一種提高金屬與矽橡膠粘接性能的表面處理方法與流程
2023-07-28 23:39:16 1
本發明涉及橡膠減振製品金屬與矽橡膠的粘接領域，具體涉及一種提高金屬與矽橡膠粘接性能的表面處理方法。
背景技術：
：在橡膠材料中，矽橡膠耐高低溫性能最好，且有優異的耐天候性、卓越的電絕緣性能，越來越廣泛的應用在橡膠減振製品中，主要起到減振、降噪、傳動、密封等作用。橡膠減振製品常常應用在動態環境中，因此對橡膠與金屬的粘接性能有嚴格的要求，通常橡膠減振製品中金屬的覆膠率達到85%。在矽橡膠減振製品中，常以覆膠率來表徵製品的粘接性能。由於矽橡膠表面自由能極低，僅為2×10-2N/m，與金屬粘合困難,按現有表面處理技術，經過對比實驗發現，金屬的覆膠率達不到20%，嚴重影響矽橡膠減振製品的使用性能和壽命。公告號為CN104108181A的專利申請，公開了一種橡膠與金屬的粘合工藝，主要包含金屬表面處理、成型和硫化，其中金屬表面處理包括：採用粒徑：0.7-0.9mm的噴丸對金屬表面進行8-10分鐘的噴丸處理，噴丸後採用酸點：18-22、溫度：50-60℃的磷化液進行磷化13-17min後清洗烘乾待用。達到粘合好、耐磨好、抗震性能好的要求，並能夠在使用中克服橡膠脫離金屬的情況，而且適合用於表面不規則和大面積情況下的使用。矽橡膠減振製品所用金屬常為材質偏軟的鋁材、硬度較低的鋼材，如採用粒徑為0.7-0.9mm的噴丸處理金屬表面，會損壞金屬的形狀及尺寸，導致金屬變形。橡膠減振製品常用在動態環境下，採用磷化液磷化不利於橡膠減振製品取得較好的動態粘接性能，常出現製品在使用過程中橡膠與金屬脫離的現象。現有技術所述的橡膠為常用天然橡膠、異戊橡膠，不適用於矽橡膠。技術實現要素：本發明的目的是提供一種提高金屬與矽橡膠粘接性能的表面處理方法，解決在現有表面處理條件下，金屬與矽橡膠粘接性能差，覆膠率低的問題。具體通過以下方法實現的：一種提高金屬與矽橡膠粘接性能的表面處理方法，所述矽橡膠為熱硫化型矽橡膠，所述金屬為鋼材、鋁材，採用以下步驟實現：1）脫脂：將金屬置於超聲波脫脂線，以清除金屬表面的油汙、鏽跡等；2）噴砂：將金屬粘接面用噴砂機噴砂，所用磨料為粒徑為0.2mm的金剛玉，噴砂時間設定為5-8分鐘，以增加金屬表面粗糙度，增大粘接的接觸面積；3）除塵：採用壓縮空氣法，去除噴砂後殘存在金屬表面的細砂；4）清洗：用酒精或者二甲苯清洗金屬粘接面；5）烘烤：將金屬置於乾淨的烘箱中烘烤，設定溫度80-100℃，烘烤30-50分鐘，使金屬溫度達到55-65℃；6）塗膠：將金屬粘接面刷塗膠黏劑，自然乾燥；7）烘乾：將金屬置於乾淨的烘箱中烘乾，設定烘箱溫度：100-120℃，設定烘乾時間：15-20分鐘，自然冷卻待用。進一步，矽橡膠包括甲基乙烯基矽橡膠、苯基乙烯基矽橡膠各種品種矽橡膠。進一步，採用手動噴砂機或者Q226噴砂機對金屬粘接面進行物理機械清理，能夠增大金屬與矽橡膠的粘接面積。進一步，在刷塗膠黏劑之前，對金屬進行烘烤使金屬溫度達到55-65℃，較高的溫度能夠降低金屬表面張力，利於吸附膠黏劑。特別地，金屬離開烘箱時間與塗膠之間的時間間距不超過20分鐘。進一步，選取的膠黏劑是水性膠黏劑，可以為開姆洛克系列，或者西邦系列的。膠黏劑在使用前充分攪拌，攪拌時會有氣泡產生，務必要等氣泡消了之後再刷塗膠黏劑。塗刷的膠黏劑厚度宜薄，較佳的膠黏劑厚度為10-30μm。進一步，刷塗完膠黏劑的金屬自然晾乾後，置於乾淨的烘箱中烘乾。烘箱設定溫度為100-120℃，烘乾時間為15-20分鐘，主要目的是除去膠黏劑中的易揮發組分。為避免膠黏劑受到汙染，刷塗膠黏劑的金屬不得在烘乾線上乾燥，必須置於乾淨的烘箱中烘乾。有益效果：本發明一種提高金屬與矽橡膠粘接性能的表面處理方法，設定了塗膠前烘烤和塗膠後烘乾環節。清洗後烘烤，較高的溫度能夠降低金屬表面張力，利於吸附膠黏劑；塗膠前充分攪拌膠黏劑進行消泡，減少了膠黏劑在塗刷後產生氣泡，塗膠後自然乾燥在乾淨的烘箱中進行烘乾，除去膠黏劑中的易揮發組分。通過以上技術手段，本發明一種提高金屬與矽橡膠粘接性能的表面處理方法，有效提高了金屬與矽橡膠粘接性能，覆膠率能夠達到90%以上，粘接強度能夠達到4MPa。具體實施方式：下面結合給出的實施例對本發明加以說明，但不構成對本發明的任何限制。實施例1此實施例的金屬為普通鋼材材質，按照本發明方法，按照如下步驟進行金屬表面處理，並進行金屬-矽橡膠複合製品的製備：a：脫脂：將金屬置於超聲波脫脂線，以清除金屬表面的油汙、鏽跡等。b：噴砂：使用手動噴砂機對金屬粘接面噴砂處理5-8分鐘，增加金屬表面粗糙度。c：除塵：採用壓縮空氣法，去除金屬噴砂後殘存在表面的細砂。d：清洗：用酒精或者二甲苯清洗矽橡膠與金屬粘接面。e：烘烤：將金屬置於乾淨的烘箱中烘烤，設定溫度80-100℃，烘烤30-35分鐘。f：塗膠：將金屬粘接面刷塗開姆洛克系列8116膠黏劑，膠黏劑厚度為10-20μm，自然乾燥。g：烘乾：將金屬置於乾淨的烘箱中烘乾，設定溫度：100-120℃，設定時間：15-20分鐘h：硫化：將g工序處理好的金屬裝入模具的底模，將矽橡膠放入模腔，蓋好上模，加壓硫化。i：硫化時間到，出模，取出製品。對比試驗1：採用現有的金屬表面處理方法，即採用上述的a-b-c-f（刷的膠黏劑為常用的羅門哈斯系列膠黏劑）-烘乾線乾燥-h-i，取得對比製品。實施例1對比試驗1採用此發明技術及按照現有技術製得的金屬-矽橡膠複合製品，經過23±2℃恆溫24h後，進行破壞試驗，試驗所得的覆膠率及粘結強度數據見表1。實施例2此實施例的金屬為鋁材材質，按照本發明方法，按照如下步驟進行金屬-矽橡膠複合製品的製備。A：脫脂：將金屬置於超聲波脫脂線，以清除金屬表面的油漬、鏽跡等。B：噴砂：使用手動噴砂機對金屬粘接面噴砂處理5-8分鐘，增加金屬表面粗糙度。C：除塵：採用壓縮空氣法，去除金屬噴砂後殘存在表面的細砂。D：清洗：用酒精或者二甲苯清洗矽橡膠與金屬粘接面。E：烘烤：將金屬置於乾淨的烘箱中烘烤，設定溫度80-100℃，烘烤35-40分鐘。F：塗膠：將金屬粘接面刷塗信越膠黏劑，膠黏劑厚度為10-20μm，自然乾燥。G:烘乾：將金屬置於乾淨的烘箱中烘乾，設定溫度：100-120℃，設定時間：15-20分鐘H:硫化：將G工序處理好的金屬裝入模具的底模，將矽橡膠放入模腔，蓋好上模，加壓硫化。I：硫化時間到，出模，取出製品。對比試驗2：採用現有的金屬表面處理方法，即採用上述的A-B-C-F（刷的膠黏劑為常用的羅門哈斯系列膠黏劑）-烘乾線乾燥-H-I，取得對比製品。實施例2及對比試驗2採用此發明技術及按照現有技術製得的金屬-矽橡膠複合製品，經過23±2℃恆溫24h後，進行破壞試驗，試驗所得的覆膠率及粘接強度見表1。橡膠與金屬材料粘接性能的測試，用覆膠率和粘接強度來表徵。產品完成硫化且恆溫24h後，通過JYW-33CSS型電子萬能試驗機，進行破壞試驗，直至橡膠與金屬脫離為止。通過目測矽橡膠附著在鐵件上的面積佔鐵件未破壞前附著的橡膠面積的比例，得到覆膠率。通過計算機計算，得到粘接強度。表1各實施例破壞試驗測試數據表金屬材質採用技術覆膠率粘接強度鋼材本發明實施例190%4.1MPa鋼材對比實驗110%1.5MPa鋁材本發明實施例2100%3.5MPa鋁材對比實驗215%1.3MPa當前第1頁1 2 3