直接将橡胶粘结至至少一种第二基材的方法及所得的制品

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直接将橡胶粘结至至少一种第二基材的方法及所得的制品

时间:2019-12-31本站浏览次数:208

       

直接将橡胶粘结至至少一种第二基材的方法及所得的制品

一种粘结部件例如橡胶-金属粘结部件以及含有橡胶和金属部件的粘结部件的制备方法,特别时制备汽车扭振减振器,该方法包括:将未固化的弹性体组合物放置于成型模具中,所述的组合物含有弹性体、至少一种固化剂,优选地含有至少一种橡胶-金属粘合助剂,分两个步骤将弹性体固化,其中在第一固化步骤中弹性体组合物没有被完全固化,而在第二固化步骤中,优选地将弹性体组合物与橡胶金属部件的金属表面接触,基本上完全固化弹性体。根据一个具体实施方式,本发明避免了在施覆弹性体组合物之前,在金属表面涂覆粘合剂的步骤。

根据本发明的实施例,组合物E1、E2和E3中使用单一的过氧化物以及两步固化法。组合物E21和E22使用混合过氧化物以及在两步法中用硫化固化。表1-3中剩余的组合物使用两步固化法的宽范围的过氧化物值。

通常,本发明提供橡胶与第二表面(包括金属表面)化学键合的方法,以及形成的粘结I部件,不需在相关的界面上使用粘合剂,按照本发明的一个实施例,与传统的方法相比,本发明改善了生产的灵活性,生产者可以通过变换性能参数和弹性体的性能来适应给定的应用。例如,两步固化步骤可以通过控制单一固化剂或固化体系的固化时间和温度来完成,或者可以用两种独立的固化剂来完成,每一种通过例如控制曝光温度来在不同的阶段激活。在单一组合物中两种固化剂的浓度可以在较宽的范围内变化,同时保持与基材包括金属之间的高强度粘结,保证了橡胶的加工和物理性能可预见的效果。例如,优化第一过氧化物固化剂的用量来产生很高的撕裂强度,并使部分固化的橡胶容易脱模。第二过氧化物固化剂的用量优选使成品具有低压缩度。如上所述,本发明提供橡胶与例如金属基材连接的耐久性,不需要单独的粘合剂或其他涂层,本发明中不需要相应的橡胶:金属或橡胶:基材表面处涂覆涂层或组合物。

Tyrin CM表示DuPont Dow Chemical Co.的氯化聚乙烯。

表2

表9中的结论显示所用的样品在室温和给定温度下与钢的粘结程度都非常优异,与铝的粘结程度也一样。表10中列举的组合物粘结至钢的表面,相应组合物与铝表面的最佳粘结没有列举。本领域普通技术人员能轻易地想到根据已知的方法在本发明的范围内,可以得到类似弹性体组合物与铝或者其他任何金属之间的粘结力,例如通过变化一种或多种组合物组分或相关的用量来调整,例如粘合助剂和/或固化剂。

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用于此目的的合适的弹性体包括例如乙烯-α-烯烃弹性体(例如乙烯丙烯共聚物(EPM),乙烯丙烯二烯烃三元共聚物(EPDM),乙烯辛烯共聚物(EOM),乙烯丁烯共聚物(EBM),乙烯辛烯三元共聚物(EODM);以及乙烯丁烯三元共聚物(EBDM);乙烯/丙烯酸弹性体(EAM),聚氯丁二烯橡胶(CR),丁腈橡胶(NBR),氢化丁腈橡胶(HNBR),丁苯橡胶(SBR),烷基化氯磺化聚乙烯(ACSM),环氧氯丙烷(ECO),聚丁二烯橡胶(BR),天然橡胶(包括合成聚异戊二烯)(NR),氯化聚乙烯(CPE),溴化聚甲基苯乙烯-丁烯共聚物,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S-B-S)和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(S-E-B-S)嵌段共聚物,丙烯酸橡胶(ACM),乙烯乙酸乙酯弹性体(EVM),以及硅橡胶,或者上述任何两种或多种的结合。在本发明的一个具体实施方式中弹性体是乙烯-α-烯烃弹性体例如EPDM。

表10

表4

Keltan 55表示DSM的EPDM。

按照本发明,所述组合物还优选包括至少一种粘合助剂,并且按照本发明的一个具体实施方式,包括至少一种橡胶-金属粘合助剂,用来改进橡胶部件和金属部件硫化时的粘结力,将在下文中进一步描述。适用的助剂包括通常定义为类型I助剂化合物材料,例如极性、分子量相当低的材料,例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和某些双马来酰亚胺;定义为类型II助剂化合物材料,例如低极性、网状马来化聚丁二烯。其他例子,类型I和类型II助剂的性能和用量见:R.E.Drake等人的“用于改善弹性体性能的1,2聚丁二烯助剂”,RiconResins,Inc.,1992年11月,出现于American Chemical SocietyRubber Division Meeting。类型I和类型II的助剂还公开在Drake等人的美国专利5300569中,以及US专利4857571中的多官能团单体,其中公开的助剂以及它们在弹性体组合物中的使用量在此引入作为参考。

过去,已经提供了多种方法来改善橡胶-金属粘结的一个或另一个方面,包括改善粘结强度,控制橡胶的压缩或收缩量和/或提高生产效率等等。通常,特别是在隔振器和/或减振器领域,其中环状固化橡胶部件夹入两个外侧金属基材中间,通过压制在两外侧金属部件之间的橡胶,依靠橡胶与金属表面之间的摩擦力得到有限的机械粘结。橡胶-金属的高强度粘结通常通过将完全硫化的橡胶部件粘结在外侧金属部件之间得到,所述粘结通过施覆在橡胶-金属界面上的一种或多种粘合剂作用得到(下文中称为“硫化后粘结”)。在橡胶部件置于两个外侧金属表面之间的部件结构中,硫化后粘结的优点在于,由于橡胶部件在先于放置于金属表面之间已经完全固化,因而不会表现出明显的收缩,从而在置于温度低于硫化温度下时,在金属表面之间的张力作用下。




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