盐雾条件下氟橡胶与金属粘接用胶粘剂的研究

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）

盐雾条件下氟橡胶与金属粘接用胶粘剂的研究

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）

通过对几种不同类型的氟橡胶胶粘剂在常规和盐雾条件下的试验对比，发现双酚AF/BPP硫化体系的氟橡胶与金属骨架的粘接性能中，树脂类胶粘剂在盐雾条件下的防锈性能明显优于其他类型的胶粘剂。批量生产验证表明，树脂类胶粘剂在盐雾24 h条件下，粘接性能变化率最小，仅为2.29%，外观颜色为浅绿色，表面均匀度好。

氟橡胶；粘接；防锈；外观

0 前 言

氟橡胶具有优异的耐热性、耐候性、耐化学品及自熄性，在航空航天等领域得到广泛应用[1]。但其自身表面的惰性导致粘接性较差,是其应用的“瓶颈”所在[2]。市场上批量生产使用的氟橡胶热硫化胶粘剂大约有十几种，本文选用具有代表性的四种类型，研究它们在双酚АF/BPP硫化体系下的氟橡胶与金属骨架的粘接性能方面，对骨架的防锈性能和生产后产品的外观方面的影响，通过实验对比，对生产不同使用工况条件下的产品，在选用胶粘剂方面做一些指导。

1 实 验

1.1 主要原材料

西邦CIL33C双组分胶粘剂，英国西邦化工（上海）有限公司；开姆洛克CH607单组分胶粘剂, 上海洛德化学有限公司；开姆洛克CH5150单组分胶粘剂，上海洛德化学有限公司；德国汉高开姆希尔CH512单组分胶粘剂，上海协诺橡胶化工有限公司。

1.2 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，青岛华天鑫工贸有限公司；电脑型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；可程式盐水喷雾试验机，CZ-60B，东莞众志检测仪器有限公司。

1.3 样品的制备

橡胶基本配方（单位：份）：氟橡胶2602 100，碳酸钙 25，炭黑N660 20，棕榈蜡 1，MG150 10，АF母炼胶 3，BPP母炼胶 1。

橡胶的炼制：根据生产实际使用的配方，在实验时，取1 kg进行热炼，下片冷却，成型后待用。

胶粘剂的配制：按照不同胶粘剂的不同配制工艺，对每一种胶粘剂按照标准工艺进行单独配置，并搅拌，待用。

胶粘剂的涂布：按照不同胶粘剂的涂布要求，将硬膜厚度控制在3～8 μm之间。

骨架的处理：骨架取自生产现场使用的骨架，处理过程为脱脂-磷化-烘干-涂布胶粘剂-胶粘剂预固化-密封贮存。

粘接性能测试用丁字铁按照与骨架相同的处理方式进行处理。

产品硫化：按照橡胶配方要求的一段硫化条件（180 ℃×8 min），进行成型硫化加工；二段硫化条件按照220 ℃×15 h执行。

1.4 使用测试标准

采用GB/T 10125《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》标准进行试验。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》进行试验，拉伸速率为50 mm/min。

2 结果与讨论

2.1 确认不同胶粘剂的粘接性能

为确认不同类型胶粘剂与氟橡胶粘接性能的关系，本次实验共做了两轮，第一轮为按照正常生产工艺进行的试验，第二轮将加工完成的样块在盐雾试验条件下放置24 h，确定其粘接情况。第一轮试验按照正常的工艺进行，实验数据见表1。从数据上可以看出，粘接强度方面，CIL33C ＞ CH5150 ＞ CH512 ＞ CH607，但是4种胶粘剂的粘接强度最大的差异率在4%，排除实验误差的原因，可以认为粘接效果在同一水平上。

表1 不同胶粘剂对氟橡胶粘接性能的影响（未经盐雾试验）

第二轮试验将加工完成的样块，在盐雾试验条件下放置24 h后进行，实验数据见表2。从数据上可以看出，经过盐雾试验后的产品数据有了很大差异，CIL33C的粘接性能变化率最小，仅为2.29%；CH512的变化率次之，为9.81%；CH5150和CH607的变化率都超过35%，分别为37.92%和36.00%。从橡胶的破坏形式来看，CH5150与CH607的破坏形式也由橡胶之间的断裂，变为橡胶与胶粘剂之间的破坏。

从这一个实验也验证了组成胶粘剂的成分之间的差异的影响：

1）CH5150、CH607属于硅烷偶联剂类，硅烷的分子式为Y[(CH2)]nSiX3，X为可水解的基团，Y为有机官能团。因容易发生水解而使粘接性能大大降低。

2）CH512胶粘剂既含有硅烷偶联剂，也含有树脂类物质。树脂类物质本身没有易于和水、氧等反应的活性基团，在接触到水性物质后，硅烷偶联剂类物质会发生水解失效，但是树脂类物质不会发生水解反应而失效，所以其粘接性能有下降，但是下降程度较小。

3）CIL33C胶粘剂属于树脂类，本身没有易于与水、氧等反应的活性基团，在接触到水性物质后，也不会发生水解反应，所以其粘接性能基本没有变化。

表2 不同胶粘剂对氟橡胶粘接性能的影响（经过盐雾试验）

2.2 确认不同胶粘剂的防锈性能

为了更好地反映实际生产过程的影响，本实验采用批量生产的工艺进行试验。实验前将骨架按照标准工艺处理，硫化后再进行二段硫化，然后再放入可程式盐水喷雾试验机内，进行盐雾试验，实验数据见表3。从实验数据可以确定，胶粘剂的防锈能力为CIL33C ＞ CH512 ＞CH607=CH5150,同样这个实验也验证了胶粘剂成分为硅烷偶联剂的CH607和CH5150,在防锈性能上，不如成分为树脂类的CIL33C。

2.3 确认不同胶粘剂的外观颜色

在实际生产中，很多外露骨架的产品要求外观颜色具有一致性，这就要求胶粘剂在涂布之后，分散的均匀性要好，同时胶粘剂本身在加工后，颜色要均匀。为了验证这一工艺性，本实验分别采用四种胶粘剂处理骨架，并进行200 ℃×10 h的二段处理，结果见表4。从表4可以看出，含有树脂类CIL33C和CH512胶粘剂，胶料在经过高温二段硫化后，表面的颜色都发生了变化，CIL33C的颜色变为浅绿色，表面均匀度较CH512好；而CH512的表面变为浅褐色，表面均匀度稍差；而没有树脂物质的胶粘剂CH5150 和CH607，胶料在二段前后都没有变化，且表面均匀、一致。

表3 不同胶粘剂的防锈能力

表4 不同胶粘剂的外观颜色

3 结 论

通过对不同类型胶粘剂的粘接性能试验和防锈试验及外观颜色试验，可以得出以下结论：

（1）在盐雾试验条件下，树脂类胶粘剂CIL33C具有比其他胶粘剂更好的粘接性能和防锈性能，其次为CH512、CH5150、CH607；

（2）通过硫化和二段硫化的高温烘烤，观察几种类型胶粘剂的外观性能，CH5150和CH607胶料都是无色；CH512胶料有浅褐色花纹，表面均匀度较差； CIL33C胶料的外观颜色为浅绿色，表面均匀度优于CH512。

[1] 陈青, 魏伯荣, 胡小锋. 氟橡胶的改性研究进展[J]. 特种橡胶制品, 2004, 25(2)：57-61.

[2] 陈尔凡, 李源. 氟橡胶的表面粘接改性[J]. 高分子材料科学与工程, 2008(7)：86-89.

[责任编辑：朱 胤]

Study on Adhesion for FKM to Metal Bonding under the Condition of Salt Spray

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

Four different types adhesives for fluorine rubber to metal bonding were studied under the condition of salt spray. The results showed that, the resin adhesive was better than other types in fluorine rubber with bisрhenol AF / BPP curing system to metal skeleton bonding.

FKM; Adhesive; Appearance

TQ333.93

B

1671-8232(2014)08-0017-03

2013-12-06