橡胶和基材的粘接
—— CHEMLOK胶粘剂应用
LORD CHINA 2007
Company Confidential
Adhesives 开姆洛克胶粘剂 •Chemlok Lord Corporation was founded in 1924. 1st products were
•
designed to isolate vibration on trolley cars. Chemlok 205 / 220 was commercialized in 1956 to bond rubber to metal.
为：145℃～185℃。
5
Company Confidential
5
内容
• 第 I 部分 基材的准备 • 第II部分 胶粘剂应用技术 • 第III部分 常见粘接问题解决
6
Company Confidential
6
橡胶与金属粘接步骤
橡胶金属 粘接过程 基材准备 胶粘剂的准备 胶粘剂的使用 硫化
机械处理
18
磷化处理
•
典型的磷化生产线
19
Company Confidential
19
铝件的铬化处理
• 脱脂
• 在65～70℃，浸于下述溶液中浸10分钟 水 450ml H2SO4（1.84） 80ml Na2Cr2O7 15g
• 水洗，干燥，立即涂胶。
20
Company Confidential
20
铝件的阳极化处理
31
Company Confidential
31
32
Company Confidential
32
胶粘剂的稀释
• 选用正确的胶粘剂，参照产品说明书。错误的胶粘剂会导
致工艺和粘结问题。
• 添加稀释剂时，应缓慢加入，以避免产生凝胶或分相等现
象。
• 用Zahn氏杯测量粘度，确定合适范围用于过程控制。 • 胶粘剂稀释会影响操作的工艺性和膜厚的均匀性。
10
Company Confidential
10
基材的表面处理
• 脱脂－机械处理－清洗
• 脱脂－化学处理
• 脱脂－机械处理－清洗－化学处理
11
Company Confidential
11
脱脂方法
• 碱液脱脂 • 溶剂脱脂
－浸渍 －清洗 －蒸汽 超声脱脂
•
12
Company Confidential
• 建议采用铬酸阳极氧化处理, 不封闭. • CrO3 50-60g/L, 35C, 铝件阳极1.5-2.5A/dm2, 60min.
• 阳极化后能在铝件表面形成氧化膜，具有提高铝的防腐性能和橡
胶的粘合性能。
• 在处理前，必须确保铝材的表面的干净;
处理后的工件必须确保膜厚
21
Company Confidential
•
• •
38
Company Confidential
38
零件行径
搅拌器 胶粘剂
溢流
隔膜泵 50 目过滤器
39 Company Confidential 39
自动浸涂生产线
40
Company Confidential
40
喷涂应用
• 较高生产效率，并能得到均匀的膜厚。 • 工件经过预热，可以挥发过多的水分等，以改善工件表面
15
蒸汽脱脂
• • • • • •
溶剂 1、1、1－三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯 金属件不可侵入溶剂，也不可高于冷凝区，相互间不接触。 金属件温度达到溶剂沸点，脱脂结束。 溶剂PH值保持在7.0～7.5之间。 溶剂含油达25％时应更新。
16
Company Confidential
16
机械处理
• 抛丸或喷砂 •
材料：钢珠，菱角砂，石英砂，金刚玉等， 喷砂或抛丸后的零件需清洗。 常用的设备
17
Company Confidential
17
磷化处理
• 脱脂/除锈
清洗
清洗
表面调整 磷化 沸水洗 烘干
• 磷化－磷化膜厚度3.5g/m2， 磷化膜呈微晶结构(图示)， 而不应呈巨晶结构
18
Company Confidential
33
Company Confidential
33
胶粘剂的干膜厚度
• 推荐的胶粘剂干膜的厚度
底涂 5～10 μm 面涂 12～25 μm 单涂 18 ~ 30 μm 后硫化粘结 25 ~ 40 μm 不同的胶粘剂可以参照产品说明书 硅烷类的胶粘剂的膜厚应薄一些，一般小于1.2 μm 一张A4纸的厚度约为75-100 μm
• • • •
的浸润性。 转换效率较差，10~50%,依据产品的结构和设备。 推荐使用50目的过滤器。 喷涂用的压缩空气必须经过油水分离。 推荐使用的喷枪：HVLP 高雾化低压力，如BINKS;岩田等
41
Company Confidential
41
喷涂应用 － 喷涂方式
• 手工和自动喷涂
• 两种供胶方式：虹吸杯和压力供给 • 加热喷涂和静电喷涂 • 不推荐使用无气喷涂
30
Company Confidential
30
典型的搅拌
容器 1 /2 品脱 (1kg) 1 加仑 (3-4kg) 5 加仑 (17-23kg) 搅拌方法 手工搅拌 手工搅拌 搅拌时间 5～10分钟 15分钟
先手工搅拌和气，电 15～30分钟 动搅拌
55 加仑 (200kg)
手动曲柄搅拌和气， 8小时连续 电动搅拌器
涂刷应用
• 适用于很小的零件和特殊的应用区域
• 制造费用低但涂刷质量较差，均匀一致性差。 • 选择合适的刷子 • 建议使用天然毛的刷子；水基型胶粘剂用发泡型的工具。
37
Company Confidential
37
浸涂应用
• 浸涂适合于工件表面全部需胶粘剂的情况，但浸涂后零件 •
表面涂层厚度从上至下会有梯度。 手工或自动浸涂生产线，使用输送系统，均有高的输出量， 生产效率高，一般输送的线速度是60～180厘米/分钟。 从胶粘剂溶液中提出的速度应缓慢些，一般可控制在100厘 米/ 分钟。 确保槽内液体在连续搅拌，搅拌片呈浆状；槽内液体通过 隔膜泵和50目过滤器进行回流。 用Zahn氏杯监控胶粘剂的粘度，必要时添加溶剂；在不使 用生产线时，必须用盖密封槽子。
草酸 10 硫酸 10 水 80 • 水冲洗，干燥。 *30分钟内涂胶 重量份 重量份 重量份
23
Company Confidential
23
黄铜－化学处理方法
• 蒸汽脱脂 • 室温，浸于下述溶液1～3分钟
•
过硫酸铵 25 重量份 水 75 重量份 水洗，干燥，立即涂胶。
24
Company Confidential
24
PTFE表面处理
• 脱脂：丙酮或丁酮 • 在下述溶液（ 25℃ ）中浸渍1～3分钟
金属钠 23g 萘 128g 四氢呋喃（无水） 1L （严格在无水条件下配制，隔绝空气保存） • 丙酮或丁酮清洗，去离子水洗，干燥。
25
Company Confidential
25
尼龙表面处理
• 脱脂：丙酮或丁酮
•
29
Company Confidential
29
ห้องสมุดไป่ตู้
胶粘剂的搅拌
• 搅拌前，首先拿工具将桶底和桶壁的固体刮起，溶入胶粘
• •
剂中。必须避免产生静电火花。 应使用防爆的搅拌设备，推荐20～60rpm的转速，可以防 止过大剪切和气泡，同时确保所有固体成分均匀分散在溶 剂体系中。 用于粘度控制的常用仪器：如Zahn 杯1～4＃，或NK-2岩 田杯。
2
Company Confidential
2
胶粘剂定义
• 一种薄的聚合物涂层，由高聚物，颜料，填料，交联剂 组成并混合在溶剂体系内。 底涂 和基材粘结，防腐蚀，和面涂/胶粘剂粘结
面涂/胶粘剂 和底涂粘结，并和橡胶粘结。
单涂 同时具有底涂和面涂的两种功能。
3
Company Confidential
3
8
Company Confidential
8
第 I 部分 基材的准备
9
Company Confidential
9
基材的种类
• • • • •
磁性金属：冷热轧钢材，电镀钢材，热浸镀钢材 非磁性金属：不锈钢，铝，黄铜，钛，镁，铅。 粉末烧结的金属和各种合金。 塑料材料：尼龙，聚四氟乙烯，聚甲醛等。 纤维：尼龙，聚酯等.
化学处理
底涂使用
填料,转移,注射
干燥
后处理
面涂使用
干燥
7
Company Confidential
7
CH205 操作步骤（试例）
•
• • • • • • • •
表面处理：机械处理(喷砂)后脱脂，或化学处理，以除去加工油，锈或其他氧化层。使 用钢砂（珠）喷普通钢材，铸铁等铁磁性金属，表面处理后可停放时间应控制在再次出 现氧化生锈之前；用石英砂喷不锈钢，铝，黄铜，锌和其他非铁磁性金属，且在表面处 理后90分钟内必须完成涂胶。 搅 拌：在使用之前必须充分搅拌，达到均匀混合后方可使用。 稀 释：可使用丁酮或甲基异丁基稀释CH205，当喷涂使用时，可调至粘度为18－20 秒（Zahn＃2杯）。加稀释剂时应边缓慢加入，边保持搅拌。以防误操作引起沉淀。 涂胶方法：浸渍法、喷涂法、刷涂法、辊涂法、转移法。 涂胶厚度：通常设定CH205干膜厚度在5.1～10.2μm。当单用粘接丁腈胶或与CH220系 列胶粘剂配合时，选用膜厚高限值；其他应用则选用膜厚低限值。 干 燥：涂胶后应在清洁空气中干燥约30～45分钟(室温),使用65－82C鼓风烘箱有利 于更快并彻底烘干涂胶件。 停 放：若涂胶件被妥善存放，隔绝粉尘、油污和水汽等影响，最长甚至可停放一月。 硫 化：当涂胶件被放置于热模中后，应迅速填充橡胶并合模，防止胶粘剂预固化而 失效，以确保胶粘剂和橡胶同时硫化，并获得最佳粘接性能。 硫化时间：取决于胶料硫化时间。