彈性體

天然橡膠和許多合成彈性體構成了可用于制造的橡膠聚合物范圍。?選擇彈性體時要考慮的因素是零件的性能要求，易于混合，加工和成型。

硫化粘合組件中最大的百分比使用：

• 天然橡膠（NR）
• 苯乙烯-丁二烯共聚物（SBR）
• 聚氯丁二烯（CR）
• 丙烯腈-丁二烯共聚物（NBR）

其他常用的合成彈性體包括：

• 丁基橡膠（IIR）
• 合成異戊二烯（IR）
• 聚丁二烯（BR）
• 氯磺化聚乙烯（CSM）
• 聚丙烯酸酯（ACM）
• 丙烯酸乙烯酯（AEM）
• 各種澆鑄聚氨酯（AU或EU）

在要求耐用性和極端使用條件的情況下，指定了高性能和超高性能彈性體。?這些包括各種含氟彈性體（FKM）和有機硅（MQ）類型，以及氫化NBR（HNBR）。

零件設計者開始將可熔融加工的或熱塑性的彈性體用于主要功能是緩沖或減震的組件。?這些彈性體包括各種聚烯烴（TPO），苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和熱塑性聚氨酯。?這些材料對于粘合組件來說是非典型的，因為它們不需要硫化，但是它們易于加工，并且可以回收廢物。?最終用途通常需要在環境溫度下維修。

上述許多彈性體具有滿足特定最終用途要求的特征：耐油和有機流體，耐熱性，耐化學侵蝕性，高強度，優異的動態性能和/或易于加工。

復合效應

LORD技術服務實驗室生成的數據與客戶輸入相結合，提供了理解復合變量和粘合所需的信息。?這些配方指南主要涉及非極性二烯彈性體：EPDM，IIR和NR，并且在較小程度上更易于鍵合和極性更大，例如CR和NBR。

以下配合成分，固化體系，填充劑，增量油/增塑劑和抗降解劑均在不同程度上影響“粘合性”。?這些成分的作用如下：

• 硫含量–化合物中的硫含量起重要作用：硫含量為1 phr或更高對粘合性有有利影響。?硫很少或沒有硫導致化合物更難以鍵合。
• 促進劑–在更常用的促進劑中，MBT通常具有良好的粘合性。?ZDMC和諸如TMTD之類的超促進劑會降低粘合能力，尤其是在“ EV”或“半EV”固化體系中。?通常將預硫化抑制劑（PVI）添加到快速硫化的原料中，以提高加工安全性。?但是，使用超級加速器時。?NR配方中的高含量PVI不利于粘接。?低于0.15 phr的PVI量通常可以令人滿意地粘合。
• 填料–填料的類型和數量至關重要。?碳黑含量為40至80 phr的化合物比黑度較低的化合物更易于鍵合。?非黑色填料，例如粘土和二氧化硅，也有助于粘合。
• 蠟和油-遷移到硫化彈性體表面的蠟狀或油性配料會造成粘結困難。?這些包括低分子量聚烯烴助劑（即低熔點聚乙烯和聚丙烯加工助劑/潤滑劑），芳香油和脂肪酸酯（即蓖麻油酸酯）。?環烷或石蠟油的問題較少。
• 鄰苯二甲酸酯增塑劑–盡管通常建議使用鄰苯二甲酸酯（例如鄰苯二甲酸二辛酯）來保持聚烯烴彈性體（EPDM和IIR）在低溫，最終用途中的機械性能，但它們不利于粘合。?使用鄰苯二甲酸酯會損害NBR膠料的粘合性。?但是，摻入高表面積的無機填料（例如二氧化硅）有時可以抵消鄰苯二甲酸酯增塑劑的負面影響。
• 抗臭氧劑–高含量的抗臭氧劑和某些抗氧化劑，尤其是對苯二胺類，可能會降低粘合性。
• 非二烯彈性體–未用硫和促進劑固化的彈性體更容易通過包含高表面積填料進行粘結。?當與某些油，增塑劑和蠟混合時，它們變得更難以粘合。

彈性體混合物

選擇兩種或多種樹膠的共混物（例如NR-SBR混合物，NBR與IR研磨混合），以便獲得每種組分最理想的特性或性能。?還選擇了共混物，以提高原材料的經濟性，同時又不影響成品零件的質量。

彈性體混合物幾乎總是多相體系，即一種彈性體在另一種的連續體或基質中的分散體。?這種異質性是因為大多數彈性體對都不互溶。?共混導致配混成分的分布不均勻，這通常會使彈性體之一優先被硫和促進劑硫化。

彈性體共混的整體效果會影響可粘合性和粘合劑的選擇。?例如，與完全由腈彈性體組成的化合物相比，NBR和NR的共混物將更難以鍵合。?有關更多詳細信息，請查看彈性體性能評估表格。

其他注意事項

粘合劑選擇的優點包括有關零件設計，模塑方法和化合物配方的考慮。

• 零件設計–組件的設計或幾何形狀將影響粘結以及該零件承受服務環境的程度。?流體發動機支架或襯套（即那些裝有流體的襯套）可能對固化膠粘劑的耐環境性提出非典型要求。?如果將彈性體-金屬界面暴露于諸如熱乙二醇/水混合物之類的密閉流體中，則粘合劑體系將需要承受這種特殊的使用暴露（即，Chemlok 259粘合劑與Chemlok 207底漆結合使用）。
• 成型方法–成型方法將影響不希望的粘合劑擦拭或刮擦的趨勢。?當熔融的彈性體化合物在硫化之前穿過涂有粘合劑的金屬零件表面移動時，有時會出現這種現象。?在這些條件下，一些粘合劑可以從需要它們的界面上清除掉。?Chemlok 220膠粘劑具有良好的抗刮擦性。?相比之下，如果清掃容易出現問題，則不應選擇Chemlok 234B粘合劑。
• 預烘烤–預烘烤公差是指粘合劑在接觸硫化彈性體之前能夠承受高溫的能力。?結合取決于在高溫下在粘合劑和硫化彈性體化合物之間（即，穿過粘合劑-彈性體界面）發生的化學反應。?如果在彈性體接觸之前粘合劑中開始發生化學反應，則可能會損失大量粘合劑的粘合能力。?關鍵粘合劑成分從涂有粘合劑的金屬表面起反應會導致粘合劑失去某些粘合活性。?反應可能導致高反應性物質遷移到化合物表面。?然后，在粘合劑彈性體接觸之前，關鍵成分的預反應會在彈性體的外層發生。

粘接工藝

粘合過程分為四個階段：

1. 基板準備
2. 底漆和粘合劑的應用
3. 彈性體制備
4. 成型，固化和精加工

有關更多詳細信息，請查看彈性體粘合流程圖。

基板準備

正確的表面準備對于實現最大的粘結強度至關重要。?使用下面的表面準備表確定適當的表面清潔程序以及對金屬和非金屬表面的建議。

在表面準備期間，需要考慮某些控制參數。?這些列在過程控制檢查點圖表中。

• 去除油性污染物–通過堿性脫脂去除切削油，模具潤滑劑和顆粒污染物。?堿浴必須具有溫度和濃度控制裝置，并具有溢流系統。?需要冷水和熱水沖洗水箱，以確保去除堿和清潔劑的痕跡。
• 去除不溶物–通過機械或化學處理去除水垢，鐵銹或其他氧化物涂層。?機械處理包括噴砂，研磨，機械加工或研磨。?必須使用干凈的砂粒或研磨劑。?噴砂之前和之后的堿性清潔是優選的。?這些方法去除了干燥的土壤和腐蝕，增加了表面積并提供了用于粘合的活性表面。?化學處理包括磷化或轉化涂層，以提供清潔的表面。?治療溶液必須加以控制。?沖洗水和干燥空氣必須保持純凈。
• 維護準備好的基板–防止暴露于灰塵，濕氣，化學煙霧，霉菌噴霧和其他污染物。?表面處理后盡快涂底漆。

膠粘劑的應用

在施工之前和施工期間，應徹底混合著色的粘合劑。?均勻涂底漆，并使其完全干燥后再進行面漆。?優選的是底漆的薄涂層，因為厚涂層可能導致溶劑截留并隨后在模塑過程中失效。?通過控制濕粘合劑或底漆的溫度和粘度來保持薄膜均勻性。?當涂覆一層以上的粘合劑時，請在各層之間留出足夠的時間和溫度，以確保溶劑完全蒸發。

通過浸涂，噴涂，刷涂，輥涂或翻滾涂底漆或粘合劑。?涂覆方法的選擇取決于零件的尺寸，形狀和被涂覆的件數。?下面列出了五種應用方法的功能：

1. 浸漬–用于溶劑和水性粘合劑。?浸入可適應大型和小型生產運行，具體取決于自動化水平。
2. 噴涂–提供最高水平的粘結性能和最快的載體溶劑蒸發速率。
3. 刷涂–僅推薦用于溶劑型粘合劑。?適用于小批量生產或不連續的生產。
4. 輥涂–提供出色的方法來涂布大的平面區域以及圓柱形物體。
5. 翻滾–經濟地將零件涂在旋轉的槍管中。?可以通過將零件排放到干燥托盤中，使熱空氣循環通過翻滾鼓或在烤箱中干燥來干燥粘合劑。

在Chemlok Adhesives應用指南中可以找到控制應用過程的精確指南。

成型和精加工操作

模制是粘合過程中最重要的步驟。?各個成型參數的任何變化都可能導致粘結失敗或高廢品率。?在設計模具時，請做好準備，以便于容易地裝載涂有粘合劑的金屬以及易于取出硫化零件。

將涂有粘合劑的金屬和橡膠混合物放入模腔中。?使用正確的時間，溫度和壓力來形成優質的粘合組件。?使用熱電偶，高溫計，Tempilsticks?或選擇性熔點蠟筆定期檢查模腔溫度。?漏模，溫度變化，缺乏固化或過度固化都會對粘結完整性產生不利影響。

當彈性體在硫化和固化過程中處于最大壓力和最小粘度時，就會出現理想的粘合環境。?要獲得這些條件，請遵循要固化的彈性體的指定時間和溫度要求。?下圖列出了成型和精加工操作的過程控制檢查點。

Tempilsticks?是Tempil，Inc.的商標。

成型方法–成型技術有三種：傳遞成型，注射成型和壓縮成型。?傳遞和注射成型占所有制造的橡膠到金屬零件的大部分。?下表列出了為獲得令人滿意的硫化粘合而施加的典型條件。

精加工操作–通常需要對粘合的零件進行額外的處理。?與這些其他處理方式相關的常見粘合失敗：

• 用干冰或氮氣去毛刺–長時間在太低的溫度下，大重量的杯子盛在滾筒中時，金屬和橡膠材料之間會發生故障。
• 鋼絲刷，打磨或機加工–粘合部件由于生熱而失效。
• 涂裝后–涂裝后粘合劑不能抵抗溶劑時失敗。

故障排除

ASTM International為粘結失效提供了一組詳細的癥狀描述。?這些描述可用于評估問題并采取迅速的糾正措施。?在本文中，術語“彈性體”和“粘合劑”應分別解釋為“橡膠”和“水泥”。

涵蓋大約80％的所有粘合失效，ASTM的四個基本名稱為：

• R –橡膠故障。?可以將該分類進一步細分為如下所述的其他子分類。
• RC –橡膠-水泥界面出現故障。
• CM –覆蓋層水泥-金屬界面失效；?或在底漆-金屬界面處。
• CP –膠合劑底漆界面發生故障。

橡膠（R）失效–橡膠失效類型的常用行業名稱包括：

• SR（斑點橡膠）–看起來像飛濺的橡膠，出現在金屬表面上。?通常是由于金屬表面在粘結之前被灰塵或其他異物污染了。?膠粘劑離開噴嘴時的超快干燥也可能導致SR破裂（蛛網狀）。
• TR（薄橡膠）–金屬表面上均勻但很細的橡膠殘留物。?通常發生在充油量很高的丁基或橡膠原料中。?當油遷移到RC界面時，它們會形成一個粘結層，該粘結層是一部分粘合劑，一部分油和一部分橡膠。?當零件受力時，該薄弱層很容易失效。
• HR（重橡膠）–殘留在金屬表面的厚或重橡膠層表明粘合性極好。?該股票失敗，因為它承受的壓力超出其凝聚力。
• SB（斷頭）–橡膠的故障使彈性體看起來已經向后折疊，然后折斷了。?斷口呈鋸齒狀，與金屬表面成銳角。

橡膠-水泥（RC）故障–橡膠和水泥之間的分離通常以金屬上相對光滑，堅硬的表面為特征，幾乎看不見或沒有橡膠。?RC失效的常見原因有：在橡膠與膠粘劑接觸之前對膠粘劑或橡膠進行預固化；?水泥膜厚度不足；?成型壓力或溫度低；?治愈不足；?以及增塑劑，油和其他不相容的混合成分的遷移。

水泥金屬和底漆金屬（CM）故障–金屬與底漆或膠粘劑之間的干凈分隔表明沒有發生膠粘。?這可能是由于多種因素造成的。?金屬表面上的油，污垢，灰塵或其他異物可能已阻止了粘附的發生。?影響金屬表面的環境因素可能會導致鍵合下分離。當膠粘劑溶劑蒸發太快時，膠粘劑離開噴嘴時會發生超快干燥（蛛網）。?粘接期間彈性體原料的流動可能會導致粘合劑從金屬上移位（刮擦）。

水泥底漆（CP）失敗–如果底漆水泥和覆蓋水泥的顏色不同，則很容易檢測到覆蓋水泥-底漆界面處的分離。?這樣的失敗總是由于底漆的污染，增塑劑從彈性體中遷移或底漆/粘合劑混合或干燥不充分所致。

組合故障–如果在同一零件上發現水泥金屬，橡膠水泥和橡膠故障，則可能發生組合故障。?請參考以下圖表，以解決組合失敗的問題。