專(zhuān)利名稱(chēng)：一種乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠與金屬材料的粘接方法和表面改性技術(shù)，特別是指一種通過(guò)功能納米有機(jī)薄膜實(shí)現(xiàn)乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法。
背景技術(shù)：
乙丙橡膠和鑄鐵是兩種不同性質(zhì)的材料，乙丙橡膠由于分子鏈的高飽和性，使之與其他通用橡膠相比，具有更優(yōu)異的耐候性、耐臭氧性、耐熱性和良好的電絕緣性、耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕性；而鑄鐵金屬則具有易于成型復(fù)雜形狀零部件、耐磨性能好、易回收再利用及成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工程和日常生活中。因此將球墨鑄鐵和乙丙橡膠相接合可以制得具有不同構(gòu)型和特性的復(fù)合件，具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
然而，乙丙橡膠與金屬進(jìn)行硫化接合時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)接合不良的情況，這主要是和乙丙橡膠化學(xué)反應(yīng)性較弱、非極性和表面能低的特性有關(guān)。因?yàn)殍T鐵和乙丙橡膠相接合可以制得性能優(yōu)異的復(fù)合件，所以乙丙橡膠與金屬之間接合的研究倍受關(guān)注，有關(guān)接合方法的報(bào)道仍舊有很多。
目前，乙丙橡膠與金屬的接合分為兩類(lèi)，一類(lèi)是間接接合法，即在金屬表面涂上膠粘劑，然后加壓硫化接合在一起，該類(lèi)方法主要適用于各種夾金屬骨架的模型制品，如減展器，油封等制品。但是，這些方法由于需使用接合劑，不僅難以保證接合劑涂覆均勻、不能適用于橡膠與復(fù)雜零部件的接合，而且接合劑多為對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，導(dǎo)致勞動(dòng)條件惡劣。另一類(lèi)是直接接合法，適用于輪胎、膠帶、編織膠管等制品，使橡膠與金屬直接接合并硫化在一起，能夠解決間接接合法存在的環(huán)境污染的問(wèn)題。為提高橡膠與金屬之間的粘接性能，采用鍍黃銅或鍍鎳預(yù)處理后再與橡膠直接硫化，但是，經(jīng)過(guò)電鍍處理后的金屬件，要立即與膠料接合，否則會(huì)因?yàn)榻饘倩螂婂兘饘?鍍銅、鍍鋅等)表面氧化而導(dǎo)致粘合效果不穩(wěn)定。除采用鍍黃銅或鍍鎳的方法之外，還有通過(guò)改性乙丙橡膠橡膠來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)緊密乙丙橡膠/金屬接合件的制備，例如“用丙烯酸鋅改善EPDM與金屬的粘合性能”，橡膠工業(yè)，2004，51(4)209-212(劉莉，辛振祥，張波，魯明誠(chéng)，黃挺)公開(kāi)了一種通過(guò)對(duì)乙丙橡膠膠料添加丙烯酸鋅，來(lái)改善乙丙橡膠與金屬的粘接性能的方法。該方法在乙丙橡膠膠料中添加少量接合增進(jìn)劑，如一些多價(jià)金屬的有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸鹽，雖然可以提高接合效果，但會(huì)改變橡膠材料原先的物理-機(jī)械性能或造成出模困難即粘模的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有橡膠與金屬材料接合方法中的不足，提供一種乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法，在不改變乙丙橡膠橡膠本身物理-化學(xué)性能的前提下，獲得接合緊密的乙丙橡膠/鑄鐵的接合件。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的。
一種乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法，采用三電極工作方式有機(jī)鍍膜，具體步驟及其工藝條件如下步驟一有機(jī)鍍膜(1)電解質(zhì)溶液含有三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽0.5～13mmol/l、支持電解質(zhì)0.25～5mol/l；(2)有機(jī)鍍膜工藝條件為鍍液PH值為8～12，電流密度為0.5～2A/m2，鍍膜時(shí)間為10～50min；(3)經(jīng)過(guò)現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)拋光、除油處理的鑄鐵工件放入到電解質(zhì)溶液中進(jìn)行處理，在鑄鐵工件表面制備出一層致密的功能納米有機(jī)薄膜，其有機(jī)膜層厚度隨電流密度和鍍膜時(shí)間變化在6～25nm范圍內(nèi)可控；電解質(zhì)溶液所用的三氮雜嗪類(lèi)化合物單體結(jié)構(gòu)如下 結(jié)構(gòu)中的R為下列原子之一N，S；結(jié)構(gòu)中的R1和R2可單獨(dú)存在或同時(shí)存在；結(jié)構(gòu)中的R1為下列功能基團(tuán)之一烷基類(lèi)CH3-，C2H5-，C4H9-，C6H13-，C8H17-，C10H21-，C12H25-，C4H9(C2H5)CHCH2-，n-C8H17-，n-C18H37-，iso-C8H17-，iso-C18H37-；稀基類(lèi)CH2＝CHCH2-，CH2＝CH(CH2)8-，CH2＝CH(CH2)9-，C8H17CH＝CHC8H16-；芳基類(lèi)C6H5-，C6H5CH2-，C6H5CH2CH2-；其它H-；結(jié)構(gòu)中的R2為下列功能基團(tuán)之一烷基類(lèi)CH3-，C2H5-，C4H9-，C6H13-，C8H17-，C10H21-，C12H25-，iso-C8H17-，iso-C18H37-，n-C8H17-，n-C18H37-；稀基類(lèi)CH2＝CHCH2-，CH2＝CH(CH2)8-，CH2＝CH(CH2)9-，C8H17CH＝CHC8H16-，C6H11-；芳基類(lèi)C6H5-，C6H5CH2-，C6H5CH2CH2-；其它H-；結(jié)構(gòu)中的M1和M2均為下列原子之一氫、鋰、鈉、鉀。
電解質(zhì)溶液中所用的支持電解質(zhì)優(yōu)選碳酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、亞硼酸鈉、氫氧化鋰其中一種或兩種的混合物。
步驟二乙丙橡膠/鑄鐵接合件的制備將混練好的乙丙橡膠置于已鍍膜的鑄鐵工件表面，嵌入模具中，在130～155℃溫度下保溫3～30min的交聯(lián)條件下，制得接合緊密的乙丙橡膠/金屬接合件。
本發(fā)明特別適用于球墨鑄鐵。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)。
1、本發(fā)明中由于有機(jī)薄膜是通過(guò)三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物中所含的功能基團(tuán)與鑄鐵表面原子反應(yīng)生長(zhǎng)得到，因此該有機(jī)鍍膜得到的鍍層可以作為鑄鐵單獨(dú)的保護(hù)層，也可以作為普通化學(xué)鍍和噴涂的基底；另外，鑄鐵表面的有機(jī)薄膜同乙丙橡膠之間是以交聯(lián)反應(yīng)接合，因而可以獲得接合緊密的乙丙橡膠/鑄鐵的接合件。
2、本發(fā)明由于采用的是電化學(xué)方法，因而能夠?qū)哂胁煌瑯?gòu)型、復(fù)雜形狀的零部件進(jìn)行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)了復(fù)雜零部件與乙丙橡膠的直接結(jié)合，擴(kuò)大了乙丙橡膠/鑄鐵接合件的應(yīng)用范圍。另外，由于乙丙橡膠/鑄鐵之間接合緊密使其具有優(yōu)異的耐熱性能，又不改變橡膠的物理-機(jī)械性能，因而可以廣泛應(yīng)用于鋼絲輪胎等汽車(chē)輪胎、減振和隔震零部件的制備。
3、本發(fā)明涉及的鍍液不含有對(duì)環(huán)境和人類(lèi)身體健康有毒有害成分的特點(diǎn)，無(wú)毒無(wú)害無(wú)環(huán)境污染，屬于環(huán)保型配方。
4、本發(fā)明工藝簡(jiǎn)便、接合件接合緊密，乙丙橡膠/鑄鐵的接合件質(zhì)量穩(wěn)定，易于推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例一用于有機(jī)鍍膜的基板金屬為薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵，本實(shí)施例基板金屬尺寸為30×50×4.5(mm).化學(xué)成分(wt％)為3.71 C、2.35 Si、0.19 Mn、0.044Mg、0.035 Cu、0.025 P和0.006 S。
步驟一有機(jī)鍍膜首先，對(duì)鑄鐵試樣預(yù)先進(jìn)行拋光處理，隨后在溫度為30℃的條件下，于丙酮溶液中超聲波除油30min，再進(jìn)行有機(jī)鍍膜處理，其具體工藝條件和步驟如下1、有機(jī)鍍膜采用三電極工作方式，工作電極為鑄鐵片，輔助電極為不銹鋼薄片，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；2、有機(jī)鍍膜中使用的電解質(zhì)溶液由以下物質(zhì)組成 0.5mmol/l含有上述功能基團(tuán)的三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽，1mol/l亞硼酸鈉，其余為蒸餾水；3、有機(jī)鍍膜條件如下鍍液的PH值為10.8，電流密度為1A/m2，鍍膜時(shí)間為25分鐘，經(jīng)有機(jī)鍍膜后，鑄鐵工件表面所獲得的有機(jī)薄膜的厚度為8.3nm。
步驟二乙丙橡膠/薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵接合件的制備將充分混練的乙丙橡膠置于已鍍有功能納米有機(jī)薄膜的鑄鐵表面上，隨后嵌入鋁制模具中，于145℃下固化7分鐘，制得接合緊密的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件。
對(duì)制得的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件進(jìn)行耐熱性測(cè)試，將接合件放置于溫度為70℃的恒溫箱中，分別放置72小時(shí)和168小時(shí)。結(jié)果如下在20℃恒溫條件下，通過(guò)T-型剝離測(cè)試(拉伸速率為0.83mms-1)來(lái)測(cè)定接合件的90°剝離強(qiáng)度。未經(jīng)耐熱、耐水測(cè)試的剝離強(qiáng)度為8.9kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％；經(jīng)過(guò)72小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為8.1kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％，經(jīng)過(guò)168小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為7.9kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％。測(cè)試結(jié)果表明接合件不但具有優(yōu)異的接合性能，還具有優(yōu)良的耐熱性能以及耐水性能。
實(shí)施例二用于有機(jī)鍍膜的基板金屬為薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵，本實(shí)施例基板金屬尺寸為30×50×4.5(mm).化學(xué)成分(wt％)為3.71 C、2.35 Si、0.19 Mn、0.044Mg、0.035 Cu、0.025 P和0.006 S。
步驟一有機(jī)鍍膜首先，對(duì)鑄鐵試樣預(yù)先進(jìn)行拋光處理，隨后在溫度為30℃的條件下，于丙酮溶液中超聲波除油30min，再進(jìn)行有機(jī)鍍膜處理，其具體工藝條件和步驟如下1、有機(jī)鍍膜采用三電極工作方式，工作電極為鑄鐵片，輔助電極為不銹鋼薄片，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；2、有機(jī)鍍膜中使用的電解質(zhì)溶液由以下物質(zhì)組成 1mmol/l含有上圖所示功能基團(tuán)的三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽，2mol/l氫氧化鈉，其余為蒸餾水。
3、有機(jī)鍍膜條件如下鍍液的PH值為11，電流密度為2A/m2，鍍膜時(shí)間為12分鐘，經(jīng)有機(jī)鍍膜后，鑄鐵工件表面所獲得的有機(jī)薄膜的厚度為19.5nm。
步驟二乙丙橡膠/薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵接合件的制備將充分混練的乙丙橡膠置于已鍍有功能納米有機(jī)薄膜的鑄鐵表面上，隨后嵌入鋁制模具中，于130℃下固化30分鐘，制得接合緊密的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件。
對(duì)制得的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件進(jìn)行耐熱性測(cè)試，將接合件放置于溫度為70℃的恒溫箱中，分別放置72小時(shí)和168小時(shí)。結(jié)果如下在20℃恒溫條件下，通過(guò)T-型剝離測(cè)試(拉伸速率為0.83mms-1)來(lái)測(cè)定接合件的90°剝離強(qiáng)度。未經(jīng)耐熱、耐水測(cè)試的剝離強(qiáng)度為9.3kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％；經(jīng)過(guò)72小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為8.1kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為90％，經(jīng)過(guò)168小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為7.7kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為85％。測(cè)試結(jié)果表明接合件不但具有優(yōu)異的接合性能，還具有優(yōu)良的耐熱性能以及耐水性能。
實(shí)施例三用于有機(jī)鍍膜的基板金屬為薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵，本實(shí)施例基板金屬尺寸為30×50×4.5(mm).化學(xué)成分(wt％)為3.71 C、2.35 Si、0.19 Mn、0.044Mg、0.035 Cu、0.025 P和0.006 S。
步驟一有機(jī)鍍膜首先，對(duì)鑄鐵試樣預(yù)先進(jìn)行拋光處理，隨后在溫度為30℃的條件下，于丙酮溶液中超聲波除油30min，再進(jìn)行有機(jī)鍍膜處理，其具體工藝條件和步驟如下1、有機(jī)鍍膜采用三電極工作方式，工作電極為鑄鐵片，輔助電極為不銹鋼薄片，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；2、有機(jī)鍍膜中使用的鍍液由以下物質(zhì)組成 2.5mmol/l含有上述功能基團(tuán)的三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽，5mol/l亞硼酸鈉，其余為蒸餾水；3、有機(jī)鍍膜條件如下鍍液的PH值為9，電流密度為0.5A/m2，鍍膜時(shí)間為50分鐘，經(jīng)有機(jī)鍍膜后，鑄鐵工件表面所獲得的有機(jī)薄膜的厚度為24.3nm。
步驟二乙丙橡膠/薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵接合件的制備將充分混練的乙丙橡膠置于已鍍有功能納米有機(jī)薄膜的鑄鐵表面上，隨后嵌入鋁制模具中，于155℃下固化3分鐘，制得接合緊密的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件。
對(duì)制得的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件進(jìn)行耐熱性測(cè)試，將接合件放置于溫度為70℃的恒溫箱中，分別放置72小時(shí)和168小時(shí)。結(jié)果如下在20℃恒溫條件下，通過(guò)T-型剝離測(cè)試(拉伸速率為0.83mms-1)來(lái)測(cè)定接合件的90°剝離強(qiáng)度。未經(jīng)耐熱、耐水測(cè)試的剝離強(qiáng)度為8.5kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％；經(jīng)過(guò)72小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為7.9kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％，經(jīng)過(guò)168小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為7.3kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為95％。測(cè)試結(jié)果表明接合件不但具有優(yōu)異的接合性能，還具有優(yōu)良的耐熱性能以及耐水性能。
實(shí)施例四用于有機(jī)鍍膜的基板金屬為薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵，本實(shí)施例基板金屬尺寸為30×50×4.5(mm).化學(xué)成分(wt％)為3.71 C、2.35 Si、0.19 Mn、0.044Mg、0.035 Cu、0.025 P和0.006 S。
步驟一有機(jī)鍍膜首先，對(duì)鑄鐵試樣預(yù)先進(jìn)行拋光處理，隨后在溫度為30℃的條件下，于丙酮溶液中超聲波除油30min，再進(jìn)行有機(jī)鍍膜處理，其具體工藝條件和步驟如下1、有機(jī)鍍膜采用三電極工作方式，工作電極為鑄鐵片，輔助電極為不銹鋼薄片，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；2、有機(jī)鍍膜中使用的電解質(zhì)溶液由以下物質(zhì)組成 3mmol/l含有上述功能基團(tuán)的三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽，2.5mol/l碳酸鈉、1.6mol/l氫氧化鋰，其余為蒸餾水；3、有機(jī)鍍膜條件如下鍍液的PH值為10，電流密度為1.5A/m2，鍍膜時(shí)間為20分鐘，經(jīng)有機(jī)鍍膜后，鑄鐵工件表面所獲得的有機(jī)薄膜的厚度為10.8nm。
步驟二乙丙橡膠/薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵接合件的制備將充分混練的乙丙橡膠置于已鍍有功能納米有機(jī)薄膜的鑄鐵表面上，隨后嵌入鋁制模具中，于140℃下固化13分鐘，制得接合緊密的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件。
對(duì)制得的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件進(jìn)行耐熱性測(cè)試，將接合件放置于溫度為70℃的恒溫箱中，分別放置72小時(shí)和168小時(shí)。結(jié)果如下在20℃恒溫條件下，通過(guò)T-型剝離測(cè)試(拉伸速率為0.83mms-1)來(lái)測(cè)定接合件的90°剝離強(qiáng)度。未經(jīng)耐熱、耐水測(cè)試的剝離強(qiáng)度為9.4kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％；經(jīng)過(guò)72小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為8.7kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％，經(jīng)過(guò)168小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為7.8kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為95％。測(cè)試結(jié)果表明接合件不但具有優(yōu)異的接合性能，還具有優(yōu)良的耐熱性能。
實(shí)施例五用于有機(jī)鍍膜的基板金屬為薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵，本實(shí)施例基板金屬尺寸為30×50×4.5(mm).化學(xué)成分(wt％)為3.71 C、2.35 Si、0.19 Mn、0.044Mg、0.035 Cu、0.025 P和0.006 S。
步驟一有機(jī)鍍膜首先，對(duì)鑄鐵試樣預(yù)先進(jìn)行拋光處理，隨后在溫度為30℃的條件下，于丙酮溶液中超聲波除油30min，再進(jìn)行有機(jī)鍍膜處理，其具體工藝條件和步驟如下1、有機(jī)鍍膜采用三電極工作方式，工作電極為鑄鐵片，輔助電極為不銹鋼薄片，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；2、有機(jī)鍍膜中使用的電解質(zhì)溶液由以下物質(zhì)組成 2.5mmol/l含有上述功能基團(tuán)的三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽，3mol/l亞硝酸鈉，其余為蒸餾水；3、有機(jī)鍍膜條件如下鍍液的PH值為12.4，電流密度為1.3A/m2，鍍膜時(shí)間為40分鐘，經(jīng)有機(jī)鍍膜后，鑄鐵工件表面所獲得的有機(jī)薄膜的厚度為16.5nm。
步驟二乙丙橡膠/薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵接合件的制備將充分混練的乙丙橡膠置于已鍍有功能納米有機(jī)薄膜的鑄鐵表面上，隨后嵌入鋁制模具中，于135℃下固化20分鐘，制得接合緊密的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件。
對(duì)制得的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件進(jìn)行耐熱性測(cè)試，將接合件放置于溫度為70℃的恒溫箱中，分別放置72小時(shí)和168小時(shí)。結(jié)果如下
在20℃恒溫條件下，通過(guò)T-型剝離測(cè)試(拉伸速率為0.83mms-1)來(lái)測(cè)定接合件的90°剝離強(qiáng)度。未經(jīng)耐熱、耐水測(cè)試的剝離強(qiáng)度為8.2kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％；經(jīng)過(guò)72小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為7.6kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％，經(jīng)過(guò)168小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為7.2kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為95％。測(cè)試結(jié)果表明接合件不但具有優(yōu)異的接合性能，還具有優(yōu)良的耐熱性能。
實(shí)施例六用于有機(jī)鍍膜的基板金屬為薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵，本實(shí)施例基板金屬尺寸為30×50×4.5(mm).化學(xué)成分(wt％)為3.71 C、2.35 Si、0.19 Mn、0.044Mg、0.035 Cu、0.025 P和0.006 S。
步驟一有機(jī)鍍膜首先，對(duì)鑄鐵試樣預(yù)先進(jìn)行拋光處理，隨后在溫度為30℃的條件下，于丙酮溶液中超聲波除油30min，再進(jìn)行有機(jī)鍍膜處理，其具體工藝條件和步驟如下1、有機(jī)鍍膜采用三電極工作方式，工作電極為鑄鐵片，輔助電極為不銹鋼薄片，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；2、有機(jī)鍍膜中使用的電解質(zhì)溶液由以下物質(zhì)組成 12mmol/l含有上述功能基團(tuán)的三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽，2mol/l亞硝酸鈉，其余為蒸餾水；3、有機(jī)鍍膜條件如下鍍液的PH值為11.2，電流密度為1.5A/m2，鍍膜時(shí)間為30分鐘，經(jīng)有機(jī)鍍膜后，鑄鐵工件表面所獲得的有機(jī)薄膜的厚度為13.5nm。
步驟二乙丙橡膠/薄壁強(qiáng)韌型球墨鑄鐵接合件的制備將充分混練的乙丙橡膠置于己鍍有功能納米有機(jī)薄膜的鑄鐵表面上，隨后嵌入鋁制模具中，于135℃下固化20分鐘，制得接合緊密的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件。
對(duì)制得的乙丙橡膠/球墨鑄鐵的接合件進(jìn)行耐熱性測(cè)試，將接合件放置于溫度為70℃的恒溫箱中，分別放置72小時(shí)和168小時(shí)。結(jié)果如下在20℃恒溫條件下，通過(guò)T-型剝離測(cè)試(拉伸速率為0.83mms-1)來(lái)測(cè)定接合件的90°剝離強(qiáng)度。未經(jīng)耐熱、耐水測(cè)試的剝離強(qiáng)度為9.3kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％；經(jīng)過(guò)72小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為8.4kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為100％，經(jīng)過(guò)168小時(shí)耐熱性測(cè)試后的接合件的剝離強(qiáng)度為8.1kNm-1，斷裂面橡膠覆蓋率為96％。測(cè)試結(jié)果表明接合件不但具有優(yōu)異的接合性能，還具有優(yōu)良的耐熱性能。
權(quán)利要求
1.一種乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法，采用電化學(xué)方法，其特征在于采用三電極工作方式有機(jī)鍍膜，具體步驟及其工藝條件如下步驟一有機(jī)鍍膜(1)電解質(zhì)溶液含有三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽0.5～13mmol/l、支持電解質(zhì)0.25～5mol/l；(2)有機(jī)鍍膜工藝條件為鍍液PH值為8～12，電流密度為0.5～2A/m2，鍍膜時(shí)間為10～50min；(3)經(jīng)過(guò)現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)拋光、除油處理的鑄鐵工件放入到電解質(zhì)溶液中進(jìn)行處理，在鑄鐵工件表面制備出一層致密的功能納米有機(jī)薄膜，其有機(jī)膜層厚度隨電流密度和鍍膜時(shí)間變化在6～25nm范圍內(nèi)可控；步驟二乙丙橡膠/鑄鐵接合件的制備將混練好的乙丙橡膠置于已鍍膜的鑄鐵工件表面，嵌入模具中，在130～155℃溫度下保溫3～30min的交聯(lián)條件下，制得接合緊密的乙丙橡膠/金屬接合件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法，其特征在于電解質(zhì)溶液所用的三氮雜嗪類(lèi)化合物選自如下單體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)中的R為下列原子之一N，S；結(jié)構(gòu)中的R1和R2可單獨(dú)存在或同時(shí)存在；結(jié)構(gòu)中的R1為下列功能基團(tuán)之一烷基類(lèi)CH3-，C2H5-，C4H9-，C6H13-，C8H17-，C10H21-，C12H25-，C4H9(C2H5)CHCH2-，n-C8H17-，n-C18H37-，iso-C8H17-，iso-C18H37-；稀基類(lèi)CH2＝CHCH2-，CH2＝CH(CH2)8-，CH2＝CH(CH2)9-，C8H17CH＝CHC8H16-；芳基類(lèi)C6H5-，C6H5CH2-，C6H5CH2CH2-；其它H-；結(jié)構(gòu)中的R2為下列功能基團(tuán)之一烷基類(lèi)CH3-，C2H5-，C4H9-，C6H13-，C8H17-，C10H21-，C12H25-，iso-C8H17-，iso-C18H37-，n-C8H17-，n-C18H37-；稀基類(lèi)CH2＝CHCH2-，CH2＝CH(CH2)8-，CH2＝CH(CH2)9-，C8H17CH＝CHC8H16-，C6H11-；芳基類(lèi)C6H5-，C6H5CH2-，C6H5CH2CH2-；其它H-；結(jié)構(gòu)中的M1和M2均為下列原子之一氫、鋰、鈉、鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法，其特征在于電解質(zhì)溶液中所用的支持電解質(zhì)為碳酸鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、亞硼酸鈉、氫氧化鋰其中一種或兩種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及橡膠與金屬材料的粘接方法和表面改性技術(shù)，特別是指一種乙丙橡膠與鑄鐵直接接合的方法。本法采用三電極工作方式有機(jī)鍍膜，電解質(zhì)溶液含有三氮雜嗪類(lèi)有機(jī)化合物鹽0.5～13mmol/l、支持電解質(zhì)0.25～5mol/l；鍍液PH值為8～12，電流密度為0.5～2A/m
文檔編號(hào)B29C65/02GK1951673SQ20061012348
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者康志新, 衷誠(chéng)武, 李元元 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)