鍍銅法預處理橡膠表面提高與金屬粘接強度的方法
2023-08-10 23:02:56
專利名稱：鍍銅法預處理橡膠表面提高與金屬粘接強度的方法
技術領域：
本發明屬於材料粘接技術領域。
橡膠與金屬材料的粘接技術廣泛應用於現代工業的各個部門。常用的膠粘劑有環氧樹脂膠粘劑，橡膠膠粘劑和聚氨酯膠粘劑等。現有的橡膠表面處理技術主要是表面粗化方法一般先用砂紙打磨，丙酮脫酯，再用濃硫酸或其它氧化劑溶液浸泡，以達到表面粗化的目的。由於一般的橡膠極性較低，與金屬材料粘接有一定困難，即使採用現有的表面粗化方法預處理橡膠表面，粘接強度最大也只能達到20kg/cm2左右，極少能達到30kg/cm2，很難滿足某些特殊用途的要求。例如海軍潛艇表面用橡膠保護，粘接強度均希望更高。〔參考文獻(1)日本公開特許8086853;(2)日本公開特許JP63289042;(3)日本公開特許JP01168781;(4)《膠粘劑應用指南》(江蘇科技出版社);(5)德國專利DE3607220;(6)《電鍍工業》1987·1〕。
本發明的目的是在橡膠表面沉積上一層金屬銅，再用常用膠粘劑粘合，大幅度提高橡膠與金屬的粘接強度，滿足海軍潛艇防護等之需要。
本發明的內容由以下步驟組成方法一模壓銅粉法預處理橡膠表面後與金屬的粘接。將已混煉好的橡膠置於五倍其質量的溶劑中溶解(用苯，甲苯等)，秤取一定量的銅粉，用鹽酸洗去表面氧化物，乾燥後與橡膠溶液混合，充分攪拌，用毛刷均勻地塗刷於擦有少量矽油的聚丙烯膜上，真空抽去溶劑，把聚丙烯膜置於硫化模的上下兩面，中間是待硫化的橡膠，在油壓機上加壓20kg/cm2，硫化後取出橡膠，揭去聚丙烯膜，則銅粉被模壓入硫化橡膠的表面。用砂紙打磨表面，丙酮洗去表面上的矽油，用環氧樹脂(或酚醛樹脂、聚氨酯)作膠粘劑使之與金屬(鋼，銅，鋁，鈦等)粘接，固化後，粘接強度可達30～60kg/Cm2。
方法二化學鍍銅法預處理橡膠表面後與金屬的粘接。將普通硫化橡膠或填充有羰基鐵和鐵氧體的硫化橡膠用砂紙打毛表面，丙酮清洗後置於10%硝酸中刻蝕15分鐘，取出用水洗淨，置於1%Sncl2溶液中敏化，再於Pdcl2溶液中活化，最後放入CuSO4-酒石酸鉀鈉-甲醛溶液中鍍銅(溶液用NaOH調pH＞11.6)，取出後用水洗淨，乾燥。鍍好銅的橡膠用環氧樹脂(或橡膠，酚醛樹脂，聚氨酯等)粘接劑與金屬(鋼、鐵、銅、鋁、鈦等)粘接，粘接強度可達60～80kg/Cm2。
粘接強度數據均採用中華人民共和國化工部標準HG4-853-76測試方法測定拉伸剪均強度。
本發明與現有技術相比具有的優點1、羰基鐵和鐵氧體作為重要的吸收微波材料較難粘附到金屬表面，本發明方法使羰基鐵或鐵氧體先填入橡膠，再粘接到金屬表面成為可行。
2、本發明方法使橡膠與金屬的粘接強度可以達到30～80kg/Cm2，比現有技術提高一～三倍。
實現本發明的最佳實例如下1、模壓銅粉法預處理丁苯膠與金屬的粘接商品丁苯生膠，其中含75%丁二烯，25%苯乙烯，經塑煉、混煉後，取5克溶於25克十氫萘中，秤取4克200目銅粉，用鹽酸洗去表面氧化物，乾燥後與橡膠溶液混合攪拌均勻，用毛刷塗於擦有少量矽油的聚丙烯膜上，真空抽去十氫萘，將膜置於硫化模的上下兩面，中間放上待硫化的橡膠，在油壓機上加壓至20kg/Cm2，150℃硫化一小時，取出後揭去聚丙烯膜，用砂紙打磨橡膠表面，丙酮清洗後乾燥，用環氧618作膠粘劑，三乙烯四胺作固化劑，固化劑用量5～9%，與金屬片粘接，粘接強度達45kg/Cm2，橡膠本體破壞，而粘接界面尚未破壞。
2、化學鍍銅法預處理硫化丁苯膠與金屬的粘接硫化好的商品丁苯膠，含75%丁二烯，25%苯乙烯，填充有50%炭黑，用砂紙打毛表面，丙酮清洗後，在10%硝酸中刻蝕15分鐘，取出洗淨後在1%Sncl2溶液中敏化10分鐘，再於Pdcl2溶液中活化15分鐘，用水洗淨後，放入CuSO4-酒石酸鉀鈉-甲醛溶液中，用5%NaOH調pH＞11.6，鍍銅5～10分鐘，然後洗淨，乾燥，用環氧618作粘接劑，三乙烯四胺作固化劑，使之與金屬片粘接，粘接強度達85kg/Cm2，橡膠本體破壞，而粘接界面未破壞。
3、化學鍍銅法預處理填充有羰基鐵(或鐵氧體)橡膠與金屬的粘接填充有羰基鐵或鐵氧體的橡膠對微波有吸收作用，可以製成隱身材料，在國防上有廣泛的應用價值。
用含20份丁苯膠和80份羰基鐵(或鐵氧體)的硫化橡膠進行鍍銅表面預處理。用J-01型改性酚醛樹脂和DW-1型雙組份聚氨酯膠粘劑分別使之與鋼、銅、鋁、鈦、錳等金屬粘接，粘接強度酚醛樹脂達25～45kg/Cm2，聚氨酯為20～40kg/Cm2，若用環氧618粘接，強度為25～30kg/Cm2，均為橡膠本體破壞，而用現有方法處理如此高填充量的橡膠，其與金屬的粘接強度只有3～5kg/Cm2。
權利要求
1.鍍銅法預處理橡膠表面提高與金屬粘接強度的方法，屬材料粘接技術領域，將橡膠表面粗化，採用環氧樹脂、聚氨酯或酚醛樹脂作膠粘劑，將橡膠與金屬粘接，本發明的特徵在於橡膠表面預先模壓入一層銅粉，橡膠可以是填充有羰基鐵或鐵氧體的硫化橡膠，粘接強度可達30～60kg/cm2。
2.據權利要求1所述的鍍銅預處理橡膠表面提高與金屬粘接強度的方法，本發明特徵在於橡膠表面預先化學鍍上一層銅，再與金屬粘接，強度可達60～80kg/cm2。
全文摘要
鍍銅法預處理橡膠表面提高與金屬粘接強度的方法，屬粘接技術領域，將橡膠或填充有羰基鐵和鐵氧體的橡膠，表面沉積上一層銅，經打磨，脫脂，清洗後，用常用的環氧樹脂，酚醛樹脂，聚氨酯等膠粘劑，使之與金屬粘接，粘接強度可達30—80kg/cm
文檔編號C09J5/02GK1068350SQ91108159
公開日1993年1月27日 申請日期1991年9月5日 優先權日1991年9月5日
發明者薛奇, 張峻峰, 陸雲, 薛辰晨, 丁建夫, 顧曉紅, 董堅 申請人:南京大學