橡胶减震器金属件与橡胶直接硫化粘合的研究

何廷乐

摘 要：橡胶与金属是两种截然不同的材料，在它们的机械性和化学结构上都存在着比较大的差距。橡胶为高弹性的材料，而金属为高强度的材料。如何把它们粘结在一起，形成一种新型的复合材料是现在研究的热点，并且在生产飞机、汽车的各个工作流程中都有着非常重要的应用。文章根据实践工作经验，就橡胶减震器金属件与橡胶直接硫化粘合问题展开分析。

关键词：减震器金属件；橡胶；硫化粘合

中图分类号：TQ336 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）2-0121-02

现在市面上生产汽车橡胶减震器的厂家多达几百家，其产品也是玲琅满目。但是，伴随着人们生活水平的提高，对汽车产业的要求也越来越高，不仅要求其具有安全性，易操作性，而且还不断地追求其舒适度。因此，这就使得对汽车用减震橡胶制品的需求量也在不断地增长。粘接技术显得越来越重要，成为了决定制品品质的关键。本文就结合橡胶减震器金属件与橡胶直接硫化粘合技术，进行简要的研究。现阶段在我国汽车生产厂家中，以上汽通用五菱汽车公司为例，其对曲轴皮带轮减震器的生产采用的是：对HT灰口铸铁件内环和外环的硫化面进行喷砂、喷底胶（烘干）、喷面胶（烘干），然后在满腔压力为：180±5 K/cm2，模腔温度为：155±5 ℃条件下外环与内环中间硫化N601胶料10 min形成，因此来达到减震效果的生产工艺。下面将要介绍一下采用橡胶减震器金属件与橡胶直接硫化粘合的技术在我国汽车生产中的应用。

1 选择合理的粘合体系

1.1 选择适当的粘合剂

根据比较市面上广泛流传的、传统的、常用的几种橡胶粘合剂，并且通过大量的实验数据和实际使用的经验，我们不难看出，粘合剂RS/RA-65的粘合性能最强，开姆洛克205/250的粘合性能处于中等的位置，而804的粘合剂则表现较差。并且，它们不仅具有复杂的操作工艺，而且还对湿度、促进剂、胺类防老剂都比较敏感，同时在使用的过程中还有较大的毒性，因此，其很难作为减震器的主要原料进行大范围的生产使用。所以，本文将选用一种较为新型的粘合剂，将橡胶减震器金属件与橡胶直接粘合在一起。

新型的粘合剂是将RS/RA-65粘合剂与其他助进剂一起在混炼胶料时，加入到胶料中，伴随着适当的压力和硫化温度，将橡胶与金属进行完美的粘合。硫化过程始终贯穿整个粘合过程，其粘合强度较高，可以很大程度上满足现在的粘合体系的要求，而且具有较为简单的操作工艺。所以，将在此项工艺中选择粘合剂RS/RA-65作为其橡胶材料与金属材料的粘合剂。

1.2 选择适当分量的粘合促进剂

1.2.1 白炭黑的用量

将适当分量的白炭黑加入到胶料中，不仅可以提高黄铜与胶料的粘合强度，而且还可以改善橡胶的耐疲劳特性、抗撕裂强度、生热性、耐磨性、滚动助力、粘合性和硬度。因此，需要在橡胶中加入适当的白炭黑以增强其性能。

白炭黑之所以在粘合体系中起着重要的作用，其原因认为可以归纳为两点：其一，由于白炭黑硅烷醇的表面具有酸性，因此可以较长时间的延迟其硫化，使胶料较长时间的保持流动状态；其二，其表面的硅烷醇基团内含有化合水，可以将化和状态的水均匀地束缚在整个胶料内，因此可以阻止水对粘合结构的破坏作用。所以，通过考虑各方面的因素，选用白炭黑的用量最好是10份。

1.2.2 硼酰化钴的用量

在许多钻盐中，硼酰化钴中不仅含有硼元素，而且还含有钴元素，并且在橡胶中其溶解度较高，是很好的粘合促进剂，其活性也比较高，具有优良的耐腐蚀性，在国内外的有关技术中，已经有了广泛的应用，并且早已作为了将橡胶与金属相粘合的促进剂。

在本文中所研究的橡胶减震器金属件与橡胶直接硫化的粘合工艺中，选择硼酰化钴RC/23作为其粘合促进剂。在胶料中加入硼酰化钴RC/23后，可以看出胶料的拉断伸长率和拉伸强度都呈现出减小趋势，但其硬度相差并没有较大的改变。所以，在本文所研究的工艺中，选择1.5份的硼酰化钴的量较为适宜。

2 硫化体系的选择

2.1 硫化促进剂

硫化促进剂在将金属件与橡胶直接硫化粘合技术中的作用是举足轻重的，其不仅可以显著地提高其交联的效率，而且还可以大大地缩短硫化作用的时问，因此必须在硫化体系中加入少量的硫化促进剂。

在本工艺中所选用的硫化促进剂为CZ，其不仅可以利用金属与橡胶发生化学反应产生化学键来提高其粘合强度，同时还产生了机械型的粘合力；而且还可以使橡胶充分的浸染金属的表面，以此来延长胶料的焦烧期，最后考虑到胶料必须有相关的交联需要和足够长的焦烧期，所以把其用量定为1.2份。

2.2 硫化剂

在橡胶减震器金属件与橡胶直接硫化的工艺中，选择硫黄作为其硫化剂是因为在硫化的过程中，在有机钴盐作用下，硫黄中的硫原子可以与金属件、橡胶发生化学反应，进而生成橡胶硫化物-硫化亚铜的化学键，以此来提高粘合的强度，所以，本工艺首选的硫化剂为硫黄。

硫黄用量的研究，需要考虑以下几个因素。伴随着不断地加入硫黄，其压缩永久变形和拉断伸长率都呈现出减少的势头；而粘合强度、拉伸强度和硬度则呈现出增大的趋势。其原因主要是，在硫化的过程中，硫黄不仅参与着硫化作用的过程，而且还参与着粘合反应，因此硫黄的量越多，这两个反应发生的就越充分，其粘合强度也就越大。所以，在胶料中必须加入充足量的硫黄，来满足粘合和硫化这两个反应对硫黄的共同的需求量以达到最好的粘合强度。但是，在实验的过程发现，硫黄的用量也不应该过大，因为其过量的硫黄可能会导致喷霜或者是硬度过大。最终本工艺将硫黄的用量定为3.0份。

3 结 语

本文通过研究橡胶减震器与橡胶直接硫化粘合技术，选择了新型的粘合体系和硫化体系，并且还确定了其各个粘合剂、硫化剂和催化剂的用量。通过对这项新技术的研究不难发现在我国汽车产业中采用新型的粘合体系，不仅提高了其粘合强度，而且还有利于发展低碳经济，保护环境；并且其制造成本较低，操作流程简单方便，适合大范围的生产应用。

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