橡膠制品中無(wú)骨架材料的軟橡膠制品并不多,絕大多數是能夠承受高負載、高頻運動(dòng),具有高溫疲勞性好、使用壽命長(cháng)的骨架材料增強復合橡膠制品,如汽車(chē)輪胎、發(fā)動(dòng)機橡膠減震件、車(chē)體吸震橡膠件、主銷(xiāo)懸掛橡膠件、彈性聯(lián)軸節、自緊式橡膠軸封、摩擦橡膠軸承、扭轉橡膠軸承、膠管和膠帶等都是鋼絲、鋼、纖維織品和簾線(xiàn)增強的橡膠制品。由于現代橡膠-骨架材料復合制品的使用條件非??量?,因此要求制品性能不僅要達到常規使用要求和技術(shù)標準,還要適應一些超出常規的需要,如發(fā)展中國家對載重汽車(chē)的高速和超載需求,給輪胎的使用壽命和安全性帶來(lái)的超常規的技術(shù)要求。目前,橡膠制品大都由復合材料構成,即在橡膠基材中復合了各種不同的骨架材料和增強材料以滿(mǎn)足某種用途或達到某種使用性能。綿綸和聚酯纖維織品和簾線(xiàn),鋼和鍍黃銅、鍍銅、鍍鋅鋼絲的簾線(xiàn)是橡膠制品的主要骨架材料,鋼和鋼絲是增強橡膠制品不可代替的高強力骨架材料。但金屬材料尤其是裸鋼絲不易與橡膠粘合,要獲得高性能的橡膠-骨架材料復合制品,除了選擇合適的骨架材料外,還要采用適合的粘合技術(shù),使制品在苛刻條件下使用時(shí)始終保持骨架材料與橡膠合為一體,從而能夠更好地發(fā)揮金屬骨架的作用,提高橡膠制品的質(zhì)量,延長(cháng)橡膠制品的使用壽命。近年來(lái),隨著(zhù)汽車(chē)制造業(yè)與交通運輸業(yè),特別是高速公路的迅猛發(fā)展,以及節約能源的要求,子午線(xiàn)輪胎正以其卓越的技術(shù)性能與經(jīng)濟效益而成為傳統斜交輪胎的更新?lián)Q代產(chǎn)品。鋼絲帶束層的質(zhì)量是保證鋼絲子午線(xiàn)輪胎使用性能的關(guān)鍵。為了使子午線(xiàn)輪胎具有良好的使用性能和較長(cháng)的使用壽命,鋼絲簾線(xiàn)與橡膠之間不僅在靜態(tài)、常溫下必須具有良好的粘合強度,而且在動(dòng)態(tài)、高溫下和老化后仍應具有良好的粘合強度保持率。因此橡膠與金屬之間粘合的研究、橡膠粘合硫化促進(jìn)劑的更新與開(kāi)發(fā)是一項具有重要實(shí)際意義的課題。在橡膠工業(yè)中,粘合是指橡膠與同質(zhì)或異質(zhì)材料表面相接觸,靠范德華力的物理作用或鍵合力的化學(xué)作用所產(chǎn)生的結合。通常,把能夠將材料相鄰表面結合為一體的物質(zhì)稱(chēng)作粘合劑。實(shí)際上,粘合和粘合劑是廣義的概念,在叫法上就有膠粘劑、鍵合劑。
膠粘劑通常是由粘料(橡膠、樹(shù)脂)、固化劑、稀釋劑或其它助劑配制成的混合物,其中粘料是主要成分。如果所用粘料中的橡膠和樹(shù)脂具有反應活性,則稱(chēng)為反應型膠粘劑,如反應型丁腈橡膠膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑等;與之相反,所用粘料中的橡膠和樹(shù)脂不具有反應活性(至少在使用溫度下不可能起反應),則稱(chēng)作非反應型膠粘劑,如膠水、粘帶等。膠粘劑通常采用噴、涂、貼等工藝達到粘合目的。在兩材料表面之間形成以粘料為主要成分的中間粘合層是膠粘劑粘合作用的重要特征。在輪胎、輸送帶、膠管等橡膠制品加工中,要配加一種或多種具有反應活性的化學(xué)物質(zhì),在硫化溫度下可以發(fā)生橡膠與纖維織物或鋼絲骨架材料的化學(xué)鍵合,這類(lèi)化學(xué)物質(zhì)就是鍵合劑,習慣上稱(chēng)為粘合劑。由于這類(lèi)粘合劑是在混煉膠料時(shí)隨著(zhù)其它助劑一起加入膠料中,因此又成為添加型直接粘合劑,如亞甲基給予體-間苯二酚給予體-白炭黑。這種鍵合型粘合劑,在產(chǎn)生結合的兩種材料的表面上不存在以粘合劑為主成分的中間層,只存在粘合劑成份經(jīng)反應生成新物質(zhì)并在橡膠與骨架材料之間形成的化學(xué)鍵。橡膠技術(shù)網(wǎng)
橡膠粘合體系助劑包括間-甲-白體系和鈷鹽體系粘合劑和膠粘劑,主要有間-甲-白體系、鈷鹽粘合增進(jìn)劑、三嗪類(lèi)粘合劑、浸漬粘合劑和膠粘劑。近年來(lái),隨著(zhù)汽車(chē)制造業(yè)的迅猛發(fā)展,傳統的斜交輪胎正逐步被性能優(yōu)越的子午線(xiàn)輪胎所代替,而當今國際上生產(chǎn)的子午線(xiàn)輪胎骨架材料基本上都采用全鋼絲或半鋼絲,如西歐鋼絲簾線(xiàn)占輪胎簾線(xiàn)的79%.鋼絲帶束層的質(zhì)量是保證子午線(xiàn)輪胎使用性能的關(guān)鍵,子午線(xiàn)輪胎的生產(chǎn)實(shí)踐表明,鋼絲簾線(xiàn)與橡膠之間具有良好的初始粘合性能,但尚不能保證輪胎的使用性能與使用壽命,還要求在老化和腐蝕后橡膠與鋼絲仍具有較高的粘合保持率。在橡膠中加入橡膠粘合硫化促進(jìn)劑,可在不同程度上改善橡膠與鋼絲簾線(xiàn)間的粘合性能,因而橡膠粘合硫化促進(jìn)劑已成為子午線(xiàn)輪胎生產(chǎn)中不可缺少的組分。
隨著(zhù)對子午線(xiàn)輪胎質(zhì)量要求的提高,使得對橡膠與鋼絲之間粘合性能的要求越來(lái)越高。為此,英國銘堅公司率先推出商品名為Manobond C-16橡膠與鋼絲粘合硫化促進(jìn)劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品,并不斷開(kāi)發(fā)形成橡膠專(zhuān)用橡膠粘合硫化促進(jìn)劑Manobond 系列產(chǎn)品。該公司對橡膠粘合硫化促進(jìn)劑的研究一直處于世界領(lǐng)先水平。目前,在橡膠工業(yè)中應用于骨架材料與橡膠粘合最為廣泛的粘合體系是間-甲-白直接粘合體系。國內廣泛采用的亞甲基接受體為間苯二酚。間苯二酚是一種毒害較大的助劑,在膠料混煉過(guò)程中溫度超過(guò)110℃時(shí)即開(kāi)始升華產(chǎn)生有毒煙霧,刺激人的呼吸道粘膜。其改進(jìn)產(chǎn)品間苯二酚-甲醛樹(shù)脂較好地解決了這一問(wèn)題, 這類(lèi)產(chǎn)品有INDSPEC 公司的PenacoliteB2202S,國內的RF290 等產(chǎn)品。
橡膠粘合劑RS 是直接粘合間‐甲‐白粘合體系粘合劑。它是性能優(yōu)良的甲醛接受體,與甲醛給予體A、RA 等配合使用,通過(guò)硫化發(fā)生樹(shù)脂化反應,能獲得理想的粘合效果,它比純間苯二酚在膠料中易分散,可減少冒煙和刺激性氣味,適用于多種橡膠與多種骨架材料粘合之用。其產(chǎn)品性狀呈棕紅色片狀,暴露在空氣中顏色變深;外觀(guān)呈灰色或淺褐色片狀固體;間苯二酚含量58.0~62.0%;灰份≤0.1%;密度(200C)g/cm3.橡膠粘合劑RS 是間苯二酚給予體與粘合劑A、RA 和白炭黑組成HRH 三組分直接粘合體系,適用于天然橡膠和各種合成橡膠與金屬、尼龍等骨架材料的粘合,可直接粘合,也可用作浸漬粘合體系。在HRH 直接粘合體系中,通常的配合量為RS2.5~3.8 份,RA 2~3 份,白炭黑10~30 份,可視膠料性能需要而定。在煉膠工藝上,RS 應在混煉前段加入,RA 在后段隨硫化促進(jìn)劑、硫黃一起加入,推薦用量為3~4 份,可根據粘合要求適當增減。橡膠粘合劑RS 不燃不爆、不腐蝕、無(wú)毒,主要用于輪胎、膠管、三角帶、傳動(dòng)帶、運輸帶及各種
橡膠制品。