丙烯酸酯ACM

丙烯酸酯橡胶(ACM)的配方及工艺

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丙烯酸酯橡胶(ACM)的配方及工艺

发布日期:2018-10-17 作者: 点击:

丙烯酸酯橡胶(ACM)具有优异的耐油、耐热、耐臭氧、抗紫外线等性能,从20世纪60年代末开始,随着高速汽车的发展而在美国、日本等工业先进国家获得较为广泛的应用。


近年,随着我国汽车工业、摩托车工业、电力工业的快速发展以及进口车辆、机具的增多,对ACM的需求已越来越大。据国家机械工业局规划发展司介绍,国产汽车中采用ACM的车种为12种,2000年汽车装车和维修需要ACM5000t。电力行业现在也已经逐步使用ACM代替NBR制造变压器的密封件,以提高


使用寿命。特别是现在国内的电网改造给


ACM提供了较大的市场,使ACM的应用快速增长。很多行业已逐步采用ACM替代NBR以提高制品的性能,或替代价格昂贵的氟橡胶以降低成本,或与氟橡胶并用以改善加工性能。


为了满足国内市场对ACM的需求,国家有关部门已将ACM列入了积极发展的品种之列,一些科研院所和大专院校等都加入到这一领域进行研究和技术开发,研究成果报道增多,给ACM的应用打下了一定的理论基础。


从80年代末开始,国内先后建立了几套ACM工业化生产装置,部分满足了国内市场的需求。ACM的配合和加工具有特殊性,各厂家生产的ACM具有不同的配合和加工要求,给ACM的推广应用造成一定难度。我国的橡胶制品企业多为中小型企业,技术力量薄弱,也影响了ACM的推广应用。


为了使ACM在我国尽快得到推广应用,解决好配合加工中的技术问题成为当前一项迫切任务。为此,我们将所了解的用户在实际应用中遇到的配合技术问题进行了分析探讨,现介绍如下。


1 ACM配合中的常见问题及产生原因


在ACM胶料的配合中,比较常见的技术问题主要有:①胶料性能不稳定;②拉伸强度太低;③压缩永久变形和扯断永久变形大;④回弹性差,有的胶料硫化后近似于硬质塑料;⑤耐磨性差;⑥耐高温老化性差;⑦浅色胶料难以配合和硫化,彩色制品在硫化时变色。

丙烯酸酯ACM

出现上述问题的原因是多方面的,主要影响因素有以下几点:


(1)生胶质量低或不稳定


生胶质量低或不稳定是影响胶料性能的最重要原因。合成时如果生胶的平均相对分子质量控制不当或相对分子质量分布不合适,均可导致胶料质量低劣。不同批次生胶的相对分子质量和相对分子质量分布波动是很正常的,不可能不产生波动,但如果波动幅度过大,则会导致胶料性能的大幅波动。这种生胶自身的缺陷仅靠调整配合工艺来纠正或调节是无济于事的。


(2)胶料与相应的配合要求脱节


世界上生产ACM的厂家因所用原材料的品种及比例不同,合成的工艺条件不同,使得产品结构存在一些差异。各厂家均针对自己的产品特点开发了比较适用的配方,并在其宣传资料或样本中公布。这些配方往往针对性较强,通用性不高。如果把不同厂家之间的产品和配方简单地交叉使用,效果可能不好。


(3)胶料与配合助剂不配套


国外针对ACM开发了一些专用硫化剂、防老剂、增塑剂等配合助剂,采用这些助剂较易达到调节胶料性能的作用。而国内缺乏这些特性产品,代用品有时效果相差很大,难以配合出符合高要求的胶料。


(4)助剂或原辅材料的质量差异


ACM所应用的某些助剂或原辅材料因规格、型号、产地等不同而在性能上存在较大差异,这种差异直接影响胶料的性能。例如国内常用的普通硫黄和硫化剂的活性(或有效成分)低于部分进口产品,同等用量的效果差别很大,常因硫化程度低而影响胶料的性能。


在浅色制品中,因所用白炭黑的生产厂家或批号不同,而使胶料性能差异很大,这主要是由于白炭黑的酸碱度不同和微观结构的差异造成的。酸碱度影响了硫化剂着色剂的效果,许多用户因对此缺乏了解,遇到问题无法解决。


(5)ACM选型不当


不同规格型号的ACM在性能上有较大差别。在应用中如果选型不当,可能造成胶料的一些性能“过剩”或“不足”。低温环境下使用的胶料如果选用耐热型ACM,则胶料在-20℃以下无法使用。相反,在对低温性能要求不高的情况下选用耐寒ACM,则既降低了胶料的耐热和耐油性,又增加了使用成本。


(6)ACM自身存在缺陷


任何一种橡胶在应用性能上都有局限性,ACM也不例外。ACM在常温下回弹性差(但随温度升高回弹性增大,这对于油封材料是极有利的),压缩永久变形较大,耐磨性和强度低于NBR,活性氯型产品对模具有腐蚀性,易焦烧且硫化时不易熟化。在配合中要完全克服这些缺陷可能性不大,但通过适当的配合可减少这些缺陷。


2 解决配合问题的基本措施和方法


严格控制生胶质量


目前市场上销售的ACM无论是进口产品还是国产产品均存在较大的质量差异,因此应选择信誉较高的正规生产厂家的产品,并对进厂的每批ACM进行实测,这是防止购入劣质胶的最有效方法。


补强填充剂的选择


ACM不宜使用酸性补强填充剂,如槽法炭黑、气相法白炭黑等,必须使用中性或偏碱性填充剂。


常用的炭黑有:高耐磨炭黑、快压出炭黑、半补强炭黑和喷雾炭黑等,其中高耐磨炭黑和快压出炭黑的补强效果较好,胶料硬度较高,但回弹性较差,压缩永久变形较大。半补强和喷雾炭黑补强效果稍差,但胶料的回弹性较好,压缩永久变形小。可以将不同品种的炭黑配合使用,以调节胶料的性能指标。


浅色制品可用中性或偏碱性的沉淀法白炭黑、绢英粉、碳酸钙、滑石粉、陶土和硅藻土等作为填充剂,其中白炭黑的补强效果较好,其余品种均较差,一般只起惰性填料的作用。


在使用白炭黑时,应重视白炭黑的酸碱度和不同微观结构对胶料性能造成的重大差异,这是浅色胶料难配合的最主要原因。白炭黑是无机物,与橡胶在结构及形态方面差异较大,致使白炭黑与ACM在成型后不易牢固地结合在一起,因而补强效果不好。为了克服这一问题,可以加入硅烷偶联剂以提高界面的结合强度。常用的硅烷偶联剂有KH2550和Si69等,用量一般为0.15~3.10份。随着硅烷偶联剂用量的增大,胶料的强度和硬度增大,扯断伸长率和回弹性降低。用硅烷偶联剂处理白炭黑时,应注意分散均匀,最简便的方法是将硅烷偶联剂加入白炭黑中迅速搅拌,然后装入塑料袋中密封(或直接在袋中混合),利用硅烷偶联剂与白炭黑作用时放出的热使其挥发扩散而达到均匀的目的。密闭存放24h后再使用较为合适。


在配制彩色胶料时,应选择中性或偏碱性的颜料。酸性颜料易与硫化剂发生作用而失效,同时对硫化效果有不良影响。ACM的硫化温度为180℃甚至更高,有些有机颜料在如此高温下易分解,因而不宜使用。常用的颜料有铁红、铁黄、群青和酞青兰等。


为了增强胶料的耐磨性,可加入石墨粉、二硫化钼、碳纤维等润滑性填料。其中碳纤维用量为5~10份时还可起到提高胶料拉伸强度和耐热老化性的作用,但应用成本较高。石墨用量为5~30份,用量过大将影响胶料与骨架材料的粘合性。二硫化钼用量为1~5份,用量过大将对硫化产生不利影响。


炭黑补强胶料的性能明显优于白色填料,有些用户忽视了这一特点,较多地配制彩色胶料,这是不可取的。但白色配合是未来的发展趋势,应引起国内厂家的重视。


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关键词:丙烯酸酯ACM,丙烯酸酯ACM的配方及工艺

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