图解浸胶(214)聚酯与硅橡胶体系的粘合

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硅橡胶耐高温性能好,但与其它橡胶及骨架材料相容性不好,粘合困难,要解决粘合问题,需要从骨架材料和橡胶配方两方面进行处理。
目前桂橡胶粘合的热硫化粘合剂做的最好的是美国LORD公司的开姆洛克(Chemlok)胶粘剂。其主要成分为:烷氧基硅烷、硼酸酯、含硅聚合物、硫化剂和溶剂(乙酸乙酯或乙醇〉。
下表为使用硅烷偶联剂KH570,甲基硅油,多马来酸亚胺等相关物质溶解于乙醇或丙酮中的配方情况:
在乙醇或丙酮溶剂中加入各种配合剂,在磁力搅拌器上搅拌20分钟,使各种配合剂在溶剂中溶解或分散均匀;聚酯白坯布在215°C下经热处理定型,冷却后将配制好的热硫化粘合剂均匀涂覆在聚酯白坯布上,然后在105下烘干处理;将硅橡胶出片贴合在处理好的聚酯布上进行硫化粘合。结果如下表:
加入封端异氰酸酯之后粘合强度反而降低。封端异氰酸酯一般用于RFL浸渍液中,在高温下会解封,出现异氰酸酯基团-NCO,-NCO会与聚酯中的基团发生反应,但是在聚酯与硅橡胶的粘合中,异氰酸酯只与聚酯帆布反应而不与硅橡胶发生反应,而且异氰酸酯会占据聚酯帆布表面的反应活性点,所以加入异氰酸酯之后粘合强度会降低。
在粘合剂中添加硅烷偶联剂之后,硅橡胶与聚酯帆布的粘合强度大幅度提高。硅烷偶联剂在乙醇的作用下经过醇解,一端与聚酯分子中的端经基反应,另一端又可以与硅橡胶反应。反应示意如下图:
因此,添加硅烷偶联剂KH570之后,极大的提高了硅橡胶与聚酯帆布的粘合强度。只添加硅烷偶联剂的样品的粘合强度为零,这说明硅烷偶联剂与硅橡胶之间的反应需要在PDM(马来酸亚胺)的作用下才能进行。
添加羟基硅油后,硅油与硅橡胶化学结构相近,亲和性好,在硫化剂和偶联剂的作用下可以促进桂像胶与聚酯帆布的粘合。
PDM不溶解于乙醇,改用丙酮后,溶解性改善不大,反而使偶联剂不能醇解和水解,粘合力无改善。
把上述粘合剂直接加入到硅橡胶中的几个配方如下表:
上述配方分别与RFL浸胶的聚酯帆布及未浸胶的聚酯帆布的粘合情况如下表:
可以看出,在硅橡胶配方相同的情况下,硅橡胶与聚酯白坯布的粘合强度明显大于与RFL浸胶聚酯布,说明粘合剂与聚酯纤维的反应活性大于与RFL浸胶层的反应活性。
在硅橡胶中不添加多马来酸亚胺与添加多马来酸亚胺,硅橡胶与聚酯白坯布的粘合强度明由0提髙到4.8,多马来酸亚胺可以与聚酯白坯布反应,同时又可以作为硅橡胶硫化助剂,参与硅橡胶的交联反应,,所以可以促进硅橡胶与聚酯帆布的粘合。
只添加偶联剂KH570,会抑制硅橡胶的硫化,使得硅橡胶不能与聚酯布粘合。而在硅橡胶中同时添加多马来酸亚胺、硅烷偶联剂KH570和羟基硅油之后,硅橡胶与聚酯帆布的粘合强度进一步提高。
如果同时进行聚酯布和橡胶配方粘合剂处理,所得的粘合强度为6.6N/mm,并未提高,但表面100%附胶,说明此时界面粘合力已大于橡胶内聚力。