一文学习橡胶热硫化黏合剂（开姆洛克为例）

2019.7.19-28，华南理工大学广东省高性能与功能高分子材料重点实验室与李秀权工作室合作开展橡胶技术培训，地点：河北邢台(详情点击标题链接）

一， 前言

开姆洛克胶粘剂系美国洛德（LORD）公司产品，问世30年来，以粘结强度高，质量稳定，使用方便，而饮誉世界，广泛应用于各种橡胶与金属的粘合。

二， 常用品种及分类情况

分为三类：1底涂型，2，面涂型，3，单涂型， 常用的分类及主体高聚物见表：

1， 底涂型胶粘剂（CH205）的特点

（1） 能粘结多种金属：铸铁，碳钢，不锈钢，合金钢，铝，铝合金，铜，铜合金。

（2） 与面涂型胶粘剂有良好的粘结性。

（3） 有良好的防锈性能，能保护金属表面。

（4） 有良好的耐环境性。

（5） 亦可作为NBR的单涂型胶粘剂，即粘结金属与NBR时，一般不需再选用面涂型胶粘剂。

2，面涂型胶粘剂的特点

（1） 通过正确选用，能粘结各种通用橡胶。

（2） 与底涂型胶粘剂（CH205）粘结性能优异。  由于面涂型胶粘剂 与金属的粘结效果不是很好，或者即使有些品种，如常用的CH220，初期粘结强度亦很高，足以产生橡胶内聚破坏的结合力，但粘结件耐环境性，稳定性不足，因此，使用面涂型胶粘剂之前，金属表面一般宜先涂底涂型胶粘剂，确保与金属优良的粘合，确保粘结件的耐环境性，耐久性。由一种底涂型胶粘剂和一种面涂型胶粘剂，便组成了洛德公司（LORD）所谓的双涂体系。

3， 单涂型胶粘剂

单涂体系或单涂型胶粘剂的特点：

（1） 与多种金属的粘结优良。

（2） 通过正确的选用，能粘结所有的橡胶。

由于单涂型胶粘剂不需底涂，便可获得可靠的橡胶/金属粘结件，工艺上比较方便，因此比较受工厂欢迎。值得注意是，虽然单涂型胶粘剂与金属的粘结优与面涂型胶粘剂，但不如底涂型胶粘剂。同时单涂型胶粘剂粘结件的耐环境性，耐久性也不如双涂系列（底涂＋面涂）。

三，性能与特点

第一个特点适用面广，品种多进30个见表

通过正确选用可以达到以下目的：

（1） 硫化粘结各种橡胶与多种金属粘合，如铁，钢，不锈钢，合金钢，铝，铝合金，铜，铜合金等。

（2） 硫化粘结各种橡胶与多种织物，纤维，如人造丝，尼龙，涤纶，玻纤，芳纶，碳纤维等。粘合橡胶与织物常用的胶粘剂有四种：CH402，CH233，CH250，CH607。前三种含少量非挥发性异氰酸酯，主要用于粘结通用橡胶与织物，后者为硅烷类，用于粘结硅橡胶，氟橡胶与织物。

（3） 硫化粘结异种生胶或硫化胶，其中异种硫化橡胶之间的再次硫化粘结，洛德名之说“后硫化粘结”。该技术适用于大多数通用橡胶，可选用的胶粘剂有：CH233，CH234B，CH236，CH238，CH252。

（4） 硫化粘结各种橡胶与硬质塑料，硬质尼龙，。粘结硅胶hao123，氟胶时，可选用CH607。粘结通用型橡胶时，可以选用以CH205底涂胶（CH205能与多种塑料粘结）。

第二个特点粘结强度高质量稳定

粘结NBR，NR，BR，SBR，CR，EPDM，IIR等通用橡胶，都可确保获得橡胶内聚破坏的粘结强度，按HG4-852-81扯离强度测试，一般在4—8MPa左右，高时可达10MPa。由于试验时，一般都发生橡胶破坏。即使粘结特种胶如PU，CHC，CHR，CSM，FR，VMR等也能获得较好的粘结效果。

第三个特点耐环境性优良

除了CH607的耐热性能低于它所能粘结的FR，VMQ以外，其它的粘合剂都优它所能粘结的橡胶。

常用的胶粘剂中，CH252，BN的耐油性由于其它品种，因此在制造耐燃料油制品，如油封，胶管法兰接头时宜选用它俩。

第四个特点毒性较低使用方便

除溶剂（甲苯，二甲苯，酮，乙醇等）为挥发性外，其余高聚物，化合物都为非挥发性物质。故毒性低于异氰酸酯。使用方便体现在：

（1）单组份包装。

（2）储存期长，一般1--2年。

（3）适用于各种涂胶方式：刷涂，浸涂，喷涂，辊涂。

（4）金属件涂胶干燥后，可停放较长时间，只要不从新污染，不影响粘结效果。

（5） 可采用各种硫化方式：平板硫化，移模硫化B2B电子商务平台，注模硫化，硫化罐硫化，间接蒸汽，直接蒸汽，常压，中压，连续硫化。

（6）在模具中耐预热能力强，大多数开姆洛克胶粘剂在模具中于120—150℃温度下，预热10分钟，不会消弱粘结能力。

四，凯姆洛克的粘结原理

（1） 在低模量的橡胶与高模量的金属之间，胶粘剂应成为一个模量梯度层，以减少粘结件受力时的应力集中，因此胶粘剂层应有一定的厚度。底涂胶粘剂模量总是大于面涂胶粘剂模量，而面涂胶粘剂模量一般都大于橡胶。

（2） 底涂型胶粘剂，或单涂型胶粘剂之间，以胶粘剂与橡胶之间，通过相互扩散和共交联作用而实现粘结。胶粘剂和橡胶界面之间的相互扩散对于优良的粘结是十分重要的。充分的相互扩散，能在胶粘剂和橡胶之间形成一个完全连续的过渡层。设计胶粘剂时应首先考虑到相互扩散能力。并使在交联反应发生之前有足够的相互扩散时空。

（3） 在设计胶粘剂时，应有下列次序发生。

A， 底涂型，面涂型胶粘剂内部交联及共交联。

B， 底涂型胶粘剂与金属产生吸附

C， 胶粘剂和橡胶产生共交联，橡胶交联。

橡胶与纤维，织物材料的粘结与此类似。

五，选用原则

首先确定采用双涂还是单涂，要求高的产品或金属表面处理工艺不严的工厂，宜选用双涂体系。常用胶粘剂每公斤涂刷金属面积如下：

（金属表面40目砂处理）

在确定了单涂或双涂体系后，在选择具体品种时，至少要考虑10项因素：

1，胶种，胶种不同粘结难易程度也不同。通用橡胶的粘结性能差异，可用可粘性指数表示，极性橡胶优于非极性橡胶，开姆洛克与橡胶粘结规律如下：（CH233，CH234B，CH236，CH238 CH250，CH252，CH257），CH220，CH205。NBR可选用上述任何一种胶粘剂，在大部分情况下，只用CH205即完全满意的粘结。CR，NR，SBR，BR等则必须用CH220（以CH205作底涂胶）或其它粘结性更高的品种，单用CH205则不行。IIR，EPDM等则一般非用比CH220粘结性更强的品种，才能达到满意的效果。

2，橡胶硬度   橡胶硬度对粘结难易性也有一定的影响。对于NR，SBR一文学习橡胶热硫化黏合剂（开姆洛克为例），BR等橡胶，CH220/CH205双涂体系适用硬度范围大致为XHS=40--85，对于NBR，CH205使用范围也大致如此，也有工厂在使用中发现CH205可满意的粘结XHS=25的NBR。在此硬度范围之外的胶料，一般选用粘结性更强的胶粘剂，即NBR选用CH220/CH205，甚至CH233/CH205等。

3，硫化剂类型    同一种胶采用不同类型的硫化剂时，应选用不同的胶粘剂如：

NBR 硫黄硫化体系选用CH205。 过氧化物硫化体系选用CH607， EPDM 硫黄CH236，CH238。过氧化物CH607，CH246。树脂CH252，CH238。   常用的适用过氧化物硫化的为CH238，CH246，CH252，CH607，CH608，其余常用品种以适应硫黄硫化为主。

4，硫化体系  在常规，半有效（SEV）及有效硫化体系（EV）中，一般采用常规硫化体系（S＞1.5份）的胶料比较容易粘结，可采用CH220/CH205双涂体系。SEV/EV硫化体系的胶料CH220/CH205不一定适用，故以选用比CH220更好的胶粘剂。

5，硫化速度   一般都可确保胶粘剂固化反应起步早于橡胶硫化反应或两者同步发生，应注意胶料的焦烧期尽可能长些。对于硅胶来说一般CH608的反应速度高于CH607，因此对于硫化温度下t1/2较短的过氧化物硅胶胶料，以及一些不需二段硫化的胶料，应考虑CH608。 6，门尼粘度  由于开姆洛克胶粘剂干燥后胶膜胶硬（尤其是CH220/CH205）因此胶料门尼粘度低，有助于胶粘剂——胶料之间的密切接触及相互扩散，有利于粘结。

7，含油量    胶料中低于20份时一般不发生问题，如含油量高于20份时，双涂体系以选用CH238为宜，单涂体系以CH252为好，这两种胶粘剂对高油量配方粘结效果好。

8，硫化方式   橡胶与金属胶粘剂的一个重要性质是在受热的条件下耐冲刷性。耐冲刷性差的胶粘剂，容易污染模具，造成粘模，使产品难于脱模，甚至由于胶粘剂冲离金属件表面而引起粘结失败。这些现象在平板硫化中尚不十分严重，但在移模硫化和注模硫化过程中，则比较常见。因此在采用后二种硫化方式时，宜选用CH220/CH205双涂体系或CH257单涂体系。平板硫化则可视具体情况而定。此外，一些采用直接蒸汽硫化的产品，如胶辊等，应避免选用含有异氰酸酯的品种，如CH250，CH252等。

9，产品使用要求   开姆洛克胶粘剂的耐环境性一般都优于橡胶，但不同开姆洛克品种之间存在着一些差异，要求耐溶剂性的产品选用BN为好，要求高耐油性产品以CH252为宜橡胶金属粘合剂凯姆洛克，要求高耐热性产品应选用CH233/CH205或CH252。

10，CH220/CH205双涂体系   该体系问世最早，已有30余年，仍是所有品种中最受欢迎，用量最大的品种，后续的改良品种，虽然粘结能力等某些方面超过了CH220，但在工艺稳定性，储存稳定性，耐胶料冲刷性等方面，尚无突出之处，因此，建议尽量优先考虑选用该体系。

六  工艺要点

正确选用胶粘剂品种后，工艺很关键，5个环节

1，金属表面处理 ，  除锈，脱脂，去污，可采用机械法，和化学法。

2， 搅拌 ， 出了CH218，CH607及CH608等少数几个品种为溶液体系外，其余为介散体系，由溶剂，可溶性化合物，聚合物及无机盐，填料组成。在储运过程中沉淀，在使用前应十分注意充分搅拌，务使各种材料达到均匀分散，以半小时搅拌5分钟为好，

3， 稀释 ，    由于国内涂胶一般都采用刷涂法，因此不需稀释。在以下情况需稀释 （1） 由于储存期长，（2）采用喷涂法：2重量份胶粘剂/1重量份溶剂。

4， 涂胶，

可根据涂胶次数大略估计，以最常用的CH220/CH205位列，粘结NR，SBR，BR等通用橡胶时，只要胶粘剂粘度未超出规定范围，CH205只需涂一遍，当CH220涂一遍时，扯离强度一般为4---5MPa，CH220涂两遍后，扯离强度可达5---8MPa或更好些。因此可根据要求决定涂的遍数。（涂胶越厚粘结强度越高）。

5，干燥，  干燥条件为：

常温时温       30---60分钟

70---80℃    20---30分钟

冬季最好能用热风机强制干燥，另外，开姆洛克胶粘剂涂胶干燥后，如果能在120℃烘10--15分钟，不但有利于彻底驱赶残留溶剂，还可提高胶粘剂膜在模腔内的耐冲刷性。

七，粘结结果评价及失败原因

破坏分为4种类型：

R---橡胶破坏;

RC---橡胶与胶粘剂间破坏;

CP---胶粘剂内聚破坏（面涂与底涂间破坏）;

M---胶粘剂与金属间破坏橡胶金属粘合剂凯姆洛克，   若粘结件同时发生多种类型破坏;

SR---斑点状橡胶破坏，金属表面附胶是斑点状。

TR---簿层橡胶破坏，金属表面附很簿而均匀橡胶层。

HR---厚层橡胶破坏，金属表面附较厚层橡胶。

SB---橡胶扯断。

粘结破坏类型及原因

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