[发明专利]具有自粘结完全固化的弹性体的制品

说明书

发明背景

发明领域

本发明一般地涉及橡胶-金属粘结的制品和方法，更特别地涉及具有自粘结橡胶组合物的这种制品，所述组合物包括选自新烷氧基磷酸根合锆酸盐(neoalkoxy phosphato zirconate)和聚酰亚胺中的粘合促进剂，具体地涉及一种组合物，它在某一温度能完全固化并形成，然后粘合剂在较高温度下活化且对固化状态的进一步影响最小。

现有技术的说明

粘结弹性体到金属上是许多工业应用的共同实践。金属-弹性体粘结的最共同的方式是根据工业上已知的各种技术，使用各种粘合剂。这一实践通常牵涉许多制备步骤确保牵涉的表面充分粘结。使用粘合剂可牵涉硫化粘结或硫化后粘结。

在拟用于动态应用的橡胶-金属组合部件中，重要的目标常常是在两个金属部件之间维持弹性体部件在压缩状态下，以便确保良好的疲劳寿命。在这一情况下，优选硫化后粘结，以便避免在硫化弹性体之后的热收缩影响。

做出了减少使用粘合剂的各种尝试。在不存在任何独立的粘合剂情况下，一旦硫化，直接粘结到金属上的所谓的自粘结弹性体是已知的。一般地，这些弹性体具体地粘结到特定金属上，例如具体地粘结到黄铜上的具有各种钴化合物的弹性体组合物。当在硫化粘结工艺中采用自粘结的弹性体时，热收缩可使弹性体置于金属部件之间的张紧状态下。

有时，有利的是，在一个操作中形成弹性体部件，并在独立的步骤(该步骤可能是工厂中的独立部门)中，将它粘结到金属部件上。Hosking的美国专利No.2,409,759(在此通过参考全文引入)教导了一种方法，其中通过限制弹性体和金属部件在第二模具中，和施加足以粘结弹性体到金属上的热量与流体静压，使部分或完全固化的弹性体部件粘结到亚铜(cuprous)金属上。必须抛光亚铜合金，且弹性体必须含有化学纯的氧化锌。这一方法可能仅仅部分解决收缩问题。一旦从限制模具中取出，则弹性体部件最多将处于中性(neutral)状态下。

Dunlap的美国专利No.7,291,241教导了牵涉两步固化的方法，在此通过参考全文引入。首先在形状-成形模具内形成弹性体部件。然后在两个金属部件之间压缩下，在橡胶-金属部件内组装部分固化的弹性体部件，并完成硫化，进行橡胶和金属之间的粘结。用于过氧化物固化的橡胶的各种助剂被建议作为有效的粘合促进剂。这一方法部分解决了收缩问题。在第二固化步骤之后，橡胶部件保持在压缩状态下。

由于在其耐久性中，弹性体的应力状态是极端重要的因素，且在其粘结到金属部件上时，也是主要的贡献因子，因此，需要高压缩，自粘结的弹性体。这种弹性体应当具有高的保留压缩，且不应当需要任何独立的粘合剂以供粘结到金属上。

2008年12月22日提交的悬而未决的美国专利申请序列号No.12/340,864(在此通过参考全文引入)涉及改进金属-橡胶复合制品内压缩状态的另一方法。

发明概述

本发明涉及体系和方法，其中该体系和方法在不存在橡胶-金属粘合剂涂层的情况下，在自粘结弹性体部件中，在金属-弹性体部分内提供高的保留压缩，且与常规方法相比，可提供更健全的生产，较低的成本和较低的废料的方法。

本发明涉及复合制品，它包括至少一种结构部件和与该结构部件接触且粘结到其上的弹性体部件；该弹性体包括100重量份至少一种弹性体聚合物组分，和3-50份选自新烷氧基锆酸盐和聚酰亚胺中的至少一种粘合促进剂。

新烷氧基锆酸盐可以是新戊基二-烯丙基氧基三-二辛基磷酸根合锆酸盐。该弹性体也可包括用量等于粘合促进剂用量的40％-60％，或者约一半的二氧化硅。

在本发明的一个实施方案中，制品具有至少两个结构部件，和弹性体部件，所述弹性体部件保留在两个结构部件之间且在弹性体部件和结构部件之间不存在粘合剂涂层的情况下，粘结到至少一个结构部件上。弹性体可在两个结构部件之间保持压缩状态。结构部件可以是金属，和粘合促进剂可以是金属粘合促进剂。金属可以是黑色金属。

根据本发明的一个实施方案，制品可以是振动阻尼，振动吸收器或振动隔离器形式。

根据本发明的一个实施方案，弹性体包括在弹性体的正常固化温度下优选不具有反应性，但在硫化之后可被活化，与金属表面进行强力粘结，且优选没有影响固化的弹性体的交联网络的金属-粘合剂成分。活化可以是热，辐射，或者优选基本上没有影响在硫化过程中形成的主要弹性体网络的其他方式。

本发明还涉及一种方法，该方法包括下述步骤：