橡胶减振制品与骨架表面处理黏结的探讨

doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.05.039云南化工

YunnanChemicalTechnology

Vol.46，No.5

May.2019

橡胶减振制品与骨架表面处理黏结的探讨渊河南恒发科技股份有限公司袁河南摘方红袁郝超恒长垣453400冤要：试验研究了橡胶减振制品骨架材料渊金属与非金属冤的表面处理工艺中脱脂尧喷砂尧磷化尧水洗等环节及胶黏剂厚度等因素对橡胶与骨架材料的黏合效果的影响袁得出了最优的黏合工艺袁对实际生产具有指导意义遥关键词：减振制品曰骨架曰磷化曰表面处理中图分类号：TQ330.7文献标志码：A文章编号：1004-275X（2019）05-096-04DiscussiononthebondingofrubberdampingproductstotheskeletonsurfacetreatmentFangHong,HaoChaoheng（HenanHengFaTechnologyCo.，Ltd，HenanChangyuan453400）plasticsurfacetreatmentprocessdegreasing,metalpartsshotblastingorplasticblasting,phosphating,tainstheoptimalbondingprocess,itisofguidingsignificancefortheactualproductionKeywords:Dampingproducts,skeleton,phosphating,surfacetreatmentAbstract:Experimentalstudyontherubbercompositeshockabsorberskeletonmaterials(metalandwashinglinksandadhesivethicknessfactorsofrubberandskeletonmaterialsbondingeffectinfluence,ob原随着轨道交通和汽车工业的快速发展,橡胶减振制品得到了广泛应用袁有骨架材料与橡胶黏结而成遥骨架材料与橡胶的黏合效果是影响减振制品性能的关键因素遥橡胶和骨架材料化学结构和机械性能而言袁是两种完全不同的物质遥骨架材料是比较坚硬的且具有规则结构和较高拉伸强度袁但是拉断伸长率较低遥橡胶比较柔软袁拉伸强度低而拉断伸长率高遥骨架表面处理工序是橡胶与骨架黏结的前提[1]袁骨架表面前处理包括除油尧除锈尧磷化尧涂胶四个部分遥涂胶是重点尧磷化是中心尧除油和除锈是磷化之前的准备工序袁因此袁在生产实践中袁既要把涂胶工作作为重点袁又要从磷化质量的要求出发袁抓好除油和除锈工作袁尤其要注意他们之间的相互影响[2]遥优质的黏结只有在彻底去除了油物尧锈尧氧化皮等异物的工件表面遥因为残留在工件表面的油污尧锈蚀尧氧化皮等会严重阻碍磷化膜的生长袁此外袁还会影响涂胶的附着力和黏结强度袁彻底去除这些异物是黏结的必要条件遥除油和除锈是磷化之前的两个基本工序袁相对而言袁油比锈的危害性大袁而且有油的工件直接影响除锈速度袁所以袁除锈应在除油的基础上进行遥所谓磷化袁是指把金属工件经过含有磷酸二氢盐的酸性溶液处理袁发生化学反应而在其表面生成一层稳定的不溶性磷酸盐膜层的方法袁所生成的膜称为磷化膜遥磷化膜的主要目的是增加涂膜附着力遥橡胶与骨架能否黏结牢固袁表面处理是获得黏结橡胶减振制品的关键袁只有表面处理恰当袁橡胶与骨架才能黏结牢固[3-4]遥本文结合本公司的主要产品与骨架处理工艺袁通过一定的实验袁针对一些重点问题进行讨论遥11.1主要原材料表面处理剂袁恒捷化工科技有限公司曰抛丸砂袁无锡东源机械制造有限公司曰胶黏剂袁开姆洛克205袁开姆洛克6125袁洛德化学渊中国冤有限公司1.2主要设备全自动磷化线袁无锡同发表面处理设备厂曰履带式抛丸机袁无锡东源机械制造有限公司曰微机控制电子万能试验机袁扬州科洛斯测试仪器有限公司遥1.3胶料配方1.4工艺流程骨架预脱脂寅水洗寅水洗寅热水洗寅烘干寅抛丸尧喷砂寅脱脂寅水洗寅水洗寅磷化寅水洗寅水洗寅热水洗寅烘干寅涂底胶寅烘干寅涂面胶寅烘干寅硫化寅检测1.5实验过程胶料配方详见表1遥1.5.1脱脂脱脂原理是依靠脱脂剂对油污的皂化尧润实验-96-

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表1胶料配方材料名称基本配合

NRZnOBR

80204020SA512石RD蜡12增黏树脂2石N774蜡油605CZS2

合DM

0.8计

1810.2

湿尧乳化尧渗透尧卷离尧分散和增溶作用实现遥金属件在加工过程尧存放过程中袁往往表面出现一层油污袁如矿物油尧树脂尧动植物油脂尧切削液尧润滑剂尧灰尘尧污物等袁这样物质与金属件本体隔离袁导致金属件与橡胶硫化产生不黏结袁所以需要对金属件进行脱脂处理遥脱脂方式可分为喷淋脱脂尧浸渍脱脂尧喷浸结合脱脂遥脱脂剂按处理工艺温度分类方法院常温(60~75型(质益常)温尧高-40温型益)尧(80低益温型以上(35~65)遥益)尧中温型149尧(酸弱尧碱碱性性脱)脂剂分类pH=10~12方法院强碱脱脂剂按化学性尧性中脱性脂剂脱脂剂pH=13~pH6~工尧(60~75艺酸要性求脱脂剂袁脱胶pH选约4择遥由于的是本浸公渍司脱的脂生产尧中设温备与脱脂剂益进行)尧弱监碱控性袁脱油脂剂脂分遥约3%根尧据游离工艺要碱度求需17~28要型对袁如不在监控范围内会出现油污除不净尧影响除锈质量尧影响磷化质量尧影响涂胶水的质量袁导致产品脱胶遥判断工件表面的油污是否除干净遥a冤断水法院将试样浸入水中袁然后移出水面倾斜45毅观察表面是否有挂水珠或无水的区域袁如有袁金属表面有油污存在遥b冤滑石粉法院把金属试样垂直地放入表面洒有滑石粉的水中袁然后垂直地提出袁可以看到袁洁净表面会均匀地黏有滑石粉袁而1.5.2有油污的地方则无滑石抛丸抛与丸喷与喷砂砂粉遥主要作用是除去金属件表面的锈迹尧使金属面有一定粗糙度遥钢铁材料使用抛丸处理尧塑料件尧聚四氟乙烯件尧铝件使用喷砂处理遥抛丸使用不锈钢丸尧喷砂使用石英砂遥抛丸与喷砂并非时间越长尧电流越大尧气压越大越好渊见表2尧表3冤袁随着时间尧电流尧气压的增加袁金属表面和非金属表面会出现不同程度的破坏袁导致骨架材料存在裂纹遥注铝件与塑料件需要采用喷砂处理袁避免抛丸出现电腐蚀现象遥表2抛丸时间对骨架表面的影响项目钢铁材料

抛丸时间（秒）3001#6002#9003#12004#抛丸电流（A）13-2013-2013-2013-20表面外观

有少量锈迹

无锈迹无锈迹表面粗糙度大

表3喷砂时间对骨架表面的影响项目塑料、聚四氟乙烯件、铝件喷砂时间（秒）601#1802#3003#4204#喷砂气压（MPa）0.4-0.5

0.4-0.50.4-0.50.4-0.5有少量锈无锈迹，

表无锈迹，表表面外观

迹,表面光面粗糙度面粗糙度

表面粗糙

滑比较细腻比较细腻

度大

表2说明袁在保持抛丸电流不变的情况下袁抛丸时间在10~15min时比较好的状态遥表3说明袁塑料尧聚四氟乙烯件尧铝件在保持气压不变的1.5.3情况下袁喷砂磷化磷原化时间在3~5min是比较好的状态遥理用含有磷酸尧磷酸盐和其他化学药剂的溶液处理金属材料袁金属件材料表面与上述溶液中的磷酸尧磷酸盐介质起化学反应袁转化为完整的尧具有中等防蚀作业的不溶性磷酸盐层遥这种磷酸盐层不但在防止金属腐蚀方面起作用袁而且在金属塑性变形加工尧减少金属零件的摩擦阻力尧防止金属零件擦伤磨损尧提高金属零件使用寿命等作用遥磷化的分类方法很多袁但一般按照磷化成膜体系尧磷化膜重量尧磷化温度进行分类遥按照磷化膜体系主要分类院锌系尧锌钙系尧锌锰系尧铁系尧锰系遥按照磷化膜重量分类院次轻量级渊0.1~1.0g/m2冤尧冤尧轻重量量级级渊渊1.1跃7.5~4.5g/mg/m2冤冤尧次重量级渊4.6~7.5g/m22遥按照磷化处理温度分类院常温渊不加温磷化冤尧低80温渊30渊使用益冤锌遥钙根~45系据益冤尧中温渊60~70益冤尧高温渊跃磷公化司体产系品性能尧中要求袁本公司本工艺b艺冤1.1~4.5尧具磷有化塑g/m温磷化尧轻量级磷化膜膜性2冤不遥遥被可主破坏以用要优断与点裂橡院引起胶a冤减产振具品制品的缩有防锈功能遥脱胶遥c冤径工具有黏结功能可以起到金属材料与胶黏剂的黏结桥梁作用遥根据工艺要求需要对磷化液进行监控袁游离酸度1.5~2.5尧总酸度15~25袁如不在监控范围内会出现膜层结晶粗大袁疏松尧泛黄尧膜层耐-97-

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蚀性尧挂灰袁有时甚至无膜袁影响涂胶水的质量袁导致产品脱胶遥判定磷化膜的质量简单检验方法院a冤浸泡法遥将磷化处理后的工件浸入3%NaCl溶液中袁室温下浸泡2h袁取出清洗后烘干遥目视检查袁以表面不出现基体锈蚀或黄色锈迹为合格遥b冤点滴法遥将硫酸铜溶液在磷化膜层上滴1~2滴袁观察它从天蓝色转变为黄色或浅红色的时间袁以不低于1min为合格遥1.5.4纯水洗脱脂后水洗尧磷化后水洗应采用纯水洗袁它是将水中的盐类尧酸类及碱类物质全部用离子交换等方法加以处理后的水遥自来水和天然水大都含有Ca2+尧Cl-离子和碱类尧酸类物质等遥这些杂表4项目

质如果附着在磷化膜上会对涂胶的性能有一定的不良影响遥1.5.5涂胶在涂胶工艺中袁一般采用滚涂尧喷涂尧刷涂尧浸胶遥滚涂尧喷涂适用结构简单尧连续作业袁刷涂适用结构复杂尧小批量作业袁浸胶适用全包胶产品遥骨架在涂胶是袁为了提高工作效率袁往往在刚涂完底胶胶黏剂不久袁就开始涂面胶胶黏剂袁造成底胶未干燥遥使面胶融入底胶内袁互相参透到金属表面袁由于面胶与金属部黏结袁导致产品脱胶遥还有就是在配制胶黏剂稀释过程中袁底胶与面胶过度稀释袁导致膜厚不够袁不能与骨架尧胶料很好的黏结遥造成脱胶遥表4说明袁随着胶黏剂厚度增加袁产品的破胶黏剂厚度对金属黏结性能的影响胶黏剂厚度与黏结面积

底胶厚度/滋m

5~7

面胶厚度/滋m

10~12

破坏力/kN7.13

黏结强度/MPa

7

破坏类型R+RC

破坏类型图片所占面积90%/10%

底胶+面胶

底胶+面胶8~1015~209.18.94R100%

底胶+面胶15~2030~406.426.31R+RC80%/20%

坏力与黏结强度在增大遥并非厚度越厚越好袁因为CH205的主要成分是苯醛树脂中含有一定量的氧化钛袁CH6125的主要成分是含有一定量的碳黑尧硫化剂尧促进剂遥在磷化后的骨架表面均匀的涂覆上一层CH205后袁CH205中的氧化钛渗入磷化层中产生化学吸附作用袁使CH205与骨架紧密黏接袁待CH205干燥后再涂上一层CH6125袁CH6125中钛离子能与CH205中氯溴离子发生化学反应形成一定量的化学键袁使表5项目

CH61250与CH205紧密黏接遥硫化成型时CH6125中的硫化剂尧促进剂与橡胶中硫化剂促进剂共同作用之间发生交联反应遥使橡胶与CH6125紧密黏接遥这样就使得骨架与橡胶之间得以很好的黏接遥胶黏剂厚度过厚袁会出现多余的成分交联不完袁造成胶黏剂内部破坏袁结合力下降袁导致脱胶的风险好成本增加袁胶黏剂厚度过薄袁会出现反应不彻底袁交联密度不够袁黏结力不够袁造成脱胶风险遥涂胶方式及厚度对塑料件、聚四氟乙烯件黏结性能的影响涂胶方式粘结性能的影响

底胶厚度/滋m底胶厚度/滋m破坏力/kN破坏类型破坏类型图片所占面积

底胶+面胶5~710~123.52R+M20%/80%

底胶+面胶10~1210~128.75R+RC99%/1%

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（下转第101页）2019年5月第46卷第5期

表4序号12356789设备名称转台式过滤机闪冷轴流泵浓缩轴流泵返酸泵

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过滤机和泵设计材质及运行状况设计材质317LSAF2507SAF2507SAF2507SAF2507SAF2507Cr33SAF2507904

使用年限/a

2.52.52.52.52.52.52.51

是否达到设计使用期

达到达到达到达到达到达到达到达到

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备注肉眼未见腐蚀一年需更换微腐蚀

4过滤机给料泵浓缩取酸泵浓缩给料泵过滤取酸泵

磷石膏渣浆泵2.5达到5.2活性低承德磷矿反应活性较三环中化磷矿低袁设计时虽然已考虑增大反应停留时间袁但运行时仍需调整料浆温度及液位袁方可将磷收率提高到96%以上遥5.3腐蚀问题中间酸槽耙子腐蚀很严重袁原设计为317L材质袁仅使用半年袁后改为SAF2507材质袁也仅使用一年遥现改为904材质渊使用期有待观察冤遥渣酸槽搅拌桨腐蚀也严重袁原设计为317L材质袁使用1年袁后改为SAF2507材质渊使用期有待观察并进行经济性评估冤遥点工作遥因此首先需要查明氯在系统中的分配袁是否存在富集行为遥今后袁要在实验室中模拟中间酸槽的工作状况袁进行挂片腐蚀实验袁以便找出相应的耐腐蚀材质袁为生产服务遥参考文献：[1]江善襄袁方天翰袁戴元法袁等.磷酸尧磷肥和复混肥料[M].北京院化学工业出版社袁1999.[2]姚永发袁方天翰.磷酸磷铵重钙技术设计手册[M].北京院化学工业出版社袁1997.收稿日期：2019-03-22作者简介：卢涛渊1966-冤袁男袁高级工程师袁内蒙古大地云天化工有限公司副总经理袁长期从事合成氨尧磷复肥生产管理及技术工作遥6结语针对承德磷矿氯含量高的特点袁防腐蚀是重（上接第98页）表5说明塑料件尧聚四氟乙烯件表面比较光滑袁涂胶过程中底胶胶黏剂不宜黏结骨架尧涂胶表面不均匀袁导致底胶与骨架不黏结遥在这种情况下需要调整涂胶方法与方式袁涂一层底胶后在70~80益温度下烘烤10min袁然后在涂一层底胶袁烘干后在涂面胶袁这种情况下的黏结力破坏力尧黏结面胶都有所增大遥由于塑料件尧聚四氟乙烯件表面比较光滑袁涂一层底胶厚度不均匀袁需要涂两层底胶袁增加均匀性与厚度袁提高黏结力遥5冤金属件随着胶黏剂厚度增大袁黏结强度尧破坏力黏结面胶在增大袁但是达到一定厚度后会出现下降趋势遥对于塑料件尧聚四氟乙烯件表面比较光滑材料袁需要涂两层底胶袁增加均匀性与厚度袁提高黏结力遥参考文献：[1]王春明.金属磷化处理渊一冤[J].电镀与环保,2000,20(5):34-36.特种橡胶制品,2003,24(1):34-372016.06:24[2]黄良平.金属表面处理工艺对橡胶与金属黏合性能的影响[J].[3]郑春雷.基于橡胶与金属黏接性能的影响因素探索[J].[4]谢彦飞袁李斌袁宋传江袁等.金属-橡胶减振制品硫化后磷化防护的研究[J].橡胶工业袁2007,54渊1冤:38-4021冤需要对脱脂工艺进行严格控制袁检测指标必须在控制范围内遥2冤金属件抛丸渊非金属件喷砂冤随时间增加表面处理效果增加袁但是在在增加时间后会出现下降趋势遥3冤需要对磷化工艺进行严格控制袁检测指标必须在控制范围内遥4冤需要对水洗的水质进行严格控制遥结论收稿日期：2019-03-22作者简介：方红渊1984-冤袁河南驻马店人袁工程师袁主要从事橡胶减振制品技术管理工作遥-101-