Page 42 - 《橡塑智造与节能环保》2024年6期

技术与装备

高表面性能EPDM胶料：一种无需表面处理

即可解决EPDM粘接问题的新方法

三元乙丙橡胶（EPDM）材料由于其饱和的骨架 38～50dyn/cm范围内的表面性能适用于MSE基
结构而具有各种有趣的性能：例如，在恶劣环境中的 材，例如聚碳酸酯、聚酯、尼龙、丙烯腈-丁二烯-苯
高稳定性、有较宽的温度范围、合适的弹性和强度、 乙烯（ABS）和丙烯酸。最后，表面性能低于37 dyn/
良好的耐热性和耐候性以及热性能。上述性能加上低 cm的材料属于LSE的范畴。广泛使用的LSE基材包括
成本，使三元乙丙橡胶在不同领域得到广泛应用，如 EPDM橡胶、NBR橡胶、SBR橡胶、聚乙烯、聚乙烯
型材、软管、电缆密封件、屋顶膜、汽车和建筑门窗 醇（PVA）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）和聚丙烯。例
密封件、灌溉系统覆盖物、供水系统垫圈等。然而， 如，像铝或铜这样的金属具有更高的临界表面性能，
高惰性、低表面性能和低润湿性是三元乙丙橡胶在许 并且比EPDM橡胶这样的基材更容易润湿。表1提供了
多需要与其他材料粘合的应用中的巨大缺点。大多数 一些最广泛使用的聚合物基材的表面性能值。
反应性粘合剂，如环氧树脂或聚氨酯，在没有对其表 表1 各种聚合物的表面性能
面进行处理的情况下，不能为EPDM提供足够的粘合 基底 表面性能（dyn/cm）
聚四氟乙烯 18
强度。 天然橡胶 25
乙烯丙烯二烯橡胶 25
在粘合理论中，“润湿”一词是指粘合剂可以紧密
聚丙烯 29
接触并扩散到待粘合材料（基材）上的容易程度。任 苯乙烯-丁二烯橡胶 29
聚乙烯 31
何给定基材的润湿程度可归因于基材和粘合剂的表面
丙烯腈-丁二烯橡胶 36
张力或临界表面性能。为了产生良好的润湿性，粘合 聚苯乙烯 35-37
聚甲基丙烯酸甲酯 39
剂的表面性能必须低于基材的表面性能。与能量较低 聚氯乙烯 39
的基材相比，表面性能较高的基材更容易润湿。评估 聚对苯二甲酸乙二醇酯 41-47
聚碳酸酯 46
表面是否能有效润湿的一个好方法是在表面喷洒蒸馏
水，并测量水珠与表面之间的接触角。接触角和表面
如果基材表面不比油墨、粘合剂或粘接剂的表
润湿性之间的关系如图1所示。
面性能高大约10dyn/cm，那么粘合剂将不能充分地
铺展。表面性能为38-45dyn/cm的聚氨酯粘合剂和40-
50dyn/cm的环氧树脂粘合剂是三元乙丙橡胶粘合剂中
的两种常用类型。然而，未经表面处理的三元乙丙橡
胶（EPDM）基材的表面性能较低，仅为25-30 dyn/
cm，这对这些粘合剂的润湿性提出了严峻的挑战。图
图1 表面性能对接触角和润湿性能的影响 2 显示了聚氨酯/环氧树脂粘合剂在不同基材中的润湿
示意图。
为了获得良好的附着力，粘合剂应完全润湿基
表面处理是提高普通弹性体表面性能的主要方
材，且不形成任何滴落。它必须能够在固体表面扩散，
法，如天然橡胶、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯、腈、
排出表面的空气。根据表面性能，基底可大致分为三
硅树脂等。科学文献和专利中的出版物列出了不同的
组：高表面性能（HSE）、中表面性能（MSE）和低表
面性能（LSE）。铜、铝和不锈钢等金属具有250-1103 表面处理方式，包括化学（卤化、添加剂、蚀刻和氧
化）、光化学（氧化和非氧化降解、卤化和光接枝）
dyn/cm的高表面性能，是很受欢迎的HSE基材。
和物理（电晕放电、火焰、等离子体、电子和离子束

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