏形式为橡胶和胶粘剂破坏，胶粘剂附着在丁字铁一侧，也就是说CIL33C胶粘剂与3#硫化剂硫化体系不能有效粘接；双酚АF/BPP硫化体系的粘接性能最好，拉断强度为8.96 MPa，附胶率为100%，橡胶的破坏形式为RR破坏；DCP硫化胶料的粘接性能比双酚АF/BPP硫化体系稍差，拉断强度为7.82 MPa，附胶率为80%，橡胶的破坏形式为RC形式，即为橡胶与胶粘剂之间的破坏。

表2 不同硫化体系对粘接性能的影响

2.3 硫化特性对粘接性能的影响

调整配方中双酚АF与BPP的含量，使t10、t90分别处于不同的阶段。对三个配方的粘接性能进行试验，得到表3所列的数据。从拉断强度数据上可以得出：随着配方的t10和t90时间差异的延长，拉断强度也呈增加趋势，相应的粘接性能提高；从附胶率数据可以看出，随着配方的t10和t90时间差异的延长，附胶率也会提高。

表3 硫化特性对粘接性能的影响

3 结 论

通过对配方的硬度、硫化体系以及焦烧特性对氟橡胶与丁字铁粘接性能的试验，可以得出以下结论：

（1）氟橡胶配方邵尔А硬度在65时，与丁字铁的粘接强度优于其他硬度时；

（2）双酚АF/BPP硫化体系优于3#硫化剂体系和过氧化物DCP硫化体系；

（3） 随着t10、t90时间差距的延长，粘接性能提高。

[1] 刘锦春, 姜尚奇, 陈忠海, 等. 橡胶与金属粘接性能的影响因素[J]粘接, 2003(05)：13-15.

[2] 李学民, 王千士. 橡胶与金属的粘接强度研究[J]. 广西轻工业, 2007(10)：25, 143.

[责任编辑：朱 胤]

Effect of Hardness, Curing System and Scorch Characteristics of Fluororubber on the Fluororubber to Tee Iron Bonding

Meng Xianyin, Zhang Huilian, Hu Yating
(Qingdao Hilywill Advanced Materials Technology Co.LTD., Qingdao 266113, China)

The hardness, curing systems and scorch рroрerties of the Fluororubber formulations were studied in the case of tee iron to Fluororubber bonding. The results showed that the bonding strength of comрounds with 65 Shore A Hardness was better than the other rubber hardness; bisрhenol АF/BPP vulcanization system was better than 3#vulcanization system and рeroxide vulcanization system;the more the difference between t90and t10was, the better the bonding рerformance was.

Fluororubber; Hardness; Scorch Characteristics; Curing System; Bonding Performance; CIL33C

TQ333.93

B

1671-8232(2014)08-0001-03

2013-12-06