橡膠減震器金屬件與橡膠直接硫化粘合的研究

何廷樂

摘 要：橡膠與金屬是兩種截然不同的材料，在它們的機械性和化學結構上都存在著比較大的差距。橡膠為高彈性的材料，而金屬為高強度的材料。如何把它們粘結在一起，形成一種新型的復合材料是現在研究的熱點，并且在生產飛機、汽車的各個工作流程中都有著非常重要的應用。文章根據實踐工作經驗，就橡膠減震器金屬件與橡膠直接硫化粘合問題展開分析。

關鍵詞：減震器金屬件；橡膠；硫化粘合

中圖分類號：TQ336 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0121-02

現在市面上生產汽車橡膠減震器的廠家多達幾百家，其產品也是玲瑯滿目。但是，伴隨著人們生活水平的提高，對汽車產業的要求也越來越高，不僅要求其具有安全性，易操作性，而且還不斷地追求其舒適度。因此，這就使得對汽車用減震橡膠制品的需求量也在不斷地增長。粘接技術顯得越來越重要，成為了決定制品品質的關鍵。本文就結合橡膠減震器金屬件與橡膠直接硫化粘合技術，進行簡要的研究。現階段在我國汽車生產廠家中，以上汽通用五菱汽車公司為例，其對曲軸皮帶輪減震器的生產采用的是：對HT灰口鑄鐵件內環和外環的硫化面進行噴砂、噴底膠（烘干）、噴面膠（烘干），然后在滿腔壓力為：180±5 K/cm2，模腔溫度為：155±5 ℃條件下外環與內環中間硫化N601膠料10 min形成，因此來達到減震效果的生產工藝。下面將要介紹一下采用橡膠減震器金屬件與橡膠直接硫化粘合的技術在我國汽車生產中的應用。

1 選擇合理的粘合體系

1.1 選擇適當的粘合劑

根據比較市面上廣泛流傳的、傳統的、常用的幾種橡膠粘合劑，并且通過大量的實驗數據和實際使用的經驗，我們不難看出，粘合劑RS/RA-65的粘合性能最強，開姆洛克205/250的粘合性能處于中等的位置，而804的粘合劑則表現較差。并且，它們不僅具有復雜的操作工藝，而且還對濕度、促進劑、胺類防老劑都比較敏感，同時在使用的過程中還有較大的毒性，因此，其很難作為減震器的主要原料進行大范圍的生產使用。所以，本文將選用一種較為新型的粘合劑，將橡膠減震器金屬件與橡膠直接粘合在一起。

新型的粘合劑是將RS/RA-65粘合劑與其他助進劑一起在混煉膠料時，加入到膠料中，伴隨著適當的壓力和硫化溫度，將橡膠與金屬進行完美的粘合。硫化過程始終貫穿整個粘合過程，其粘合強度較高，可以很大程度上滿足現在的粘合體系的要求，而且具有較為簡單的操作工藝。所以，將在此項工藝中選擇粘合劑RS/RA-65作為其橡膠材料與金屬材料的粘合劑。

1.2 選擇適當分量的粘合促進劑

1.2.1 白炭黑的用量

將適當分量的白炭黑加入到膠料中，不僅可以提高黃銅與膠料的粘合強度，而且還可以改善橡膠的耐疲勞特性、抗撕裂強度、生熱性、耐磨性、滾動助力、粘合性和硬度。因此，需要在橡膠中加入適當的白炭黑以增強其性能。

白炭黑之所以在粘合體系中起著重要的作用，其原因認為可以歸納為兩點：其一，由于白炭黑硅烷醇的表面具有酸性，因此可以較長時間的延遲其硫化，使膠料較長時間的保持流動狀態；其二，其表面的硅烷醇基團內含有化合水，可以將化和狀態的水均勻地束縛在整個膠料內，因此可以阻止水對粘合結構的破壞作用。所以，通過考慮各方面的因素，選用白炭黑的用量最好是10份。

1.2.2 硼酰化鈷的用量

在許多鉆鹽中，硼酰化鈷中不僅含有硼元素，而且還含有鈷元素，并且在橡膠中其溶解度較高，是很好的粘合促進劑，其活性也比較高，具有優良的耐腐蝕性，在國內外的有關技術中，已經有了廣泛的應用，并且早已作為了將橡膠與金屬相粘合的促進劑。

在本文中所研究的橡膠減震器金屬件與橡膠直接硫化的粘合工藝中，選擇硼酰化鈷RC/23作為其粘合促進劑。在膠料中加入硼酰化鈷RC/23后，可以看出膠料的拉斷伸長率和拉伸強度都呈現出減小趨勢，但其硬度相差并沒有較大的改變。所以，在本文所研究的工藝中，選擇1.5份的硼酰化鈷的量較為適宜。

2 硫化體系的選擇

2.1 硫化促進劑

硫化促進劑在將金屬件與橡膠直接硫化粘合技術中的作用是舉足輕重的，其不僅可以顯著地提高其交聯的效率，而且還可以大大地縮短硫化作用的時問，因此必須在硫化體系中加入少量的硫化促進劑。

在本工藝中所選用的硫化促進劑為CZ，其不僅可以利用金屬與橡膠發生化學反應產生化學鍵來提高其粘合強度，同時還產生了機械型的粘合力；而且還可以使橡膠充分的浸染金屬的表面，以此來延長膠料的焦燒期，最后考慮到膠料必須有相關的交聯需要和足夠長的焦燒期，所以把其用量定為1.2份。

2.2 硫化劑

在橡膠減震器金屬件與橡膠直接硫化的工藝中，選擇硫黃作為其硫化劑是因為在硫化的過程中，在有機鈷鹽作用下，硫黃中的硫原子可以與金屬件、橡膠發生化學反應，進而生成橡膠硫化物-硫化亞銅的化學鍵，以此來提高粘合的強度，所以，本工藝首選的硫化劑為硫黃。

硫黃用量的研究，需要考慮以下幾個因素。伴隨著不斷地加入硫黃，其壓縮永久變形和拉斷伸長率都呈現出減少的勢頭；而粘合強度、拉伸強度和硬度則呈現出增大的趨勢。其原因主要是，在硫化的過程中，硫黃不僅參與著硫化作用的過程，而且還參與著粘合反應，因此硫黃的量越多，這兩個反應發生的就越充分，其粘合強度也就越大。所以，在膠料中必須加入充足量的硫黃，來滿足粘合和硫化這兩個反應對硫黃的共同的需求量以達到最好的粘合強度。但是，在實驗的過程發現，硫黃的用量也不應該過大，因為其過量的硫黃可能會導致噴霜或者是硬度過大。最終本工藝將硫黃的用量定為3.0份。

3 結 語

本文通過研究橡膠減震器與橡膠直接硫化粘合技術，選擇了新型的粘合體系和硫化體系，并且還確定了其各個粘合劑、硫化劑和催化劑的用量。通過對這項新技術的研究不難發現在我國汽車產業中采用新型的粘合體系，不僅提高了其粘合強度，而且還有利于發展低碳經濟，保護環境；并且其制造成本較低，操作流程簡單方便，適合大范圍的生產應用。

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