[发明专利]氟硅橡胶与金属粘结用胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业领域中的橡胶制品行业和胶粘剂行业，具体 地说，涉及一种用于热硫化型氟硅橡胶在硫化过程中与金属材料实现 粘结的胶粘剂及其制备方法。

背景技术

氟硅橡胶是一种以硅氧烷(SI-O-Si)为主链，侧链中引入氟 代烷基或氟代芳基的一类弹性体，由于后者的引入，这种橡胶不仅具 有硅橡胶所特有的许多优异性能，如：优越的耐高、低温性能、良好 的柔韧性，而且它还兼有氟橡胶那样的杰出的耐油性和耐各种化学药 品性能。特别值得一提的是，这种橡胶材料对于石油基的各种燃料、 润滑油、液压油以及某些合成油，不论在常温，还是在高温下都具有 极佳的稳定性。因此，它在现代航天、航空、汽车、运输、机电等领 域，应用范围日趋扩大，特别是作为皮碗、油封之类密封制品，有着 其它材料不可替代的重要价值。

众所周知，用作机械配件的橡胶制品需要用金属骨架材料加以增 强。这时，橡胶与金属必需实现牢固的粘合。但是，以聚硅氧烷作为 主链的氟硅橡胶从本质上讲是一类不容易粘合的表面自由能很低的 表面惰性弹性体，加上其侧链上有含氟基团(主要是三氟丙基)引入， 会对甲基、硅氧键产生屏蔽作用，更进一步增加了氟硅橡胶粘合的难 度。在已有技术中，对于氟硅橡胶与金属材料的粘结，一般是选用适 当的硅烷偶联剂作为表面处理剂，来增进粘结效果，例如美国专利 USP 4537815所述，但是，以硅烷偶联剂作为表面处理剂的方法存在 一个致命的缺点，那就是硅烷偶联剂的不稳定性，它极易水解，故表 面处理的环境对粘结效果有着极大的影响，必须在低湿度的环境中进 行处理，而且处理后必须马上进行粘结作业，不然就会导致粘结质量 的波动，此外，配制好的处理剂必需严格密封保存，一不小心，就会 失效，故难以在工厂批量生产的环境中采用此方法。目前，市场上也 有一些可用于氟硅橡胶与金属粘结的胶粘剂出售，如Chemlok 608等， 但是，其粘结效果不够理想，性能也不稳定，特别是在耐热、耐油或 耐介质等作为氟硅橡胶特色的一些性能方面，不能达到与氟硅橡胶材 料本身等同的水平，使制成的产品适用面受到一定限制。

发明内容

为克服现有技术对于氟硅橡胶与金属粘结工艺的诸多不足，本发 明旨在提供一种热硫化氟硅橡胶在硫化过程中实现与不同金属材料 进行粘接的胶粘剂。它不但性能稳定可靠，而且能用于氟硅橡胶与铜、 钢、铝等多种常用金属的粘接。得到的粘合强度稳定，粘结部分具有 与氟硅橡胶材料本身相当的耐热、耐油、耐介质等优良性能。

本发明的另一个目的是提供一种上述胶粘剂的制备方法，其工艺 简便，无需专门设备，所用溶剂毒性低，得到的胶粘剂性能稳定，质 量可靠，也不必担心所用偶联剂水解变质的问题。

本发明是这样实现的，所述的胶粘剂的特征在于，它的组成以重 量百分率计，包括下列组分：

A、氟硅橡胶混炼胶                    20～35；

B、含过氧基团的硅烷偶联剂            5～10；

C、含烯烃官能团的硅烷偶联剂          15～20；

D、酮性溶剂                          20～30；

E、酯性溶剂                          20～40。

上述配合中的A组分就是一般工业上常用的氟硅橡胶混炼胶，根 据相似材料容易相容互粘的原理，该混炼胶最好具有与所要制备的制 品所用的氟硅橡胶混炼胶具有相似的组成，此类混炼胶通常是以 Si-O-Si为主链，侧链引入氟烷基或氟芳基的线性聚合物，添加经硅 氮烷处理的补强剂(20～30％)及过氧化物类硫化剂(0.5～1％)而成。

所述的组分B具有如下的化学结构通式：

R¹-Si-(OO-R²)₃

式中：R¹为甲基或乙烯基；

R²为特丁基。

具体产品举例如：甲基三(特丁基过氧)硅烷和乙烯基三(特丁 基过氧)硅烷。

所述的组分C具有如下的化学结构通式：

R³-Si-R³