专利名称：：一种在硫化过程中实现橡胶材料和金属粘合的方法
技术领域：
：本发明涉及化学工业领域中的橡胶加工工业，即橡胶的配合与加工工艺，具体地说，涉及橡胶材料与金属类骨架在橡胶硫化过程中实现粘合的橡胶配合技术。
背景技术：
：橡胶制品，特别是以减振用途为代表的橡胶制品，大多需要以金属，主要是钢板、弹簧之类，予以增强。此类制品在使用过程中大多要经受不同频率和幅度的往复、扭曲变形，因此作为弹性材料的橡胶与刚性的金属件之间的结合处，也即粘合处十分容易发生疲劳而导致脱胶或破胶。其中的一个典型例子就是机车车辆上使用的减振制品一—弹性旁承，随着机车全面提速和载重量的增大以及耐用寿命要求的进一步提高，原来沿用多年的用以实现橡胶材料与金属骨架在硫化过程中直接粘合"间一甲一白"配合系统已不能满足科技和工业日益发展的需要。所谓的"间一甲一白"粘合体系是由甲醛给予体(六亚甲基四胺，简称HMT)或亚甲基给予体(六甲氧基甲基密胺，简称HMMM)、单体间苯二酚或树脂型间苯二酚以及白炭黑三个组分组成的三元粘合增进体系。其原理主要是利用甲醛或亚甲基给予体与间苯二酚(单体或树脂)反应生成具有高粘合活性的间苯二酚一甲醛树脂，白炭黑能对此粘合过程产生协同作用，进一步提高粘合效果。这个粘合增进体系，从开发至今，在工业上己使用了40余年，效果显著。但是，它的主要缺点也很明显，首先，它在生产和使用过程中有公认的毒性物质一一甲醛释放出来，既危害生产环境，应用在机车上更危害乘客大众。其次，由于"间一甲一白"系统主要是利用间苯二酚一甲醛树脂的粘合活性，其刚性较大，不利于提高粘合的耐疲劳强度，得到的橡胶材料的压縮永久变形也偏大，用作减振制品是不够理想的。
发明内容本发明旨在克服传统的"间一甲一白"粘合增进系统的缺点，提供一种不利用"间一甲一白"系统，因而无甲醛释放之弊端，还能降低橡胶材料之压縮永久变形的在硫化过程中实现橡胶与金属材料粘合的方法。本发明是这样实现的，其特征是，在橡胶材料的配合中采用有机钴盐为粘合增进剂，采用N，N，一间亚苯基马来酰亚胺为粘合助剂。有机钴盐应用于钢丝轮胎，作为橡胶与镀黄铜钢丝帘线的粘合增进剂也已有30余年的历史了，据称使用钴盐能够改善橡胶与镀铜钢丝帘线之间的粘合性能，特别是抗老化、耐湿热等性能。但是对于钴盐用于橡胶与钢板的直接粘合，未见报道。本发明者经大量研究发现，有机钴盐与橡胶常用的硫化改性助剂N,N'—间亚苯基马来酰亚胺(HVA—2)并用能产生协同效应，不但粘合强度高，可与"间一甲—白"粘合增进系统比美，而且胶料的压縮永久变形较之应用"间一甲一白"粘合增进系统明显降低，耐疲劳性能改善，故用于减振橡胶制品尤为适宜。所述的有机钴盐粘合增进剂可以选自环烷酸钴、硬脂酸钴或新癸酸钴中的一种或几种；用量以橡胶原料为100重量份计，为13重量份。用量过少增粘效果不明显，用量过多，对成本不利。从粘合效果来讲，以选用新癸酸钴尤为适宜。本发明主要应用于机车减振制品，即弹性旁承，故作为橡胶材料选用了用于减振方面综合性能最佳的天然橡胶，再并用一定比例的顺丁橡胶，以改善所得橡胶减振件的低温性能，使之能够适应机车在我国北方地区行驶时的要求。这两种二烯烃橡胶的并用比，以重量计，宜为80:20。所述的粘合助剂N,N，一间亚苯基马来酰亚胺在橡胶胶料中的用量，以橡胶原料为IOO重量份计，宜为13.5重量份。采用本发明方法试制的机车用弹性旁承经有关部门试用，满足了机车行驶速度达到120km/h,载重从60吨提高到80吨，使用寿命达到160万km行驶里程的综合要求。更重要的是该产品不释放出有毒的甲醛成分。具体实施例方式下面用实施例对本发明作进一步具体说明，但本发明决不局限于这些实施例。在下面的实例中，胶料配方均以重量份计。胶料的性能均按相应的国家标准测得。实施例14和比较例13按表1所示的配方用开放式炼胶机配制实施例14和比较例l3七种混炼胶，天然橡胶经过塑炼后再按比例混入顺丁橡胶，接着按并用胶一促进剂一补强剂、活性剂、防老剂一粘合增进剂、其余助剂—硫黄的加料顺序混炼，然后，将混炼胶翻炼均匀，压制硫化成试片，进行相应项目测试，结果如表l所示。其中比较例1是不加任何粘合增进剂的空白例，比较例2是采用传统"间一甲一白"粘合增进系统的例子，比较例3是单用有机钴盐的例子。配方中的钴盐是含量为20.5%新癸酸钴(美国RedAvenueChemicalCorp.出品)，粘RS系间苯二酚和硬脂酸的2:1共熔物；粘A是一种甲醛给予体，化学名称N，N，N'，N"-五甲氧甲基-N"-羟甲基三聚氰胺。由表1可见，符合本发明的实施例14，其粘合强度可与传统的"间一甲一白"粘合增进系统比美，但是在压縮永久变形性能方面远优于传统的"间一甲一白"粘合增进系统。至于与不采用任何粘合增进系统的比较例1或仅采用有机钴盐的比较例3比较，本发明在粘合强度上的优势十分明显。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、一种在硫化过程中实现橡胶材料和金属粘合的方法，其特征是，在橡胶材料的配合中采用有机钴盐为粘合增进剂，采用N,N，一间亚苯基马来酰亚胺为粘合助剂。2、根据权利要求1所述的在硫化过程中实现橡胶材料和金属粘合的方法，其特征是，所述的橡胶材料是以天然橡胶和顺丁橡胶为代表的二烯烃橡胶，两者以重量计的并用比为80:20。3、根据权利要求1所述的在硫化过程中实现橡胶材料和金属粘合的方法，其特征是，所述的有机钴盐粘合增进剂选自环烷酸钴、硬脂酸钴或新癸酸钴中的一种或几种;.用量以橡胶原料为100重量份计，为13重量份。4、根据权利要求3所述的在硫化过程中实现橡胶材料和金属粘合的方法，其特征是，所述的有机钴盐是新癸酸钴。5、根据权利要求1所述的在硫化过程中实现橡胶材料和金属粘合的方法，其特征是，所述的粘合助剂N,N，一间亚苯基马来酰亚胺在橡胶胶料中的用量，以橡胶原料为100重量份计，为13.5重量份。全文摘要一种在硫化过程中实现橡胶材料和金属粘合的方法，其特征是，在橡胶材料的配合中采用有机钴盐为粘合增进剂，采用N，N’-间亚苯基马来酰亚胺为粘合助剂。采用本法橡胶与金属的粘合强度可与“间—甲—白”系统比美，胶料的压缩永久变形性能改善。文档编号C08K5/09GK101311204SQ200710041279公开日2008年11月26日申请日期2007年5月25日优先权日2007年5月25日发明者伟吴申请人:上海橡胶制品研究所