橡胶-金属粘接原理

橡胶与金属的粘接是橡胶制品生产的一个重要环节，橡胶与金属的粘接原理普遍认为在低模量的橡胶与高模量的金属之间，胶粘剂成为模量梯度，以减少粘接件受力时的应力集中。 

胶粘剂分子一端为极性基团与金属亲和物理性吸附存在，另一端为非极性基团与橡胶亲和以共价键形式存在，因此常用双涂型胶浆的底涂或单涂型胶粘剂与金属表面之间主要通过吸附作用实现粘接。底涂型和面涂型胶粘剂之间，以及胶粘剂与橡胶之间通过相互扩散作用和共交联作用而实现粘接。  

橡胶-金属粘接不良的表现形式及原因分析

橡胶-金属粘接不良的表现形式

主要有粘接强度不够、脱胶、边缘欠皮、粘接面气泡等。粘接强度不够表现为粘接面有橡胶吸附但没有完全覆盖金属表面，分散较均匀。脱胶是指金属表面与胶粘剂没有发生粘接或胶粘剂与橡胶没有粘接，前者表面可见明显金属光泽，橡胶表面光滑有胶粘剂吸附层；后者骨架表面有胶粘剂吸附且骨架表面光滑，而橡胶表面较涩有橡胶手感。 

边缘欠皮是指产品边缘橡胶与骨架粘接处部分脱胶，而内部粘接良好，是脱胶在产品局部有规律的出现。粘接面气泡是指在粘接面内部有气泡导致产品局部脱胶。 

产生粘结强度不够的主要原因

1.骨架表面及涂胶层污染或者粗糙度不够，使胶粘剂与金属吸附面积不足； 

2.骨架表面磷化膜局部破损，导致吸附能力降低；

3.骨架涂胶层过硫，使胶粘剂分析部分失去活性或者活性降低，从而减小了粘接共价键的形成，因此降低粘接力即粘接强度； 

4.骨架涂胶层过薄或双涂层中任何一层过薄，使单位面积上有效的活性基团数量不足，导致粘接力下降； 

5.胶粘剂过期失效或牌号选择错误，使胶粘剂失去活性导致粘接或错误的粘接剂没有与橡胶材料形成足够强度的共价键粘接；

6.产品欠硫或过硫会导致部分共价键不稳定或没有形成足够的共价键，使粘接强度下降，过硫会使形成的共价键部分断裂造成粘接强度下降； 

7.摆放骨架的时间过长，会使胶粘剂分子失去活性不能与橡胶形成共价键，同时对金属的吸附能力降低都会降低粘接强度； 

8.注射压力过低会导致分子布朗运动不足，从而减少了共价键形成的机会和数量，从而导致粘结强度下降，因此硫化三要素对粘接影响非常大，在实际工作中不容忽视；

9.型腔密封不良，会导致型腔内橡胶压力不足，从而影响粘接强度； 

10.坯料量偏少或不足会导致型腔压力不足，从而影响粘接强度； 

11.胶料污染也会导致粘接强度不够，如丁腈橡胶内混入氟橡胶会导致丁腈橡胶粘接强度下降。 

脱胶的主要原因

1.胶料污染或骨架污染都会导致产品严重脱胶，杂质在粘接表面形成隔离层是脱胶的根本原因之一； 

2.胶料焦烧或骨架在模具中受热时间过长会导致脱胶，是因为分子失去活性导致共价键无法形成导致粘接力消失；

3.胶粘剂过期失去活性会导致产品脱胶； 

4.双涂胶粘剂面涂过硫； 

5.骨架和胶料停放时间过长导致产品脱胶； 

6.骨架表面粗糙度不够会导致产品脱胶； 

7.注射机螺杆磨损使入料温度过高导致胶料焦烧会导致产品脱胶； 

8.硫化温度过高会导致产品脱胶。

欠皮的主要原因

1、硫化温度过高； 

2、胶料焦烧； 

3、注射速度过快导致产品边缘压力不足或将骨架边缘胶粘剂冲刷出型腔，从而形成欠皮现象； 

4、排气次数不够会导致产品欠皮； 

5、模具磨损导致胶料流动速度降低，使充满型腔时间变长导致胶料焦烧或型腔压力不足，形成欠皮现象； 

粘接面起泡的原因

1、粘接面起泡主要是骨架表面污染或胶料污染导致；

2、产品欠硫会在粘接表面形成微型海绵气泡； 

3、胶料混炼不匀会导致粘接失效从而在粘接面处汇集挥发气体，形成气泡； 

4、胶料受潮也会在粘接面形成气泡。 

粘接不良的对策

1.检查设备螺杆运行情况和入料时间，如入料时间过长应检查并更换螺杆，使入料时间缩短。一般入料时间不应大于150 S/模；

2.检查骨架喷砂或抛丸程度是否达到工艺要求，同时检查骨架外观是否有油污、灰尘等。骨架自身质量情况对粘接影响非常大； 

3.检查模具磨损情况，看模具封胶是否严密，流道是否通畅；

4.校正设备、模具温度是否正常；

5.检查坯料重量是否合适；

6.检查胶料硫变参数是否异常，如发生异常可能为混炼和配方调整导致，应即使与相关单位沟通，会节省很多实验时间； 

7.检查设备内缓压参数和压力参数是否正常；

8.检查胶粘剂牌号是否合适且在保质期内；

9.检查涂层厚度和涂刷质量是否合格；

10.检查骨架磷化记录是否异常，严格控制骨架磷化实物的质量； 

11.检查骨架烘干温度和速度是否异常； 

12.检查骨架停放时间即防护是否正常；

13.检查盛放胶粘剂的操作桶是否有污染；

14.检查骨架、胶料停放、周转工装等是否清洁无污染； 

15.检查胶料是否有分层现象，如有需重新返炼或报废； 

16.检查胶料存储环境湿度是否异常，如有需即使更正并将受潮的胶料重新返炼。