[发明专利]一种天然橡胶与金属热硫化胶粘剂及其制备方法及应用

说明书

本发明涉及胶粘剂，具体涉及一种天然橡胶与金属热硫化胶粘剂及其制备方法及应用；由以下质量份配比的原料制备而成：氯化橡胶70‑130份、树脂50‑160份、填料0‑8份、交联剂2‑24份、硫磺1‑1.5份、余量为溶剂，所述胶粘剂固含量控制在15‑25%之间；通过引入双官能团环氧树脂和交联剂，利用含有双官能团的环氧树脂和酚醛树脂的配合以及它们与交联剂的反应，可以实现硫化过程中胶粘剂的自交联以及胶粘剂与天然橡胶硫化界面的共交联，从而同时提升胶粘剂的本体强度以及金属与天然橡胶的界面粘接强度。与市售Chemlok®205相比，本发明胶粘剂的粘接强度更高，此外，成分简单，价格低廉，溶剂种类少且不含有氧化铅等物质，胶粘剂的毒性小，适合工业化生产与推广。

技术领域

本发明涉及胶粘剂，具体涉及一种天然橡胶与金属热硫化胶粘剂及其制备方法及应用。

背景技术

天然橡胶具有高弹性、耐寒性、低生热等优点，其与金属的粘接复合制件广泛应用于车辆、建筑、船舶及航空等领域。采用硫化粘接法使金属与橡胶在橡胶硫化过程中形成硫化制件，能够有效提升两者之间的粘接强度，尤其是对于复杂及难成型制件。但是，天然橡胶的非极性限制了其与金属的粘接，因此，研制适用于金属与天然橡胶粘接的胶粘剂势在必行。

目前，市场上国外品牌的胶粘剂，如开姆洛克、汉高、西邦等，基本能够满足需求，但是，国内外有关金属与橡胶，尤其是与天然橡胶粘接的文献及相关专利极少报道或基本处于保密状态。而国内本土生产的胶粘剂产品粘接强度低，不能完全满足应用需求。市售Chemlok®205胶粘剂的主要成分是酚醛树脂、氯化橡胶、氧化钛、氧化铅及溶剂等，虽然对于金属与天然橡胶的粘接强度良好，但其中含有的氧化铅及多种有机溶剂具有一定的致癌性且对环境不友好。因此，制备低毒金属与天然橡胶硫化胶粘剂也是亟待解决的问题。

高性能胶粘剂需同时具备高的本体强度以及优异的界面粘接强度。如果胶粘剂的本体强度不够，即使界面粘接强度很高，最终也可能因为胶粘剂本体强度低于界面粘接强度而发生胶粘剂的本体断裂。而对于金属与橡胶的粘接来说，能够达到橡胶本体破坏是较理想的破坏方式。胶粘剂的本体强度主要取决于本体交联程度。此外，对于胶粘剂来讲，如果本体强度很高，但粘接界面的结合力很弱的话，也会发生粘接界面破坏，也不能达到理想的破坏方式与粘接强度。因此，对于性能好的胶粘剂来讲，既需要有一定的本体强度，也需要与被粘物有较强的界面粘接强度。

发明内容

本发明为解决酚醛/氯丁胶粘剂粘接非极性橡胶界面粘接强度低及毒性大的问题，所要解决的技术问题是提供一种用于天然橡胶与金属粘接用的热硫化胶粘剂，本发明所制备的胶粘剂所粘接的金属与天然橡胶的粘接强度可以提高2倍以上；与成分相近的市售Chemlok®205相比，本发明专利所制备的胶粘剂的粘接强度更高。此外，本发明制备的胶粘剂不含氧化铅等毒性物质，成分较为简单，在提高粘接强度的同时，还可以有效降低胶粘剂的毒性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种天然橡胶与金属热硫化胶粘剂，由以下质量份配比的原料制备而成：氯化橡胶70-130份、树脂50-160份、填料0-8份、交联剂2-24份、硫磺1-1.5份、余量为溶剂，所述胶粘剂固含量控制在15-25%之间。

进一步的，所用氯化橡胶分别由含量为0-20质量份的氯化天然橡胶P130、含量为70-100质量份的氯丁橡胶CR244、含量为0-10质量份的氯丁橡胶SN232组成。

进一步的，所用树脂由酚醛树脂和环氧树脂组成。本发明的热硫化胶粘剂通过引入的双官能团环氧树脂和交联剂，利用含有双官能团的环氧树脂和酚醛树脂的配合以及它们与交联剂的反应，可以实现硫化过程中胶粘剂的自交联以及胶粘剂与天然橡胶硫化界面的共交联，从而同时提升胶粘剂的本体强度以及金属与天然橡胶的界面粘接强度。

进一步的，所用酚醛树脂为甲阶酚醛树脂，其含量为40-80质量份；环氧树脂为含有烯丙基双键的烯丙基环氧树脂，含量为10-80质量份。