耐磨密封圈橡胶与铁质骨架的结合优化探索(3)
图1.1 单涂型胶粘剂的粘接机理
图1.2 双涂型胶粘剂的粘接机理
1.2 乙丙橡胶与金属的粘接方法
目前，橡胶与金属的粘接方法主要有硬质胶法、镀黄铜法、胶粘剂法和直接粘接法四种。粘接的工艺流程通常包括金属接头的设计、金属表面处理、涂胶或在被粘胶料中直接加入增粘组分、加压贴合和硫化等工序。
由于乙丙橡胶的结构特性，其与金属的粘接主要采用胶粘剂法，一般不采用硬质胶法（该法不耐冲击、不耐热，只能在低于90 ℃时使用），镀铜法和直接粘接法只是配套使用（一般不单独使用）
1.2.1 胶粘剂法
由于乙丙橡胶的极性较弱，对金属几乎不产生良好的物理粘附[3]，故利用胶粘剂进行乙丙橡胶与金属的粘接是最常用的方法，选用合适的胶粘剂可以使两者产生牢固的粘接。
（1） 异氰酸酯类胶粘剂
异氰酸酯类胶粘剂最先用于坦克履带轮、板金属与橡胶的粘接；因其粘接强度高，可适用于多种非极性、极性橡胶与金属的粘接，用于乙丙橡胶与金属粘接时也可以获得良好的粘接效果。在橡胶与金属的粘接过程中，这类胶粘剂经化学交联后变成氨基甲酸酯类物质，金属表面含有一层金属氧化物，在微量水分存在下金属氧化物与-NCO基团发生反应形成络合物（见图1）。
图1.3 由金属氧化物与-NCO基团反应生成的络合物
以脲键作为中介层，-NCO基团不仅能与金属表面的氧化层发生反应，而且还能与橡胶部分氧化生成的羟基及醛基发生反应，其本身还具有自聚合作用，形成传统橡胶/金属用胶粘剂所不能形成的化学键，从而使橡胶与金属间获得良好的粘接效果。
（2） 含卤胶粘剂
含卤胶粘剂的基体材料主要有氯化橡胶、氢氯化橡胶、氯化乙丙橡胶、氯丁橡胶、磺化氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、高乙烯基含量的氯丁二烯接枝聚合物及部分高氯含量的聚合物乳液等。
这类胶粘剂具有粘接强度高、操作安全方便等优点，其典型牌号是J-641，可用于乙丙橡胶与钢、铝等金属材料的粘接。
（3） 水基胶粘剂
水基胶粘剂可以减少有机溶剂的排放，减轻对环境的污染。水基胶粘剂的成分主要包括聚合物乳液、表面活性剂及特种硫化剂。采用羟胺和烯丙基缩水甘油醚改性聚丙烯酸酯水溶性聚合物，所制取的胶粘剂可明显改善EPDM与不锈钢的粘接强度。该PCA在水蒸发过程中能在EPDM与金属界面之间形成物理键、共价键或离子键，在模压时能与EPDM一起共硫化，形成较高内聚强度、耐热性和耐化学品性的胶层。
（4）偶联剂类胶粘剂
偶联剂类胶粘剂主要有钛酸酯类和硅烷类两种。其中钛酸酯类偶联剂可用于硅橡胶与金属、塑料的粘接，其粘接强度高；若与硅烷类偶联剂并用，其粘接效果优异。用于粘接乙丙橡胶的硅烷类偶联剂有烷氧基硅烷和过氧化硅烷两种。其中烷氧基硅烷是通过水解反应而产生偶联作用的，主要品种有乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧甲氧基硅烷等；过氧化硅烷是由热分解生成游离基而产生偶联作用的，主要品种有甲基三叔丁基过氧化硅烷、乙烯基三叔丁基过氧化硅烷和丙烯基三叔丁基过氧化硅烷等。其中，过氧化硅烷偶联剂也可以作为制备各种直粘胶的理想增粘剂。乙丙橡胶与金属的粘接主要使用硅烷类偶联剂，常用的乙烯基三叔丁基过氧化硅烷分子中含有1个不饱和官能团和3个过氧化基团，故粘接效率最高；将其10%～40%的甲苯溶液用于EPDM与金属的硫化粘接，均可获得优异的粘接性能。
1.3 三元乙丙橡胶（EPDM）
1.3.1 简介
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