黏合增進(jìn)劑
純橡膠的橡膠制品往往難以滿足實(shí)際使用需要,多數(shù)橡膠制品需要使用骨架材料作為主要受力部分復(fù)合制造,骨架材料同時(shí)也對(duì)橡膠制品在使用中形狀的穩(wěn)定起著重要作用。橡膠與骨架材料的牢固結(jié)合,不僅可以保護(hù)骨架材料,骨架材料的增強(qiáng)作用也才能得到充分的發(fā)揮。
橡膠制品對(duì)骨架材料的要求各異,以材質(zhì)分主要有金屬、天然纖維和合成纖維,以結(jié)構(gòu)分主要有帆布、繩、簾線等。不同的復(fù)合制品應(yīng)選擇不同的黏合劑。黏合劑的種類如表1.8.1-26所示。
注a:《國(guó)家鼓勵(lì)的有毒有害原料(產(chǎn)品)替代品目錄(2016年版)》(工信部聯(lián)節(jié)〔2016〕398號(hào))將用于輪胎簾子布、橡膠用輸送帶帆布等浸漬處理與用于各類線繩的浸漬處理的酚醛樹(shù)脂(RFL)浸漬劑的替代品簾帆布NF浸漬劑(主要成分六亞甲基四胺絡(luò)合物(RH)和六甲氧基甲基密胺的縮合物)、無(wú)溶劑纖維線繩浸漬劑(主要成分多亞甲基多苯基多異氰酸酯(聚合MDI)、聚氨酯、液體橡膠(HTPB))列入研發(fā)類目錄,其中無(wú)溶劑纖維線繩浸漬劑當(dāng)前有效的為聚氨酯水分散液或聚氨酯乳液,羥甲基化改性、氨基化改性木質(zhì)素也是一個(gè)可能的重要方向。
骨架材料的表面處理及與橡膠基質(zhì)的粘合是十分重要的問(wèn)題。在過(guò)去的幾十年里,人們對(duì)橡膠粘合機(jī)理進(jìn)行了很多研究,但至今尚沒(méi)有達(dá)成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。對(duì)橡膠與骨架材料粘合機(jī)理的研究主要有以下幾種:
①吸附理論
吸附理論是為流行的粘合理論。這種理論認(rèn)為粘接物和被粘物之間是通過(guò)吸附作用粘接在一起的。粘合力主要是由粘合界面附近的粘合體系分子或是原子相互吸附,產(chǎn)生范德華力而粘合在一起的。粘合的過(guò)程主要分為兩個(gè)方面,首先,黏合劑分子通過(guò)分子運(yùn)動(dòng),遷移到被粘物的分子表面,加壓和高溫有利于該過(guò)程的進(jìn)行;其次,當(dāng)分子運(yùn)動(dòng)到被粘物表面達(dá)到足夠小的距離時(shí),范德華力就開(kāi)始起作用,并隨著距離的減少逐漸增大。吸附理論將粘合看作是一個(gè)以分子間力為基礎(chǔ)的表面過(guò)程,該理論認(rèn)為分子間作用力是粘合力的主要形式之一。但是吸附理論并不是普遍適用的,不能解釋橡膠與鍍銅鋼絲的直接粘合體系的粘合。
②機(jī)械理論
機(jī)械理論認(rèn)為粘合是通過(guò)黏合劑滲透到被粘物粗糙的表面,在被粘物的表面生成鉤合、錨合等機(jī)械力使得黏合劑與被粘物結(jié)合在一起。黏合劑粘接經(jīng)過(guò)表面處理的材料的效果比表面光滑的材料的效果要好的多。但是,機(jī)械理論無(wú)法解釋表面光滑的材料,如玻璃、金屬的粘接。
③化學(xué)鍵理論
化學(xué)鍵理論是目前系統(tǒng)、古老的理論?;瘜W(xué)鍵理論是指兩相材料之間通過(guò)在粘合界面處形成化學(xué)鍵獲得的牢固的粘合?;瘜W(xué)鍵力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子間作用力,能夠產(chǎn)生很好的粘合強(qiáng)度?;瘜W(xué)鍵理論已經(jīng)被多種實(shí)驗(yàn)事實(shí)所證實(shí),如橡膠與鍍銅鋼絲粘合。
④擴(kuò)散理論
擴(kuò)散理論又稱為分子滲透理論,是指兩相材料的相互粘接是通過(guò)分子擴(kuò)散的作用完成的,擴(kuò)散使得兩相界面相差致密的粘合層,進(jìn)而將兩相材料結(jié)合起來(lái)。這種擴(kuò)散作用是在粘合界面處相互滲透進(jìn)行的。擴(kuò)散導(dǎo)致兩相材料之間沒(méi)有明顯的粘合界面,只有一個(gè)過(guò)渡區(qū)的存在,粘合體系能夠借助擴(kuò)散獲得良好的粘合性能。該理論能夠很好的解釋具有良好相容性的高分子之間的粘合,但是無(wú)法解釋橡膠-金屬之間的粘合。
⑤靜電理論
靜電理論又稱雙電層理論,是指在干燥的環(huán)境下,兩相材料在界面處有放電和發(fā)光的現(xiàn)象。但是很多科學(xué)家認(rèn)為這種理論并沒(méi)有直指粘合的本質(zhì)。而且通過(guò)靜電產(chǎn)生的粘合力只占有總粘合力的很少一部分,對(duì)粘合的作用是微不足道的。另外,靜電理論無(wú)法解釋屬性相同或相近兩相材料之間的粘合。
橡膠與金屬的粘合可以追溯到1850年,主要經(jīng)歷了硬質(zhì)橡膠法、酚醛樹(shù)脂法、鍍黃銅法或黃銅法、鹵化橡膠法等。目前,在橡膠制品中橡膠與金屬粘合的方法主要是在橡膠的硫化過(guò)程中將橡膠與金屬粘接起來(lái)。至今,國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)出多種性能優(yōu)異的膠粘劑, 如Chemlok、Tylok、Metalok、Thixon 、Chemosil(漢高)系列、Megum(麥固姆)系列等。特別是Chemlok系列膠粘劑,在橡膠工業(yè)黏合領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用。
①硬質(zhì)橡膠法是人們?cè)?860年前后發(fā)現(xiàn)的,主要是在金屬的表面貼一層硫黃用量較高硬質(zhì)橡膠,然后在其表面粘上復(fù)合材料進(jìn)行硫化即可。這種方法至今在大型膠輥中還具有廣泛的應(yīng)用。雖然這種方法制造的產(chǎn)品有著較好的粘合效果,但是使用溫度一般不能超過(guò)70℃。而且這種工藝需要較長(zhǎng)時(shí)間的硫化,與銅或銅合金不能很好的粘合。
②鍍黃銅法是一種不需要黏合劑,就可以實(shí)現(xiàn)橡膠與金屬粘合的一種粘合方法,是英國(guó)查理斯等人在1862年對(duì)橡膠與鍍黃銅粘合研究之后才逐漸發(fā)展起來(lái)的。這種方法主要是應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)的減震橡膠上?,F(xiàn)在在輪胎的鋼絲簾線上也在采用這種方法。鍍黃銅法主要的特點(diǎn)就是在硫化溫度下,橡膠與鍍銅鋼絲的粘合與橡膠的硫化同時(shí)發(fā)生,而且不需要在鋼絲的表面涂布黏合劑。其缺點(diǎn)主要是受到鋼絲的表面性質(zhì)決定的,而且有些大型制品的表面鍍銅困難。
③酚醛樹(shù)脂法是在第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展起來(lái)的。酚醛樹(shù)脂法橡膠與金屬的粘合被認(rèn)作是通過(guò)金屬表面的化學(xué)吸附發(fā)生的,即粘結(jié)物與被粘物之間發(fā)生粘合時(shí),金屬鍵或離子鍵形成鍵合,發(fā)生特殊的反應(yīng)。這種吸附一般認(rèn)為是酚類有機(jī)化合物的絡(luò)合反應(yīng)或是類似的反應(yīng)。
④鹵化橡膠法是雷蒙德?瓦納在1932年對(duì)溴化橡膠的粘合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究,而發(fā)展起來(lái)的。鹵化橡膠粘合體系被認(rèn)為是有著良好的熱可塑性,并且隨著硫化自身不發(fā)生固化反應(yīng)。顯著的優(yōu)點(diǎn)是其可以以液體的狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間貯存,使用范圍廣泛。
⑤橡膠與金屬粘合的直接粘合法
橡膠與金屬的直接粘合法是指橡膠膠料在硫化過(guò)程中,橡膠與金屬在界面處實(shí)現(xiàn)粘合的方法。目前,常用的直接粘合體系主要有間-甲-白粘合體系、有機(jī)鈷鹽、木質(zhì)素、有機(jī)鈷鹽/白炭黑及三嗪粘合體系等。
到目前為止,在橡膠與鍍銅鋼絲粘合過(guò)程中產(chǎn)生的硫化層如何增強(qiáng)橡膠與鍍銅鋼絲之間的粘合強(qiáng)度仍然不是很清楚,普遍接受的觀點(diǎn)是在橡膠與鍍銅鋼絲的粘合過(guò)程中,在粘合界面處形成CuxS層,x值為1.90~1.97。
橡膠與鍍銅鋼絲的粘合過(guò)程主要經(jīng)歷粘合界面的形成、穩(wěn)定和粘合三個(gè)過(guò)程[1]。在橡膠的硫化前,膠料與鍍銅鋼絲之間只是物理上的接觸,形成單調(diào)的接觸界面。隨著橡膠的硫化,橡膠中的硫黃向鍍銅鋼絲遷移,在橡膠與鍍銅鋼絲的界面處形成非計(jì)量系數(shù)的CuxS,并且形成的CuxS向橡膠層遷移,與硫化的橡膠形成互鎖的結(jié)構(gòu),提高了橡膠與鍍銅鋼絲的粘合。
在橡膠與鍍銅鋼絲的粘合過(guò)程中,橡膠硫化與粘合界面形成的反應(yīng)是相互協(xié)同、相互促進(jìn)的。橡膠與硫黃的反應(yīng)歷程:
橡膠與鍍銅鋼絲的粘合過(guò)程:
兩種反應(yīng)的協(xié)同進(jìn)行是由硫黃的用量、CuxS的產(chǎn)生速率和黃銅層的厚度決定的。在膠料配方中必須要加大硫黃的用量,以滿足橡膠的硫化過(guò)程和粘合過(guò)程中硫黃的消耗。同時(shí)要在膠料配方中要配用遲效性促進(jìn)劑,防止硫化反應(yīng)過(guò)早進(jìn)行,影響粘合界面的生成。
Van Ooij[2]在早期的研究中指出,橡膠與鍍銅鋼絲之間的粘合主要是通過(guò)CuxS層的建立,而且其粘合強(qiáng)度取決于硫化物層的厚度,即取決于鍍黃銅層中銅的含量。隨著橡膠硫化的進(jìn)行CuxS層逐漸向橡膠層增長(zhǎng),與膠料形成強(qiáng)烈的機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)。Hotaka等人[3]通過(guò)在橡膠硫化的過(guò)程中,在橡膠與鍍銅鋼絲的粘合界面處放入一張濾紙,將橡膠與粘合界面分開(kāi)。研究發(fā)現(xiàn)在硫化之前,在鋼絲的表面有CuS的形成,隨著硫化的進(jìn)行,CuS逐漸脫硫形成具有粘合能力的CuxS;他們還發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)生CuxS的過(guò)程中,會(huì)有FeS和ZnS的生成,這兩者對(duì)與粘合是沒(méi)有貢獻(xiàn)的,但是ZnS對(duì)于保持CuxS的粘合效果有著巨大的貢獻(xiàn)。
另一方面,有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,在橡膠的硫化交聯(lián)的過(guò)程中,在粘合界面處能夠形成Cu-Sy-R化學(xué)鍵,增強(qiáng)了橡膠與鍍銅鋼絲之間的粘合強(qiáng)度。在粘合的過(guò)程中,橡膠的硫化與粘合界面的形成過(guò)程中,都有硫黃的參與,因此橡膠的硫化與粘合界面的形成必須是同步進(jìn)行的。如果硫化時(shí)間過(guò)短,橡膠的硫化過(guò)程中,硫黃被過(guò)多的消耗,導(dǎo)致粘合過(guò)程中的硫黃的量減少,降低了粘合強(qiáng)度;同樣的,如果硫化過(guò)程中粘合消耗的硫黃過(guò)多,橡膠就有可能存在硫化不熟的現(xiàn)象。因此,與鍍銅鋼絲粘合的膠料要有較長(zhǎng)的硫化時(shí)間,確保橡膠的硫化與粘合界面的形成過(guò)程同步進(jìn)行 [4]。
A、間-甲-白直接黏合體系
間-甲-白直接黏合體系是由亞甲基的給予體HMMM(六甲氧基甲基密胺)或甲醛給予體HMT(六亞甲基四胺)、間苯二酚單體或樹(shù)脂型的間苯二酚給予體和白炭黑組成,又被稱作HRH粘合體系。HRH粘合體系適用于多種骨架材料的粘合,如合成纖維、天然纖維及鍍黃銅、鍍銅等。典型的的HRH粘合體系的組成是間苯二酚2.5~3.8份,HMT1.5~2.5份,白炭黑15份[5]。其粘合機(jī)理被認(rèn)為是間苯二酚作為甲醛或是亞甲基的接受體,在硫化溫度下,與亞甲基發(fā)生低聚縮合,形成酚醛型粘合樹(shù)脂,該樹(shù)脂能夠繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。
當(dāng)橡膠與金屬表面進(jìn)行粘合的時(shí)候,酚醛樹(shù)脂中含有的羥基和羥甲基有著較強(qiáng)的極性,能夠與金屬表面的極性分子產(chǎn)生鍵合,從而將橡膠與金屬粘接起來(lái)[6]。組分中的白炭黑作為一種粘合增進(jìn)劑,而且白炭黑表面的硅羥基結(jié)構(gòu)能夠吸附橡膠基體中的自由水,減少了水對(duì)粘合界面的破壞,同時(shí)白炭黑的酸性表面能夠延遲橡膠的硫化時(shí)間,使得橡膠能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng),增大了橡膠與金屬的接觸面積,提高了橡膠與金屬的粘合[7~8]。
HRH粘合體系的主要優(yōu)點(diǎn)是可以控制橡膠與骨架材料粘合反應(yīng)的歷程,使得橡膠的硫化、橡膠與骨架材料之間的粘合同步發(fā)生。但是,由于間-甲-白體系有著較強(qiáng)的極性,在橡膠基體中較難分散,容易噴霜;高溫時(shí),間苯二酚升華,有刺激型氣味,危害人體健康,對(duì)環(huán)境有一定的污染[9]。為了解決這一問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外研究了一些新型的黏合劑,如RE(間苯二酚與乙醛的低聚物,摩爾比為2:1)、RA-65(65%的六甲氧基甲基蜜胺HMMM與加載體復(fù)配而成)、RS(間苯二酚與硬脂酸的共融物,摩爾比1:1)、RS-11、R-80、RC等。其中RA-65的粘合效果較好,而且適用于天然橡膠、聚丁二烯橡膠和丁苯橡膠與鍍銅鋼絲簾線及各種裸露鋼絲的粘合[10];由黏合劑A和多元酚縮合制得的預(yù)縮聚樹(shù)脂型的新型黏合劑AB-30,含有大量的甲氧基、酚基和羥甲基結(jié)構(gòu),硫化時(shí),黏合劑AB-30能夠與橡膠發(fā)生交聯(lián),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),遷移到材料表面,有著良好的粘合效果[11]。
間-甲-白體系粘接強(qiáng)度比鈷鹽體系高,附膠量高二級(jí),但耐老化性能偏低。
B、有機(jī)鈷鹽增粘體系
有機(jī)鈷鹽是橡膠與鍍銅鋼絲或是鋼絲簾線粘合的專用粘合增進(jìn)劑,可以單獨(dú)用于橡膠與鍍銅鋼絲的粘合。目前,國(guó)內(nèi)外常用的有機(jī)鈷鹽主要有硼?;?、葵酸鈷、硬脂酸鈷、環(huán)烷酸鈷等。在有機(jī)鈷鹽的增粘過(guò)程中,起粘合作用的主要是鈷離子。
關(guān)于有機(jī)鈷鹽增進(jìn)粘合的機(jī)理,較為普遍的觀點(diǎn)是有機(jī)鈷鹽的加入能夠促進(jìn)活性產(chǎn)物CuxS的生成,調(diào)整CuxS的生成速率。不同有機(jī)鈷鹽的調(diào)節(jié)能力是不同的,各種有機(jī)鈷鹽的反應(yīng)活性為:硼酰化鈷>新癸酸鈷>環(huán)烷酸鈷>硬脂酸鈷[12]。在鈷鹽體系黏合劑中,硼?;捄托鹿锼徕捰捎阝挼馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)比較高,有著較高的活性,得到了廣泛的應(yīng)用,特別是硼酰化鈷還具有良好的防老化效果[13]。一般來(lái)說(shuō),在100份的橡膠中,金屬鈷的含量應(yīng)該為0.3份左右[14]。若鈷離子的量過(guò)大,會(huì)加速形成大量的非活性的硫化銅,粘合強(qiáng)度下降,而且會(huì)加速橡膠老化。如果加入的鈷離子量過(guò)小,在粘合界面處很難生成硫化亞銅層,使得粘合性能下降[15~17]。
鍍層中銅鋅的比例也是決定粘合效果的重要因素。金屬銅是相對(duì)比較活潑的金屬,如果使用純金屬銅,反應(yīng)非常劇烈,迅速產(chǎn)生硫化亞銅,難以與橡膠的硫化速率匹配。鍍層中的鋅能夠有效抑制銅的活性,使得生成硫化亞銅的速率降低;同時(shí),鋅能夠與硫黃發(fā)生反應(yīng)形成硫化鋅,也起到增強(qiáng)粘合效果的作用[18]鋅能夠與鋼絲形成原電池的形式,有效的保護(hù)了鋼絲不被腐蝕[19]。
鈷鹽黏合體系對(duì)天然橡膠,異戊橡膠和順丁橡膠其次,丁基橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠較差。
C、木質(zhì)素黏合體系
木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)單元為愈創(chuàng)木基苯丙烷、紫丁香基苯丙烷、對(duì)羥基苯丙烷:
木質(zhì)素經(jīng)羥甲基化改性,其分子結(jié)構(gòu)類似于固化的三維網(wǎng)狀酚醛樹(shù)脂,其黏合機(jī)理類似于間-甲-白體系,具有無(wú)毒、無(wú)污染,老化后黏合強(qiáng)度保持率高等特點(diǎn),可單用,也可與白炭黑并用。
D、三嗪體系
三嗪體系是一種單組份直接黏合體系,是在上世紀(jì)70年代逐漸發(fā)展起來(lái)的。相比與有機(jī)鈷鹽,有著較好的耐老化效果,比間-甲-白粘合體系簡(jiǎn)單,在膠料加工過(guò)程中不易噴霜,容易分散,加工過(guò)程中不冒白煙,具有良好的焦燒安全性。用于橡膠與鍍銅鋼絲和聚酯簾線的粘合,可以作為制造輪胎、膠管、密封件等的黏合劑。
用作粘合體系三嗪衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下:
式中,X為氨基、羥基、鹵素原子;Y為氯原子或是巰基;Z為氨基。具有代表性的是2-氯-4-氨基-6(間羥基苯氧基)-1,3,5均三嗪(SW)。均三嗪的結(jié)構(gòu)與苯環(huán)結(jié)構(gòu)非常相似,分子可以形成共軛結(jié)構(gòu);同時(shí)苯氧基上的氧原子使得苯環(huán)上的電子云密度升高,膠料或金屬表面的親電試劑容易在苯氧基的臨對(duì)位發(fā)生親電反應(yīng),從而使得橡膠與鍍銅鋼絲發(fā)生粘合。三嗪粘合體系中,硫黃的用量一般為3份左右,而且三嗪組分要在煉膠的初期加入[20]。
E、其他黏合體系
a)氧化物
氧化鈣,主要用于氟橡膠,可與金屬直接黏合,一般配合為:氟橡膠 100、爐法炭黑 60、氫氧化鈣 6、氧化鎂 3、氧化鈣 5。粘接前金屬表面應(yīng)經(jīng)噴砂處理并烘干。
氧化鐵主要用于橡膠與金屬的直接黏合,詳見(jiàn)本手冊(cè)部分第五章.第二節(jié).6.2與第二章.節(jié).3.1。氧化鐵也可用于硅橡膠硫化膠之間的粘合,常用的膠粘劑配方舉例如下:乙烯基硅橡膠 100、氣相法白炭黑 35、三氧化二鐵 5、硼酸正丁酯 3、膏狀硫化劑DCBP 3。
b)單磺酰硫脲,為硫脲衍生物,結(jié)構(gòu)通式為RSO2NHSNHC6H5(R為芳基或烷基),可用作促進(jìn)劑與黏合增進(jìn)劑,室溫下由硫酰胺鈉鹽與硫氰酸苯酯反應(yīng)制得,無(wú)毒,可用于藥品制劑,主要用于丁腈橡膠與金屬的直接黏合。
c)BLE,既是防老劑,也可用于硫黃硫化的丁腈橡膠或氯丁橡膠與鍍銅鋼絲的直接粘接,粘接水平與間-甲-白體系相近,在過(guò)氧化物交聯(lián)體系中則無(wú)效。
2.1、間-甲-白體系黏合劑
間-甲-白黏合體系黏合劑中,黏合劑A、黏合劑RA和黏合劑RH等為“亞甲基給予體”,在硫化過(guò)程中釋放出亞甲基;間苯二酚、黏合劑RS、黏合劑RE和黏合劑RS-11等為“亞甲基接受體”,在硫化過(guò)程中能和“亞甲基給予體”釋放出來(lái)的亞甲基進(jìn)行樹(shù)脂化反應(yīng)。黏合劑RL、黏合劑RH、黏合劑SW和黏合劑AB-30的分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)包含有亞甲基給予體和亞甲基接受體。
黏合劑RP和黏合劑RP-L是聚酯簾布、線繩的浸漬劑。
2.1.1、間苯二酚(R-80)及其混合物
本品屬于亞甲基接受體,需與2.5份黏合劑A、黏合劑RA樹(shù)脂等亞甲基給予體配合使用,本品應(yīng)在混煉前段投入,亞甲基給予體應(yīng)在混煉終煉時(shí)投入。本品比純間苯二酚在膠料中易分散,減少冒煙,遇空氣顏色變暗,但不影響粘合性能。
2.1.2、黏合劑RF
化學(xué)組成:間苯二酚甲醛預(yù)縮合樹(shù)脂
本品替代間苯二酚,用作橡膠與鋼絲簾線或纖維的粘合增進(jìn)劑,游離苯酚含量低于1%,可減輕升華現(xiàn)象及煙霧,減少刺激性氣味的產(chǎn)生,減輕對(duì)環(huán)境的污染。
硫化膠表現(xiàn)出比間苯二酚更好的耐老化特性,特別是熱老化后的H抽出有一定改善。
2.1.3、黏合劑RE
化學(xué)組成:間苯二酚乙醛預(yù)縮合樹(shù)脂,也稱6#樹(shù)脂,主要用做酚醛樹(shù)脂類型黏合體系的次甲基接受體;也可單獨(dú)使用作為膠料的增粘劑,提高膠料粘性。
本品由過(guò)量的間苯二酚與含量為40%的乙醛水溶液在酸性條件下縮合,脫水后制得。本品易溶于水、丙酮,不溶于苯、甲苯、正庚烷,易吸濕,應(yīng)貯存于干燥風(fēng)涼處。本品是一種亞甲基接受體,需與2.5份黏合劑A、黏合劑RA樹(shù)脂等亞甲基給予體配合使用,本品應(yīng)在混煉前段投入,次甲基給予體應(yīng)在混煉終煉時(shí)投入。
黏合劑RE與黏合劑A并用,可提高間-甲-白體系的耐熱老化、抗動(dòng)態(tài)疲勞和耐濕性能。
2.1.4、黏合劑RH
化學(xué)組成:間苯二酚-六次甲基四胺絡(luò)合物,分子式:C6H4(OH)2.(CH2)6N4,相對(duì)分子質(zhì)量:250.31,分解溫度120℃。
結(jié)構(gòu)式:
間苯二酚與六亞甲基四胺水溶液在50℃下絡(luò)合,過(guò)濾、洗滌、干燥后即得成品。本品主要用做酚醛樹(shù)脂類型黏合體系的次甲基給予體;也可單獨(dú)使用,做膠料增硬劑。本品微溶于水,幾乎不溶于有機(jī)溶劑,在110~120℃會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng),放出胺生成不溶性樹(shù)脂。本品可單組份使用,或作為亞甲基給予體派和亞甲基接受體使用,一般在混煉后期膠溫90℃以下加入。
HG/T 2190-1991《橡膠用黏合劑RH》適用于間苯二酚與六次甲基四胺絡(luò)合而得的產(chǎn)物——黏合劑RH,黏合劑RH的技術(shù)要求見(jiàn)表1.8.1-33。
2.1.5、橡膠黏合劑A(黏合劑HMMM、密胺樹(shù)脂)
化學(xué)名稱:六甲氧基甲基密胺、六羥甲基三聚氰胺六甲醚、2,4,6-三[雙(甲氧基甲基)氨基]-1,3,5-三嗪、2,4,6-三[雙(甲氧基甲基)氨基]-1,3,5-三嗪六甲氧基甲基蜜胺。
結(jié)構(gòu)式:
分子式:C15H30N6O6,相對(duì)分子質(zhì)量,390.4353,CAS號(hào):3089-11-0,密度:1.205~1.220g/cm3,沸點(diǎn):487°C,閃點(diǎn):248.3°C,蒸汽壓:1.23E-09mmHg。
黏合劑A由三聚氰胺在甲醛水溶液中溶解,制得六羥甲基蜜胺,再與甲醇縮合,經(jīng)脫水分離制得。本品是一種亞甲基給予體,需與2~5份GLR-18、GLR-19、GLR-20、RE樹(shù)脂等亞甲基接受體配合使用,亞甲基接受體應(yīng)在混煉前段投入,本品應(yīng)在混煉終煉時(shí)投入。本品在膠料中易分散,比六甲基四胺加工性能優(yōu)異。
2.1.6、黏合劑RC
本品由AB-30(以三聚氰胺樹(shù)脂為母體經(jīng)接枝共聚而反應(yīng)生成的復(fù)雜化合物,兼具甲醛給予體和甲醛接受體的雙重功能)與無(wú)機(jī)或有機(jī)載體按一定比例混合制得。本品兼具甲醛給予體及甲醛接受體的雙重功能,屬間-甲-白粘合體系,適用于橡膠與各種骨架材料包括鍍鋅鋼絲、鍍銅鋼絲、聚酯等的粘合,也特別適用于氟橡膠與帆布、尼龍、芳綸的粘合,使用時(shí)可并用白碳黑10~15份,或并用鈷鹽0.5份。
2.1.7、三聚氰胺化合物
本品為六甲氧甲基蜜胺與多元酚的衍生物,是黏合劑A與多元酚加熱熔融,攪拌排料,冷至室溫得到的蠟狀體。適用于橡膠與鍍銅鋼絲,玻璃纖維、人造絲、聚酯及聚酰胺等骨架材料的粘合,特別是應(yīng)用于氟橡膠與帆布、尼龍、芳綸的粘合,效果更為突出。本品在膠料中易分散,可提高膠料的塑性,生熱低,不污染膠料,老化后具有良好的粘合保持性;本品具有亞甲基接受體與給予體雙重功能,單組份使用,并用白炭黑10~15份,如與鈷鹽體系并用,粘合效果更佳。
結(jié)構(gòu)式:
式中,R為氫或芳烷基或苯乙烯。
由于橡膠一段混煉的溫度有時(shí)可高達(dá)160~180℃,間苯二酚在這個(gè)溫度下會(huì)產(chǎn)生顯著的冒煙現(xiàn)象(R-80開(kāi)始大量失重溫度為150℃),所以通常情況下,間苯二酚一般在二段混煉時(shí)加入。因SL-3020樹(shù)脂經(jīng)預(yù)縮合改性,開(kāi)始失重溫度接近200℃,所以SL-3020樹(shù)脂可以在一段混煉時(shí)加入;SL-3020樹(shù)脂相比R-80具有更好動(dòng)態(tài)性能;焦燒安全性比R-80高,硫化時(shí)間較長(zhǎng),能獲得更好的黏合性能、更高的硬度和動(dòng)態(tài)模量。
SL-3020樹(shù)脂用于間甲粘合體系的用量為1.5~2.0份,與HMMM的比例為1:1.0~1.5,過(guò)多的HMMM會(huì)延長(zhǎng)硫化時(shí)間。一般應(yīng)在二段混煉時(shí)加入。