分類列表
行業(yè)信息
膠布制品用耐熱耐油膠粘劑的研制
發(fā)布時間：2020-09-04 查看次數(shù)：4274
摘要：研究了幾種橡膠的并用方案，以適應膠布制品用膠粘劑的耐熱和耐油的技術要求。
關鍵詞：膠粘劑；橡膠；并用；耐熱；耐油
中圖分類號：TQ 339 文獻標識碼：B 文章編號：1671-8232(2013)10-0028-04
工作中，人們要使用制造橡膠制品和膠粘劑用的各種耐熱、耐腐蝕材料，這就對在腐蝕性介質中工作的膠布制品的使用性能提出了更加嚴格的要求，謀求其使用壽命能達到25年或更長。
該項研究的目的是，研制一種熱固型膠粘劑。該膠粘劑用于制造膠布制品時粘合不同極性的橡膠。這些膠布制品是在高溫且復雜的使用條件下工作的。即，膠布制品的包覆層要經(jīng)受大氣或者水（海水、淡水等）的作用，其密封層要與腐蝕性油類接觸，這就必須使用不同種類的橡膠。同時，為了統(tǒng)一裝配不同用途的膠布制品和完成試生產(chǎn)（限量生產(chǎn)）任務，使用一種橡膠對簾布進行擦膠，這是方案。通常使用的是以非極性二烯類橡膠為基礎的、批量生產(chǎn)的輪胎用膠料。
為了制造耐熱、耐油的高強度膠布制品用膠料（氫化丁腈橡膠），和以通用橡膠擦膠的聚酰胺簾布，粘合劑的研制勢在必行。為了膠接指定的材料，采用氯丁橡膠。由于溶解性參數(shù)值相互接近，故氯丁橡膠與丁腈橡膠能良好地共混。這樣，氯丁橡膠和二烯類橡膠便可以共硫化了。硫化橡膠的紅外光譜，含氯聚合物膠料和硫化時間不同的聚異戊二烯的混合物的溶膠-凝膠分析數(shù)據(jù)都證實了單一的空間網(wǎng)絡的形成。加入胺會增強“含氯聚合物+聚異戊二烯”體系的結構化過程。文中研究了將具有不同結晶速度的氯丁橡膠，用作膠粘劑的基礎彈性體。為了提高耐油性和增大粘合薄膜與在氯丁膠粘劑組分中作為基質的橡膠的粘合強度，選擇了丙烯腈含量（27%~30%左右）與之相接近的丁腈橡膠品種：粉末丁腈橡膠ПБНК-28、СКН-ПВХ和БНКС-28АМН。氯丁橡膠ДенкаМ-40（硫醇調(diào)節(jié)，結晶速度中等）、ДенкоА-90（高結晶速度）和Байпрен-611（硫磺調(diào)節(jié)，低結晶速度）及它們的并用體可用于制備膠粘劑。
按照ISO 6502標準，對硫化特性進行了研究。結果表明，與Байпрен-611相比，提高Денка М-40橡膠的結晶速度，會大幅度增大膠料硫化的扭矩和延長硫化時間。在一系列丁腈橡膠中，ПБНК粉末橡膠與眾同不同，含有此種粉末橡膠的膠料的扭矩值較低。
此外，Денка М-40橡膠的硫化膠的拉伸強度比Байпрен-611橡膠要高27%，通過提高粘合薄膜的內(nèi)聚強度，上述現(xiàn)象良好地反映在膠接強度上。這樣，定伸應力增大50%，相對伸長率減小40%。
為了研究試驗用膠粘劑的粘合能力，制備了模仿膠布制品中粘合行為的試樣。測定了ГБНК橡膠與以СКН-3膠料擦膠的芳族聚酰胺簾布之間的粘接強度，以及ГБНК橡膠與丁腈橡膠СКН-3橡膠之間的粘接強度（表1）。
“ГБНК橡膠+擦膠簾布”標準試樣的粘接強度指標，實際上處在同一水平線上。這和試驗時試樣的“橡膠-浸膠簾線”界面（橡膠簾布系統(tǒng)的薄弱處）上發(fā)生了破壞現(xiàn)象有關。根據(jù)試驗（剝離“ГБНК橡膠+СКИ-3橡膠”試樣）結果判斷，含有СКН-ПВХ橡膠的膠粘劑能確保獲得的粘接強度。可以推斷，所研究的膠粘劑粘合性能得以提高的原因是，氯丁橡膠和丁腈橡膠相互作用（生成腈基離子）時形成了補充化學鍵。
含有Денка М-40橡膠的膠粘劑，能把標準試樣的粘接強度提高20%~60%，這全靠將它與丁腈橡膠并用的結果。
為制造可在高溫下使用的制品，應該使用耐熱性相當高的膠粘劑。眾所周知，硫醇調(diào)節(jié)型氯丁橡膠屬于耐熱性橡膠。為了研制能在90~125 ℃高溫條件下長期工作的膠布制品用膠粘劑，對Байпрен-611、Денка М-40和Денка А-90氯丁橡膠（硫醇調(diào)節(jié)型，高結晶速度）的耐高溫性能進行了試驗。試驗結果表明，在耐熱老化性方面，Байтрен-611氯丁橡膠比硫醇調(diào)節(jié)型氯丁橡膠Денка А-90和聚合物分子鏈結構規(guī)整性較好的Денка М-40差得多（見表2）。由于Денка А-90橡膠的結晶度高，以它為基礎的粘合膠料在溶劑中不易溶解，但是，使用含有CKH-26-ПВХ的粘合膠料，在保持其相當高的耐熱老化性的前提下，即可彌補這一不足之處。
根據(jù)在Те н зом е т р 2020-SC型拉力試驗機（于溫度為70、100和125 ℃的保溫箱里）上測得的橡膠力學性能試驗結果，評估了氯丁橡膠的耐熱性（見圖1）?？磥恚谒芯康南鹉z中，Байпрен-611橡膠的耐熱性。
使用在石油介質中工作的膠布制品（由氯丁膠粘劑把橡膠件和膠布件拼裝起來）時發(fā)現(xiàn)，拼接處是薄弱的部位。這是因為氯丁橡膠在耐油和耐汽油性方面略遜于丁腈橡膠。為了評估膠粘劑的耐腐蝕性，研究了石油、Нефрас和Л-02-04柴油對所研究的粘合膠料硫化膠在72 h內(nèi)溫度為20 ℃時的溶脹度的影響（見圖2）。
所研究的橡膠的耐腐蝕性按下列順序遞減：Денка А-90，Денка М-40+СКН-ПВХ（并用），Денка М-40，Байпрен-611。
使用以幾種橡膠并用的試驗用膠粘劑，對其標準試樣進行試驗。結果表明，使用含有高結晶橡膠的CKH-26-ПВХ-30膠料，將導致不同橡膠間的粘接強度大大提高（見表3）。
三種橡膠并用，實際上并不會改變粘接強度，而是仍然保持其相當高的水平。在考慮工藝指標（粘合膠料的溶解度，膠粘劑干燥的時間）和技術指標（耐熱性、粘附指標）時，將三種橡膠（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，確定了膠粘劑中幾種橡膠的比例。根據(jù)標準試樣中БНКС-40 AMH橡膠與擦膠簾布以及СКИ-3橡膠之間粘接強度的分析結果，確定了膠粘劑中幾種橡膠的并用比例。結果證明，所研究的橡膠彼此間表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應。以橡膠并用為主的膠粘劑在平均質量和定量比的前提下，幾種橡膠并用的膠粘劑的粘附活性（見圖3）。
以上研究表明了丁腈橡膠與氯化聚乙烯的共聚物和硫醇調(diào)節(jié)型具有不同結晶度的氯丁橡膠共混，并將它用作膠布制品用膠粘劑的合理性。[責任編輯：張啟躍]
行業(yè)信息
- 小號
- 標準
- 大號
膠布制品用耐熱耐油膠粘劑的研制
信息來源：admin 發(fā)布時間：2020-09-04 瀏覽量：4275
摘要：研究了幾種橡膠的并用方案，以適應膠布制品用膠粘劑的耐熱和耐油的技術要求。
關鍵詞：膠粘劑；橡膠；并用；耐熱；耐油
中圖分類號：TQ 339 文獻標識碼：B 文章編號：1671-8232(2013)10-0028-04
工作中，人們要使用制造橡膠制品和膠粘劑用的各種耐熱、耐腐蝕材料，這就對在腐蝕性介質中工作的膠布制品的使用性能提出了更加嚴格的要求，謀求其使用壽命能達到25年或更長。
該項研究的目的是，研制一種熱固型膠粘劑。該膠粘劑用于制造膠布制品時粘合不同極性的橡膠。這些膠布制品是在高溫且復雜的使用條件下工作的。即，膠布制品的包覆層要經(jīng)受大氣或者水（海水、淡水等）的作用，其密封層要與腐蝕性油類接觸，這就必須使用不同種類的橡膠。同時，為了統(tǒng)一裝配不同用途的膠布制品和完成試生產(chǎn)（限量生產(chǎn)）任務，使用一種橡膠對簾布進行擦膠，這是方案。通常使用的是以非極性二烯類橡膠為基礎的、批量生產(chǎn)的輪胎用膠料。
為了制造耐熱、耐油的高強度膠布制品用膠料（氫化丁腈橡膠），和以通用橡膠擦膠的聚酰胺簾布，粘合劑的研制勢在必行。為了膠接指定的材料，采用氯丁橡膠。由于溶解性參數(shù)值相互接近，故氯丁橡膠與丁腈橡膠能良好地共混。這樣，氯丁橡膠和二烯類橡膠便可以共硫化了。硫化橡膠的紅外光譜，含氯聚合物膠料和硫化時間不同的聚異戊二烯的混合物的溶膠-凝膠分析數(shù)據(jù)都證實了單一的空間網(wǎng)絡的形成。加入胺會增強“含氯聚合物+聚異戊二烯”體系的結構化過程。文中研究了將具有不同結晶速度的氯丁橡膠，用作膠粘劑的基礎彈性體。為了提高耐油性和增大粘合薄膜與在氯丁膠粘劑組分中作為基質的橡膠的粘合強度，選擇了丙烯腈含量（27%~30%左右）與之相接近的丁腈橡膠品種：粉末丁腈橡膠ПБНК-28、СКН-ПВХ和БНКС-28АМН。氯丁橡膠ДенкаМ-40（硫醇調(diào)節(jié)，結晶速度中等）、ДенкоА-90（高結晶速度）和Байпрен-611（硫磺調(diào)節(jié)，低結晶速度）及它們的并用體可用于制備膠粘劑。
按照ISO 6502標準，對硫化特性進行了研究。結果表明，與Байпрен-611相比，提高Денка М-40橡膠的結晶速度，會大幅度增大膠料硫化的扭矩和延長硫化時間。在一系列丁腈橡膠中，ПБНК粉末橡膠與眾同不同，含有此種粉末橡膠的膠料的扭矩值較低。
此外，Денка М-40橡膠的硫化膠的拉伸強度比Байпрен-611橡膠要高27%，通過提高粘合薄膜的內(nèi)聚強度，上述現(xiàn)象良好地反映在膠接強度上。這樣，定伸應力增大50%，相對伸長率減小40%。
為了研究試驗用膠粘劑的粘合能力，制備了模仿膠布制品中粘合行為的試樣。測定了ГБНК橡膠與以СКН-3膠料擦膠的芳族聚酰胺簾布之間的粘接強度，以及ГБНК橡膠與丁腈橡膠СКН-3橡膠之間的粘接強度（表1）。
“ГБНК橡膠+擦膠簾布”標準試樣的粘接強度指標，實際上處在同一水平線上。這和試驗時試樣的“橡膠-浸膠簾線”界面（橡膠簾布系統(tǒng)的薄弱處）上發(fā)生了破壞現(xiàn)象有關。根據(jù)試驗（剝離“ГБНК橡膠+СКИ-3橡膠”試樣）結果判斷，含有СКН-ПВХ橡膠的膠粘劑能確保獲得的粘接強度。可以推斷，所研究的膠粘劑粘合性能得以提高的原因是，氯丁橡膠和丁腈橡膠相互作用（生成腈基離子）時形成了補充化學鍵。
含有Денка М-40橡膠的膠粘劑，能把標準試樣的粘接強度提高20%~60%，這全靠將它與丁腈橡膠并用的結果。
為制造可在高溫下使用的制品，應該使用耐熱性相當高的膠粘劑。眾所周知，硫醇調(diào)節(jié)型氯丁橡膠屬于耐熱性橡膠。為了研制能在90~125 ℃高溫條件下長期工作的膠布制品用膠粘劑，對Байпрен-611、Денка М-40和Денка А-90氯丁橡膠（硫醇調(diào)節(jié)型，高結晶速度）的耐高溫性能進行了試驗。試驗結果表明，在耐熱老化性方面，Байтрен-611氯丁橡膠比硫醇調(diào)節(jié)型氯丁橡膠Денка А-90和聚合物分子鏈結構規(guī)整性較好的Денка М-40差得多（見表2）。由于Денка А-90橡膠的結晶度高，以它為基礎的粘合膠料在溶劑中不易溶解，但是，使用含有CKH-26-ПВХ的粘合膠料，在保持其相當高的耐熱老化性的前提下，即可彌補這一不足之處。
根據(jù)在Те н зом е т р 2020-SC型拉力試驗機（于溫度為70、100和125 ℃的保溫箱里）上測得的橡膠力學性能試驗結果，評估了氯丁橡膠的耐熱性（見圖1）?？磥恚谒芯康南鹉z中，Байпрен-611橡膠的耐熱性。
使用在石油介質中工作的膠布制品（由氯丁膠粘劑把橡膠件和膠布件拼裝起來）時發(fā)現(xiàn)，拼接處是薄弱的部位。這是因為氯丁橡膠在耐油和耐汽油性方面略遜于丁腈橡膠。為了評估膠粘劑的耐腐蝕性，研究了石油、Нефрас和Л-02-04柴油對所研究的粘合膠料硫化膠在72 h內(nèi)溫度為20 ℃時的溶脹度的影響（見圖2）。
所研究的橡膠的耐腐蝕性按下列順序遞減：Денка А-90，Денка М-40+СКН-ПВХ（并用），Денка М-40，Байпрен-611。
使用以幾種橡膠并用的試驗用膠粘劑，對其標準試樣進行試驗。結果表明，使用含有高結晶橡膠的CKH-26-ПВХ-30膠料，將導致不同橡膠間的粘接強度大大提高（見表3）。
三種橡膠并用，實際上并不會改變粘接強度，而是仍然保持其相當高的水平。在考慮工藝指標（粘合膠料的溶解度，膠粘劑干燥的時間）和技術指標（耐熱性、粘附指標）時，將三種橡膠（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，確定了膠粘劑中幾種橡膠的比例。根據(jù)標準試樣中БНКС-40 AMH橡膠與擦膠簾布以及СКИ-3橡膠之間粘接強度的分析結果，確定了膠粘劑中幾種橡膠的并用比例。結果證明，所研究的橡膠彼此間表現(xiàn)出明顯的協(xié)同效應。以橡膠并用為主的膠粘劑在平均質量和定量比的前提下，幾種橡膠并用的膠粘劑的粘附活性（見圖3）。
以上研究表明了丁腈橡膠與氯化聚乙烯的共聚物和硫醇調(diào)節(jié)型具有不同結晶度的氯丁橡膠共混，并將它用作膠布制品用膠粘劑的合理性。[責任編輯：張啟躍]
