橡胶与金属热黏结胶黏剂厚度检测方法的研究

朱鹏刚

（青岛四方车辆研究所有限公司，山东 青岛 266031）

橡胶与金属热黏结胶黏剂厚度检测方法的研究

朱鹏刚

（青岛四方车辆研究所有限公司，山东 青岛 266031）

通过对橡胶与金属热硫化黏结胶黏剂厚度测试方法的研究，对检测过程基材粗糙度对胶带法检测、直接实物法检测结果的影响进行了分析和研究，并对胶带法检测、直接实物检测的应用提出适用性要求。

胶黏剂；厚度；测试方法；胶带法检测；直接实物法检测

橡胶与金属热硫化黏结过程中，胶黏剂的厚度是一个非常重要的工艺和质量指标，其结果直接影响到产品的黏结效果。其检测数据的真实性、有效性、准确性，将直接影响到产品生产过程的工艺的指导和质量的稳定。

对于胶黏剂厚度检测方法的研究，我们已经告一段落。通过这一研究，我们对胶黏剂厚度这一关键控制项点的检测，有了新的认识，通过检测方法的对比、粗糙度对测试数据离散度的影响等方面的研究，为生产中监测、控制、制定工艺标准等提供了更有效、更准确、更真实的检测数据。

1 实验设备及材料

1.1 实验材料

开姆洛克胶黏剂205、开姆洛克胶黏剂252X上海洛德（LORD）公司。

1.2 实验设备

Scotch 600型高级透明胶带 3M公司；FISCHER Dualscope FMP20 涂镀层测厚仪 FISCHER 公司；测试基准样板（以下称测试板）：1.5 mm 钢板（Q235-A，Ra max 0.8）；抛丸喷砂用表面粗糙度样板 哈尔滨量具公司。

1.3 实验样品

粗糙度Ra 1.6、Ra25金属产品（平面）。

2 实验步骤

（1）分别取粗糙度Ra 1.6、Ra25实验样品进行抛丸、清洗。

（2）分别取粗糙度Ra 1.6、Ra25抛丸后实验样品，使用3M Scotch 600胶带在检测样件黏结面上贴（不少于）4条胶带贯穿黏接区域，每条胶带之间呈（不大于）90°间隔。

（3）按照喷涂工艺要求，喷涂底胶并干燥；取下任意两个胶带，贴在测试板上；按照喷涂工艺要求，喷涂面胶并干燥；取下剩余两个胶带，贴在测试板上。

（4）取新的3M Scotch 600胶带（长度3～5 cm，此为基准胶带）贴在测试版上；使用涂层测厚仪在基准胶带测量3～5点的厚度，取平均值为基准厚度，基准厚度为30 μm。

（5）使用涂层测厚仪分别在底胶、面胶测试胶带上任取30个点，进行厚度测量。数据处理时，底胶胶带、面胶胶带的测试厚度分别减去基准胶带厚度（30 μm），差值为底胶厚度、胶膜总厚度。

（6）使用涂层测厚仪分别在实验样品测试胶带左右各40 mm范围内任取各30点，分别直接进行底胶厚度、胶膜总厚度的测量。

（7）依据LORD公司技术指导书要求特规定：底胶厚度范围5～12 μm，胶膜总厚度25～40 μm，对实验数据进行分析。

（8）数据处理：数据分布分析按照胶黏剂膜厚实际数值进行分析，即将胶膜法测得的数据减去基准胶带厚度，得出胶膜总厚度；数据正态分布分析使用Fischer DataCenter直接进行分析，胶膜法测得的数据（含胶带厚度）不进行处理。

3 实验结果及分析

3.1 粗糙度为Ra1.6 实验样品数据分析（数据组1）

粗糙度为Ra 1.6的实验样品，抛丸后粗糙度在Ra3.2～Ra6.3范围内，胶黏剂膜厚测试数据见表1。

表1 粗糙度Ra 1.6实验样品膜厚测试数据表

胶黏剂厚度测试数据散点分布见图1～图6（图1、3、5为底涂205不同位置测试数据散点分布图，图2、4、6为总厚度（含面涂252X）不同位置测试数据散点分布图）

胶黏剂厚度测试数据正态分布见图7～图12（图7、9、11为底涂205不同位置测试数据正态分布图，图8、10、12为总厚度（含面涂252X）不同位置测试数据正态分布图）

通过表1可以看出：

（1）无论是胶带法测试，还是在实验样品上直接测试，其测试数据平均值均在2.7的规定要求中。

图1 底涂205胶带左侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

图2 面涂252X胶带左侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

图3 底涂205胶带右侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

图 4 面涂252X胶带右侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

（2）无论是在胶带的右侧，还是在左侧，实验样品测试数据平均值进本一致。

（3）实验样品直接测试数据平均值与胶带法测试数据平均值存在一定的偏差，尤其是底涂胶黏剂的厚度测试结果尤其明显。

通过图7～图12可以看出：

图5 底涂205胶带法实物样品膜厚测试数据散点分布图

图6 面涂252X胶带法实物样品膜厚测试数据散点分布图

图7 底涂205胶带左侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

（1）实验样品直接测试数据的标准偏差为4.75、3.46、3.04、3.99，而胶带法测试数据的标准偏差为1.59、1.87。因此，实验样品直接测试数据的精密度要远远差于胶带法测试数据的精密度度。

图8 面涂252X胶带左侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

图9 底涂205胶带右侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

图10 面涂252X胶带右侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

（2）实验样品直接测试数据在规定范围内的比例在30%～80%范围，而实验样品直接测试数据在规定范围内的比例仅有30%～50%。然而使用胶带法测试数据在规定范围内的比例却大于90%。因此，实验样品直接测试数据的精准度要远远小于胶带法测试数据的精准度。

图11 底涂205胶带法实物样品膜厚测试数据正态分布图

图12 面涂252X胶带法实物样品膜厚测试数据正态分布图

3.2 粗糙度为Ra25实验样品数据分析（数据组2）

粗糙度为Ra 25的实验样品，抛丸后粗糙度在Ra12.5～25范围内，胶黏剂膜厚测试数据见表2。

胶黏剂厚度测试数据散点分布见图13～图18（图13、15、17为底涂205不同位置测试数据散点分布图，图14、16、18为总厚度（含面涂252X）不同位置测试数据散点分布图）

胶黏剂厚度测试数据正态分布见图19～图24（图19、21、23为底涂205不同位置测试数据正态分布图，图20、22、24为总厚度（含面涂252X）不同位置测试数据正态分布图）

通过表2 可以看出：

图13 底涂205胶带左侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

图14 面涂252X胶带左侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

图15 底涂205胶带右侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

（1）实验样品上直接测试，其底涂205胶带右侧测试数据平均值远高于其他两个测试数据，其原因是表面粗糙度过大，导致的数据测试时过大（143.740），产生离线离散，对其进行删减后，重新采点测试（37.169），其平均值由20.651 65降为17.099 28；无论是修正前，还是修正后，其底涂测试均值均已超出2.7的规定，而总膜厚测试均值也有一组数据超出2.7的规定。但是胶带法测试的结果均符合2.7的规定。

图16 面涂252X胶带右侧实物样品膜厚测试数据散点分布图

图17 底涂205胶带法实物样品膜厚测试数据散点分布图

图18 面涂252X胶带法实物样品膜厚测试数据散点分布图

（2）实验样品直接测试数据平均值与胶带法测试数据平均值存在一定的偏差，尤其是底涂胶黏剂的厚度测试结果尤其明显。这与数据组（1）的结果是一致的。

通过图13～图24可以看出：

图19 底涂205胶带左侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

图20 面涂252X胶带左侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

图21 底涂205胶带右侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

（1）实验样品直接测试数据的标准偏差为5.51、24.56（修正测试后为8.78）、7.44、6.49，而胶带法测试数据的标准偏差为1.18、2.09。因此，实验样品直接测试数据的精密度要远远差于胶带法测试数据的精密度度。这与数据组的结果是一致的。

图22 面涂252X胶带右侧实物样品膜厚测试数据正态分布图

图23 底涂205胶带法实物样品膜厚测试数据正态分布图

图24 面涂252X胶带法实物样品膜厚测试数据正态分布图

（2）实验样品直接测试数据在规定范围内的比例在30%～70%范围，而实验样品直接测试数据在规定范围内的比例仅有30%。然而使用胶带法测试数据在规定范围内的比例却大于90%。因此，实验样品直接测试数据的离散度要远远大于胶带法测试数据的离散度。这与数据组（1）的结果是一致的。

表2 粗糙度Ra25实验样品涂膜厚试数据表

结合两组实验数据，可以看出：

（1）基材的粗糙度对于胶黏剂膜厚的直接测试结果有着很大影响，粗糙度越大，测试数据的离散度越大，准确性越差。而对于胶带法测试，粗糙度对其测试结果影响不大。

（2）在粗糙度一定的条件下，胶黏剂膜厚越大，离散度越小，准确性越好。

4 结论

通过对胶黏剂厚度检测方法的研究，我们对检测方法有了更深的认识，对影响检测结果的因素有了初步的了解，更加明确了检测方法的适用性。

（1）用胶带法进行膜厚测试，无论是底涂胶黏剂膜厚还是胶黏剂总膜厚，数据离散性小，数据分布均匀，但是由于其测试方法属于间接法测试，具有一定局限性，因此可以作为工艺评定的依据。

（2）在实物上测试胶黏剂厚度，会因基材表面粗糙度、膜厚等因素影响，对测试的数据有所影响，因此其使用有一定的限定条件。当粗糙度Ra6.3左右时，其测试数据均值与胶带法膜厚测试数据均值基本相近，离散度也较小，可以反映实际产品质量。因此，在这种限定条件下，进行直接测试胶黏剂的厚度，使用测试数据的平均值进行判定膜厚质量是可行的。

Study on thickness detection method for rubber and metal hot tack adhesive

Study on thickness detection method for rubber and metal hot tack adhesive

Zhu Penggang
(Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co., Ltd., Qingdao 266031, Shandong, China)

Through the study of rubber and metal heat curing adhesive thickness test method, the paper analyzes and researches effects of substrate roughness on tape and direct physical detection results, the paper also proposes suitability requirements for tape and direct physical detection application.

adhesive; thickness; testing method; tape detection; direct physical detection

TQ339

1009-797X（2015）23-0052-07

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.23.014

（R-03）

朱鹏刚（1974-），男，工程师，现主要从事橡胶制品硫化工艺和黏结工艺的研究工作。

2014-09-03