一种高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及减震金属

【技术实现步骤摘要】
一种高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂及其应用


[0001]本专利技术涉及减震金属
‑
橡胶粘合
，具体涉及到一种高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂及其应用。

技术介绍

[0002]目前，橡胶与金属的粘接制品被广泛应用于减隔震和密封用途，既保持了金属的刚性，又兼顾了橡胶的弹性，完美了匹配这些应用场景。橡胶金属粘合剂在汽车配件、板式支座、隔震支座、橡胶履带、码头护舷等行业有着工业味精的美称。
[0003]隔震支座是指结构为达到隔震要求而设置的支承装置，是在上部结构与地基之间增加隔震层，安装橡胶隔震支座，起到与地面的软连接，通过这样的技术，可以把地震80％左右的能量抵消掉。例如叠层橡胶支座(或称隔震橡胶支座、夹层橡胶垫等)。它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件，可承受大的水平变形，可作为承重体系的一部分。由于民用建筑检修频率低，更换难度大，相应的对支座的耐久性要求就更高，理论上讲和建筑同寿命为宜，这同样对粘合剂提出了要求。而传统的用于隔震支座上粘合橡胶和金属的粘合剂在极限剪切作用力下的变形能力较弱，往往在震动时产生的剪切力下发生胶层的断裂，使隔震支座失去隔震和减震的作用。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂，通过采用特定的改性橡胶在体系中起到强化交联和增韧的作用，使最终的粘合剂成品有更好的柔性，更优的耐久性，用其粘接制作的隔震支座使用寿命更长。
[0005]具体的，本专利技术的第一方面提供了一种高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂，其原料包括如下质量百分比的组分：
[0006][0007][0008]所述改性橡胶是含氮化合物改性的反应型橡胶。
[0009]进一步的，所述高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂的原料包括如下质量百分比的组分：
[0010][0011]所述改性橡胶是含氮化合物改性的反应型橡胶。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述含氮化合物改性的反应型橡胶的原料包括含氮化合物和橡胶基础材料；优选的，将橡胶基础材料与含氮化合物在液相中反应制备得到所述改性橡胶组分。
[0013]进一步的，所述含氮化合物包括但不限于硝基苯、亚硝基苯、对硝基甲苯、对亚硝基甲苯、对二亚硝基苯、间二亚硝基苯、邻二亚硝基苯、对苯醌二肟中的一种或多种。
[0014]进一步优选的，所述含氮化合物选用含有肟基团的化合物；进一步的，所述含氮化合物为对苯醌二肟(CAS：105
‑
11
‑
3)。
[0015]作为一种优选的技术方案，所述橡胶基础材料为端羟基橡胶材料和/或端环氧基橡胶材料。
[0016]进一步的，所述端羟基橡胶材料和端环氧基橡胶材料选自端羟基丁腈橡胶、端环氧基丁腈橡胶、端羟基丁基橡胶、端环氧基丁基橡胶、端羟基氯丁橡胶、端环氧基氯丁橡胶中的一种或多种。
[0017]进一步的，所述含氮化合物的质量含量占所述含氮化合物和橡胶基础材料质量总和的至少20％。
[0018]进一步的，所述含氮化合物的质量含量占所述含氮化合物和橡胶基础材料质量总和的至少25％。
[0019]优选的，所述含氮化合物的质量含量不高于所述含氮化合物和橡胶基础材料质量总和的40％。进一步的，所述含氮化合物和橡胶基础材料的质量比例可以为8:2、7:3、6:4等。
[0020]进一步优选的，所述含氮化合物的质量含量占所述含氮化合物和橡胶基础材料质量总和的25～35％。
[0021]作为一种优选的技术方案，所述改性橡胶的制备方法包括如下步骤：
[0022]将橡胶基础材料加入到苯类溶剂中，搅拌溶解得到固含量为30～40w％的橡胶溶液，然后将橡胶溶液加入到反应釜中，用氮气置换反应釜内的空气，并加入所述含氮化合物，在55～70℃下反应4～8小时，然后升温至75～85℃处理20～45min，然后降至室温，过滤即得。
[0023]本专利技术中，其中的苯类溶剂可以包括但不限于甲苯、二甲苯等。
[0024]进一步的，所述改性橡胶的含量至少占所述高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂材料的10wt％；进一步的，其含量至少为12wt％；进一步的，其含量至多为20wt％；进一步的，其含量至多为18wt％。
[0025]申请人发现在隔震支座的应用场景下，市面上的传统胶黏剂产品制作的隔震支座
极限剪切变形一般在400～450％之间，而且由于面涂剂和橡胶基材之间的粘结强度弱于橡胶基材的强度，或者粘接界面的强度弱于橡胶本体强度，因此在进行极限剪切形变测试时，破坏面绝大部分在面涂胶粘剂和橡胶的粘接界面上，从而使隔震支座的应用受到一定的限制。而申请人在完成本专利技术的过程中发现，通过采用适量的含氮化合物改进得到的改进橡胶能够在显著改善面涂剂在极限剪切作用下的变形结果，使之能够发生更大的变形，在更强作用力下依然保持减震和隔震的功效。与此同时，在发生破损时能够实现橡胶和面涂剂之间的界面保持完整，由橡胶材料处撕裂破损的结果。申请人推测，上述特定反应型改性橡胶组分的加入，使面涂剂组分保留橡胶的柔性和弹性的前提下，在体系中引入羟基、残留环氧基团等活性基团，这些活性基团使面涂剂在粘合金属和橡胶基材时能够通过底涂剂等额外组分的作用下，渗透进橡胶基材内部，并与橡胶基材中的相关基团反应，或者渗透进橡胶基材内部后与面涂剂中的其它结构进行反应，形成密集的交联网络，将橡胶基材的表面包覆起来，从而使粘结面更加柔韧的前提下，还能进一步改善粘结强度，使粘接界面的强度大于橡胶本体强度，从而在使用过程中实现“橡胶不坏，粘接不损”的最大极限形变。
[0026]然而申请人发现，所述改性橡胶中含氮化合物的含量也不能太高，同时改进橡胶在面涂剂原料中的用量要适当，否则显著影响面涂剂在进行极限剪切实验时的变形率。具体的，申请人发现当改性橡胶组分中采用的含氮化合物含量低于20wt％(占所述含氮化合物和橡胶基础材料质量总和的百分比)时，对面涂剂极限剪切变形的结果影响不明显，而当其含量超过40％时，面涂剂的极限剪切变形量也开始下降，虽然依然能保持橡胶基材部分的撕裂，粘结面的完整，但是其极限剪切变形量远不如含氮化合物含量在25～35％范围内的结果。此外，在确定上述改进橡胶中含氮化合物的含量的前提，并非改性橡胶的含量越高面涂剂性能越好。申请人发现当改进橡胶的含量高于20％后会在一定的程度上降低面涂剂的极限剪切变形量，而同样的，当其含量少于12，尤其是少于10％时面涂剂的极限剪切变形量也一样提升较少，远远不如其含量为12～18wt％范围内的方案结果尤其是在使用的成膜剂时氯含量1.26
±
0.08、门尼粘度为38
±
5的氯化丁基橡胶，功能橡胶为乙烯缩丁醛含量68
‑
80％的聚乙烯醇缩丁醛时，上述结果尤为明显。申请人推测，当改进橡胶中的含氮化合物量过高，或改进橡胶在面涂剂中的含量过高时，都可能会引起面涂剂与橡胶基材粘结过程中的交联密度过高，甚至使粘结界面中的胶层变脆，引起其变形量不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂，其特征在于，其原料包括如下质量百分比的组分：所述改性橡胶是含氮化合物改性的反应型橡胶。2.根据权利要求1所述的高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂，其特征在于，所述含氮化合物改性的反应型橡胶的原料包括含氮化合物和橡胶基础材料；所述含氮化合物选自硝基苯、亚硝基苯、对硝基甲苯、对亚硝基甲苯、对二亚硝基苯、间二亚硝基苯、邻二亚硝基苯、对苯醌二肟中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂，其特征在于，所述橡胶基础材料为端羟基橡胶材料和/或端环氧基橡胶材料。4.根据权利要求3所述的高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂，其特征在于，所述端羟基橡胶材料和端环氧基橡胶材料选自端羟基丁腈橡胶、端环氧基丁腈橡胶、端羟基丁基橡胶、端环氧基丁基橡胶、端羟基氯丁橡胶、端环氧基氯丁橡胶中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的高耐久性的柔性橡胶金属粘合面涂剂，其特征在于，所述含氮化合物的质量含量占所述含氮化合物和橡胶基础材料质量总和的至少20％；优选的，其质量含量不高于所述含氮化合物和橡胶基础材料质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟震，范一泓，
申请(专利权)人：上海普力通新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：