專注於膠粘劑的研發製造
橡膠型膠粘劑因其優異的彈性、耐候性和密封性(xìng),廣泛應用於汽車製造、電(diàn)子(zǐ)封裝、工業設備等領域。然而,在應用過程中,氣泡(pào)問題成為影響粘接質量的核心痛點。氣泡(pào)不僅會降低粘接(jiē)強度,導致結構失效,還會引發產品外觀缺陷,增加返工成本。接下來,研泰膠粘劑應用工程師將從原料特性、工藝控製、設備設計三(sān)個維度剖析氣泡成因,並結合行業實踐提出係統(tǒng)性解(jiě)決方案。
一、氣泡產生的核心誘因
(一)原料體係不穩定
揮發分殘留:膠粘劑中的增塑劑(如(rú)鄰苯二甲酸酯類)、操(cāo)作油等低沸點(diǎn)成(chéng)分,在加熱固(gù)化過程中汽化形成氣(qì)泡。例如,配方中添加的(de)分子量低於300的(de)增塑劑(jì),在(zài)120℃硫化溫度下會(huì)快速揮發。
配合劑分(fèn)解:硫脲類促進劑、過氧化物硫化(huà)劑在高(gāo)溫下分(fèn)解產生(shēng)胺(àn)類、硫(liú)化物(wù)氣體。某輪胎企業案例顯示,使用過量DCP(過氧(yǎng)化二異丙苯)導致硫化階段產生0.5-2mm氣泡,產品合格率(lǜ)下降15%。
吸(xī)濕性原料:白炭黑、陶土等填(tián)料吸濕(shī)率可達(dá)10%,未幹(gàn)燥處理直接使用會導致水分汽化。實驗表明,含水率2%的膠料在150℃硫化時,氣泡密度增加3倍。
(二)工藝參數失(shī)控(kòng)
溫(wēn)度梯度失(shī)衡:硫化溫度過高(>180℃)會加速配合劑(jì)分解,溫度過低(<120℃)則導致膠(jiāo)料流動性差,氣體難以逸出(chū)。某電子封裝案例中,溫度偏差±10℃使氣泡發生(shēng)率從3%升至12%。
壓力管理失效:平板硫化(huà)機壓力不足(<10MPa)或加壓時機滯(zhì)後(氣體形成後加壓),會導致氣泡殘留。真空(kōng)硫化實驗顯示,抽真空30秒可使氣(qì)泡減(jiǎn)少70%。
時間匹配錯位:硫化時間過短(未達正硫化點)會(huì)導致欠硫氣泡,時間過長則引發過硫化(huà)降解(如硫磺(huáng)還原(yuán)產生H₂S)。
(三)設備與模具缺陷
排(pái)氣係統失效:模具排氣(qì)槽設計不合理(如胎側部位未開設(shè)0.08mm深蛇形槽),會導致氣體滯留(liú)。某汽車零部件企業改造模具後,氣泡率從(cóng)8%降至1.2%。
設備精度不足:液壓係統(tǒng)泄漏導致壓力波動(誤差>0.5MPa),加熱板溫差>5℃會引(yǐn)發局部過熱(rè)。
環境濕度侵入:生(shēng)產環境濕(shī)度>70%RH時,膠料停放24小時吸濕量(liàng)可達0.8%,硫化時水汽化形成氣泡。

二、係統性解決方案
(一)原料優化策略
配方設計:
選用高沸點增塑劑(如TOTM,沸點380℃)替(tì)代低沸點成分。
添加0.5-2份氧化鈣作為吸濕劑,有效吸收水分(fèn)。
使(shǐ)用Luck H-236流動排氣劑(2-5份),降低(dī)膠(jiāo)料門尼粘度30-50%,提升氣體逸出能力(lì)。
預處理工藝:
膠料停(tíng)放前進行80℃×2h熱煉(liàn),降低揮發分含量。
纖維簾線壓延前120℃烘幹,回潮率控製在<1%。
(二(èr))工藝控製要點
溫度管理:
采用分段升溫:預熱段100℃×5min,升溫段150℃×10min,保溫段165℃×T90(正硫化(huà)時間)。
紅外測溫儀實時監(jiān)控模具溫度,偏差控製在±2℃。
壓力控製:
初始(shǐ)加壓:合模後立即施加(jiā)15MPa壓力,持續30秒排氣。
二次加壓(yā):排氣後升壓至20MPa,保壓至硫化完成。
時間優化:
通過DSC(差示掃描量熱(rè)法)測定膠料硫化曲線,精準確(què)定T90時間。
厚製品采用分(fèn)段硫化:外層165℃×T90,內層155℃×1.2T90。
(三)設(shè)備與模具改進
真空係統應用:
硫化初期抽真空至(zhì)-0.095MPa,持續60秒,排除模具(jù)內空氣。
真空硫化機實驗(yàn)顯示,氣泡密度(dù)從15個/cm²降至2個(gè)/cm²。
模具排氣設計:
在分型麵開設0.05-0.1mm寬排氣槽,深度按膠料流(liú)動(dòng)性調(diào)整(NR膠0.08mm,矽膠0.05mm)。
采用溢料式模具結構,控製溢料量在3-5%。
環境(jìng)控製:
半成(chéng)品存放區安裝除濕機,濕度控製在(zài)50%RH以下。
膠料停(tíng)放區溫度25±2℃,避免陽(yáng)光直(zhí)射。
(四)過程監控與補救
在線檢測:
超聲波檢測儀實時監測膠層內氣泡,靈敏度達0.1mm。
激光輪廓儀檢測膠料(liào)填(tián)充密實度,偏差>5%時報警。
氣泡補救:
局部加熱:對0.5-2mm氣泡進行120℃×5min二次硫化。
機械刺破:用φ0.3mm針頭刺破氣泡(pào),補充膠料後二次加壓。
真空消泡:將含氣泡膠料(liào)置於-0.09MPa環(huán)境30分鍾,氣泡減少80%。

三、技術發(fā)展(zhǎn)趨勢
智能硫化係統:集成(chéng)溫度、壓力、時間三(sān)參數閉環控製,實現硫化過程數字化。
納米排(pái)氣技術:在膠料中添加0.1-0.5%納米二氧(yǎng)化矽,構建三維排氣通(tōng)道。
3D打印(yìn)模具:通過拓撲優化設計排氣結構,排氣效率提升3倍。
AI質(zhì)量預(yù)測:基於機器學習建立(lì)氣泡缺陷預測模型,提(tí)前48小時預警。
橡膠型膠粘(zhān)劑的(de)氣泡控製是係統工程(chéng),需從原料設計、工藝優化、設備升級、過(guò)程監控四個層麵協同改進。通過實施上述解決方案,企業可將氣泡缺陷率控製在0.5%以(yǐ)下,顯著提升產品可靠性和市場競(jìng)爭(zhēng)力(lì)。更多關(guān)於橡膠型(xíng)膠粘劑的應(yīng)用知識請持續關注《研泰(tài)化學官網》~












