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威海英木胶粘制品有限公司

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胶布制品用耐热耐油胶粘剂的研制
发布时间:2020-09-04   查看次数:1512

摘要:研究了几种橡胶的并用方案,以适应胶布制品用胶粘剂的耐热和耐油的技术要求。

关键词:胶粘剂;橡胶;并用;耐热;耐油

中图分类号:TQ 339 文献标识码:B 文章编号:1671-8232(2013)10-0028-04

工作中,人们要使用制造橡胶制品和胶粘剂用的各种耐热、耐腐蚀材料,这就对在腐蚀性介质中工作的胶布制品的使用性能提出了更加严格的要求,谋求其使用寿命能达到25年或更长。

该项研究的目的是,研制一种热固型胶粘剂。该胶粘剂用于制造胶布制品时粘合不同极性的橡胶。这些胶布制品是在高温且复杂的使用条件下工作的。即,胶布制品的包覆层要经受大气或者水(海水、淡水等)的作用,其密封层要与腐蚀性油类接触,这就必须使用不同种类的橡胶。同时,为了统一装配不同用途的胶布制品和完成试生产(限量生产)任务,使用一种橡胶对帘布进行擦胶,这是方案。通常使用的是以非极性二烯类橡胶为基础的、批量生产的轮胎用胶料。

为了制造耐热、耐油的高强度胶布制品用胶料(氢化丁腈橡胶),和以通用橡胶擦胶的聚酰胺帘布,粘合剂的研制势在必行。为了胶接指定的材料,采用氯丁橡胶。由于溶解性参数值相互接近,故氯丁橡胶与丁腈橡胶能良好地共混。这样,氯丁橡胶和二烯类橡胶便可以共硫化了。硫化橡胶的红外光谱,含氯聚合物胶料和硫化时间不同的聚异戊二烯的混合物的溶胶-凝胶分析数据都证实了单一的空间网络的形成。加入胺会增强“含氯聚合物+聚异戊二烯”体系的结构化过程。文中研究了将具有不同结晶速度的氯丁橡胶,用作胶粘剂的基础弹性体。为了提高耐油性和增大粘合薄膜与在氯丁胶粘剂组分中作为基质的橡胶的粘合强度,选择了丙烯腈含量(27%~30%左右)与之相接近的丁腈橡胶品种:粉末丁腈橡胶ПБНК-28、СКН-ПВХ和БНКС-28АМН。氯丁橡胶ДенкаМ-40(硫醇调节,结晶速度中等)、ДенкоА-90(高结晶速度)和Байпрен-611(硫磺调节,低结晶速度)及它们的并用体可用于制备胶粘剂。

按照ISO 6502标准,对硫化特性进行了研究。结果表明,与Байпрен-611相比,提高Денка М-40橡胶的结晶速度,会大幅度增大胶料硫化的扭矩和延长硫化时间。在一系列丁腈橡胶中,ПБНК粉末橡胶与众同不同,含有此种粉末橡胶的胶料的扭矩值较低。

此外,Денка М-40橡胶的硫化胶的拉伸强度比Байпрен-611橡胶要高27%,通过提高粘合薄膜的内聚强度,上述现象良好地反映在胶接强度上。这样,定伸应力增大50%,相对伸长率减小40%。

为了研究试验用胶粘剂的粘合能力,制备了模仿胶布制品中粘合行为的试样。测定了ГБНК橡胶与以СКН-3胶料擦胶的芳族聚酰胺帘布之间的粘接强度,以及ГБНК橡胶与丁腈橡胶СКН-3橡胶之间的粘接强度(表1)。

“ГБНК橡胶+擦胶帘布”标准试样的粘接强度指标,实际上处在同一水平线上。这和试验时试样的“橡胶-浸胶帘线”界面(橡胶帘布系统的薄弱处)上发生了破坏现象有关。根据试验(剥离“ГБНК橡胶+СКИ-3橡胶”试样)结果判断,含有СКН-ПВХ橡胶的胶粘剂能确保获得的粘接强度。可以推断,所研究的胶粘剂粘合性能得以提高的原因是,氯丁橡胶和丁腈橡胶相互作用(生成腈基离子)时形成了补充化学键。

含有Денка М-40橡胶的胶粘剂,能把标准试样的粘接强度提高20%~60%,这全靠将它与丁腈橡胶并用的结果。

为制造可在高温下使用的制品,应该使用耐热性相当高的胶粘剂。众所周知,硫醇调节型氯丁橡胶属于耐热性橡胶。为了研制能在90~125 ℃高温条件下长期工作的胶布制品用胶粘剂,对Байпрен-611、Денка М-40和Денка А-90氯丁橡胶(硫醇调节型,高结晶速度)的耐高温性能进行了试验。试验结果表明,在耐热老化性方面,Байтрен-611氯丁橡胶比硫醇调节型氯丁橡胶Денка А-90和聚合物分子链结构规整性较好的Денка М-40差得多(见表2)。由于Денка А-90橡胶的结晶度高,以它为基础的粘合胶料在溶剂中不易溶解,但是,使用含有CKH-26-ПВХ的粘合胶料,在保持其相当高的耐热老化性的前提下,即可弥补这一不足之处。

根据在Те н зом е т р 2020-SC型拉力试验机(于温度为70、100和125 ℃的保温箱里)上测得的橡胶力学性能试验结果,评估了氯丁橡胶的耐热性(见图1)。看来,在所研究的橡胶中,Байпрен-611橡胶的耐热性。

使用在石油介质中工作的胶布制品(由氯丁胶粘剂把橡胶件和胶布件拼装起来)时发现,拼接处是薄弱的部位。这是因为氯丁橡胶在耐油和耐汽油性方面略逊于丁腈橡胶。为了评估胶粘剂的耐腐蚀性,研究了石油、Нефрас和Л-02-04柴油对所研究的粘合胶料硫化胶在72 h内温度为20 ℃时的溶胀度的影响(见图2)。

所研究的橡胶的耐腐蚀性按下列顺序递减:Денка А-90,Денка М-40+СКН-ПВХ(并用),Денка М-40,Байпрен-611。

使用以几种橡胶并用的试验用胶粘剂,对其标准试样进行试验。结果表明,使用含有高结晶橡胶的CKH-26-ПВХ-30胶料,将导致不同橡胶间的粘接强度大大提高(见表3)。

三种橡胶并用,实际上并不会改变粘接强度,而是仍然保持其相当高的水平。在考虑工艺指标(粘合胶料的溶解度,胶粘剂干燥的时间)和技术指标(耐热性、粘附指标)时,将三种橡胶(Денка М-40+ДенкаА-90+CKH-26-ПВХ-30)并用是的方案。借助于Matlab和Table Curve 3D的程序,确定了胶粘剂中几种橡胶的比例。根据标准试样中БНКС-40 AMH橡胶与擦胶帘布以及СКИ-3橡胶之间粘接强度的分析结果,确定了胶粘剂中几种橡胶的并用比例。结果证明,所研究的橡胶彼此间表现出明显的协同效应。以橡胶并用为主的胶粘剂在平均质量和定量比的前提下,几种橡胶并用的胶粘剂的粘附活性(见图3)。

以上研究表明了丁腈橡胶与氯化聚乙烯的共聚物和硫醇调节型具有不同结晶度的氯丁橡胶共混,并将它用作胶布制品用胶粘剂的合理性。[责任编辑:张启跃]

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胶布制品用耐热耐油胶粘剂的研制

信息来源:admin      发布时间:2020-09-04      浏览量:1513

摘要:研究了几种橡胶的并用方案,以适应胶布制品用胶粘剂的耐热和耐油的技术要求。

关键词:胶粘剂;橡胶;并用;耐热;耐油

中图分类号:TQ 339 文献标识码:B 文章编号:1671-8232(2013)10-0028-04

工作中,人们要使用制造橡胶制品和胶粘剂用的各种耐热、耐腐蚀材料,这就对在腐蚀性介质中工作的胶布制品的使用性能提出了更加严格的要求,谋求其使用寿命能达到25年或更长。

该项研究的目的是,研制一种热固型胶粘剂。该胶粘剂用于制造胶布制品时粘合不同极性的橡胶。这些胶布制品是在高温且复杂的使用条件下工作的。即,胶布制品的包覆层要经受大气或者水(海水、淡水等)的作用,其密封层要与腐蚀性油类接触,这就必须使用不同种类的橡胶。同时,为了统一装配不同用途的胶布制品和完成试生产(限量生产)任务,使用一种橡胶对帘布进行擦胶,这是方案。通常使用的是以非极性二烯类橡胶为基础的、批量生产的轮胎用胶料。

为了制造耐热、耐油的高强度胶布制品用胶料(氢化丁腈橡胶),和以通用橡胶擦胶的聚酰胺帘布,粘合剂的研制势在必行。为了胶接指定的材料,采用氯丁橡胶。由于溶解性参数值相互接近,故氯丁橡胶与丁腈橡胶能良好地共混。这样,氯丁橡胶和二烯类橡胶便可以共硫化了。硫化橡胶的红外光谱,含氯聚合物胶料和硫化时间不同的聚异戊二烯的混合物的溶胶-凝胶分析数据都证实了单一的空间网络的形成。加入胺会增强“含氯聚合物+聚异戊二烯”体系的结构化过程。文中研究了将具有不同结晶速度的氯丁橡胶,用作胶粘剂的基础弹性体。为了提高耐油性和增大粘合薄膜与在氯丁胶粘剂组分中作为基质的橡胶的粘合强度,选择了丙烯腈含量(27%~30%左右)与之相接近的丁腈橡胶品种:粉末丁腈橡胶ПБНК-28、СКН-ПВХ和БНКС-28АМН。氯丁橡胶ДенкаМ-40(硫醇调节,结晶速度中等)、ДенкоА-90(高结晶速度)和Байпрен-611(硫磺调节,低结晶速度)及它们的并用体可用于制备胶粘剂。

按照ISO 6502标准,对硫化特性进行了研究。结果表明,与Байпрен-611相比,提高Денка М-40橡胶的结晶速度,会大幅度增大胶料硫化的扭矩和延长硫化时间。在一系列丁腈橡胶中,ПБНК粉末橡胶与众同不同,含有此种粉末橡胶的胶料的扭矩值较低。

此外,Денка М-40橡胶的硫化胶的拉伸强度比Байпрен-611橡胶要高27%,通过提高粘合薄膜的内聚强度,上述现象良好地反映在胶接强度上。这样,定伸应力增大50%,相对伸长率减小40%。

为了研究试验用胶粘剂的粘合能力,制备了模仿胶布制品中粘合行为的试样。测定了ГБНК橡胶与以СКН-3胶料擦胶的芳族聚酰胺帘布之间的粘接强度,以及ГБНК橡胶与丁腈橡胶СКН-3橡胶之间的粘接强度(表1)。

“ГБНК橡胶+擦胶帘布”标准试样的粘接强度指标,实际上处在同一水平线上。这和试验时试样的“橡胶-浸胶帘线”界面(橡胶帘布系统的薄弱处)上发生了破坏现象有关。根据试验(剥离“ГБНК橡胶+СКИ-3橡胶”试样)结果判断,含有СКН-ПВХ橡胶的胶粘剂能确保获得的粘接强度。可以推断,所研究的胶粘剂粘合性能得以提高的原因是,氯丁橡胶和丁腈橡胶相互作用(生成腈基离子)时形成了补充化学键。

含有Денка М-40橡胶的胶粘剂,能把标准试样的粘接强度提高20%~60%,这全靠将它与丁腈橡胶并用的结果。

为制造可在高温下使用的制品,应该使用耐热性相当高的胶粘剂。众所周知,硫醇调节型氯丁橡胶属于耐热性橡胶。为了研制能在90~125 ℃高温条件下长期工作的胶布制品用胶粘剂,对Байпрен-611、Денка М-40和Денка А-90氯丁橡胶(硫醇调节型,高结晶速度)的耐高温性能进行了试验。试验结果表明,在耐热老化性方面,Байтрен-611氯丁橡胶比硫醇调节型氯丁橡胶Денка А-90和聚合物分子链结构规整性较好的Денка М-40差得多(见表2)。由于Денка А-90橡胶的结晶度高,以它为基础的粘合胶料在溶剂中不易溶解,但是,使用含有CKH-26-ПВХ的粘合胶料,在保持其相当高的耐热老化性的前提下,即可弥补这一不足之处。

根据在Те н зом е т р 2020-SC型拉力试验机(于温度为70、100和125 ℃的保温箱里)上测得的橡胶力学性能试验结果,评估了氯丁橡胶的耐热性(见图1)。看来,在所研究的橡胶中,Байпрен-611橡胶的耐热性。

使用在石油介质中工作的胶布制品(由氯丁胶粘剂把橡胶件和胶布件拼装起来)时发现,拼接处是薄弱的部位。这是因为氯丁橡胶在耐油和耐汽油性方面略逊于丁腈橡胶。为了评估胶粘剂的耐腐蚀性,研究了石油、Нефрас和Л-02-04柴油对所研究的粘合胶料硫化胶在72 h内温度为20 ℃时的溶胀度的影响(见图2)。

所研究的橡胶的耐腐蚀性按下列顺序递减:Денка А-90,Денка М-40+СКН-ПВХ(并用),Денка М-40,Байпрен-611。

使用以几种橡胶并用的试验用胶粘剂,对其标准试样进行试验。结果表明,使用含有高结晶橡胶的CKH-26-ПВХ-30胶料,将导致不同橡胶间的粘接强度大大提高(见表3)。

三种橡胶并用,实际上并不会改变粘接强度,而是仍然保持其相当高的水平。在考虑工艺指标(粘合胶料的溶解度,胶粘剂干燥的时间)和技术指标(耐热性、粘附指标)时,将三种橡胶(Денка М-40+ДенкаА-90+CKH-26-ПВХ-30)并用是的方案。借助于Matlab和Table Curve 3D的程序,确定了胶粘剂中几种橡胶的比例。根据标准试样中БНКС-40 AMH橡胶与擦胶帘布以及СКИ-3橡胶之间粘接强度的分析结果,确定了胶粘剂中几种橡胶的并用比例。结果证明,所研究的橡胶彼此间表现出明显的协同效应。以橡胶并用为主的胶粘剂在平均质量和定量比的前提下,几种橡胶并用的胶粘剂的粘附活性(见图3)。

以上研究表明了丁腈橡胶与氯化聚乙烯的共聚物和硫醇调节型具有不同结晶度的氯丁橡胶共混,并将它用作胶布制品用胶粘剂的合理性。[责任编辑:张启跃]