橡胶密封件静电植绒缺陷原因与影响因素
摘要：静电植绒是利用高压静电场在基体表面栽植短纤维的技术，植绒密封件具有耐磨、阻燃、隔音等特点。本文通过分析密封件静电植绒的工序，植绒缺陷及原因以及影响静电植绒质量的因素，得到橡胶密封件的静电植绒的最佳工艺参数及要求为：（1）刷胶前零件的表面温度须控制在60～70℃，表面不允许有水；（2）使用前胶液须摇匀处理，使用时搅拌转速控制在30～40转/分；（3）绒毛细度3.3D、含水率为35～46%的工艺性能最佳；（4）固化温度控制在200～240℃，固化时间3～4分钟，固化效果最佳。
关键词：橡胶密封件静电植绒工艺参数工序
橡胶密封件作为汽车门窗内饰件，起着密封、防止灰尘和雨水进入车内、降低噪音等作用[1-2]。为了使玻璃导槽密封条、内外水切密封条（如图1）更加密封以及良好地滑动，通常会在这些橡胶密封件表面做静电植绒处理，将绒毛长度为0.5～0.7毫米短纤维（图1中的紫红色部位），垂直固定在涂有粘结剂的基材上，使得基材表面具有一定的短绒毛[3-4]。本文通过分析密封件静电植绒的工序，植绒缺陷及原因以及影响静电植绒质量的因素，得到橡胶密封件的静电植绒的最佳工艺参数及要求，用于指导实际生产。
1橡胶植绒要素
橡胶植绒主要有三要素，分别为绒毛、胶水和基材，如图2。
1.1绒毛
绒毛材料可分为棉纤维、粘胶纤维、腈纶、尼龙和聚酯纤维等，根据用途可选用不同的纤维。常用绒毛材料尼龙的吸潮率为6%，聚酯纤维的吸潮率为1%，聚酯纤维比尼龙具有极低的回潮率。绒毛整齐度影响表观质量，如果长度不齐，会破坏垂直植入，造成斑点。
1.2胶水
在一定的粘度范围内，胶水容易涂布。胶水涂布效果（如图3）与很多因素有关，如胶水粘度，粘度范围窄有利于施工均匀；表面张力小，对基材和绒毛有良好润湿性；足够的暴露时间，保证绒毛植入胶浆层，它取决于溶剂蒸发速率和周围环境温度；胶水具有理想的固化速率和活性期。
1.3橡胶基材
橡胶基材是主链饱和的非极性橡胶，表面的惰性使其粘结困难，需要选择合适的配合剂。如配方中的软化剂，若在高温时渗出会影响强度；胺类和石蜡会严重影响胶浆与硫化胶表面的粘结作用。
2静电植绒工序
密封件的静电植绒不是一个简单涂刷过程，而是一个多道工艺协调的过程，静电植绒工序见图4。
3静电植绒缺陷及原因
评价静电植绒质量的指标有植绒密度，绒毛朝向，绒毛“弹性”等。如果绒毛排列基本都是垂直的，则密度佳，绒毛长度与胶浆层厚度比例正确，植绒质量应评为良好。若绒毛排向不一致，密度不高，则评为质量差，如图5。引起植绒质量问题的植绒层的缺陷及产生的原因如表1。
4影响静电植绒质量的因素
4.1植绒表面温度与水分
表面需植绒的基材刷胶前的表面温度和表面水分直接影响胶液与基材的结合质量。基材在涂胶前须进行冷却处理，同时控制表面水分。经多次试验表明：基材冷却处理不能用常规的过水冷却方式，必须采用喷雾冷却+风环吹风冷却方式，控制表面温度在60～70℃时，胶液与基材的结合质量最佳。
4.2胶液状态
由于植绒胶液在使用过程中容易沉淀，影响涂胶效果，在使用前需要进行摇匀，使用过程中需要不断搅拌。搅拌速度不能过慢，过慢达不到搅拌效果；也不能过快，过快影响涂料进胶流量。经大量试验证明：搅拌速度控制在30～40转/分钟，搅拌效果最佳。
4.3植绒规格（细度、长度）
绒毛是决定植绒产品价值的关键，需要根据植绒产品的使用场合确定合适的规格及性能指标。绒毛细度一般用旦尼尔D表示，设一段纤维长度为L（米），重量为g（克），则细度D=9000g/L。绒毛越细，摩擦系数越低，但太细加工困难。汽车密封条用植绒绒毛对长度有一定要求，绒毛长度过短不能满足摩擦要求，过长容易发生卷曲。综合考虑各方面因素（加工成本、顾客反馈等）得出：规格为3.3D×0.5-0.7的绒毛综合性能最佳。
4.4绒毛含水率
从图6看出，绒毛规格确定后，绒毛的主要性能：导电性、分散性、飞翔性都与绒毛含水率有关。因此，可以通过控制绒毛含水率来综合控制绒毛的性能指标。规格为3.3D×0.5的绒毛（尼龙或者聚氨酯），含水率为35～46%时，其综合性能最佳。
4.5固化温度与时间
产品植绒后，需要在一定的温度条件下，经过一定时间，将植绒胶液充分固化，使绒毛与基材牢固地结合起来。固化温度、时间需要考虑各方面因素。固化时间过长，影响生产效率，并绒毛烤焦。固化温度过高，容易将绒毛烤焦；温度过低，不能在特定时间内使胶液固化。综合考虑各方面因素（挤出速度、设备条件等）得出，固化温度控制在200～240℃，固化时间3～4分钟时，固化效果最佳。
本文通过分析汽车密封件静电植绒的工序，植绒缺陷及原因以及影响静电植绒质量的因素，认为橡胶密封件的静电植绒的最佳工艺参数及要求为：
（1）刷胶前零件的表面温