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原来丙烯酸酯橡胶的胶料配合需要这些成分组成?

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原来丙烯酸酯橡胶的胶料配合需要这些成分组成?

发布日期:2019-05-29 作者:丙烯酸酯ACM 点击:

       丙烯酸酯橡胶的耐老化、耐热性能优良,与一般橡胶相比,通常的使用温度较高,在这种较高的温度下,防老剂的防护作用往不甚显著,通常不需加防老剂。另外,因丙烯酸酯橡胶制品基本上是在与耐油接触的条件下使用,软化剂在使用过程中会产生挥发、抽出、移栖现象,所以通常不宜采用。这样配方仅包括硫化剂、补强剂、操作助剂。

(1)硫化剂

ACM的硫化剂要根据引入聚合物的官能团来确定,ACM的共聚单体可分为主单体、低温耐油单体和硫化点单等三类单体。主单体,常用的有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯等;低温耐油单体,主要有丙烯酸烷氧醚酯、丙烯酸甲氧乙酯、丙烯酸聚乙二醇甲氧基酯、顺丁烯二酸二甲氧基乙酯等;硫化点单体,目前工业化应用的主要有含氯型的氯乙酸乙烯酯、环氧型甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油酯、双键型的3-甲基2-丁烯酯、亚乙基降冰片烯、酸型的顺丁烯二酸单酯或衣糠酸单酯等。

目前市场上销售的ACM产品主要是活性氯型产品,常用的硫化剂组成的硫化体系如下。①皂/硫黄并用硫化体系。该体系特点是工艺性能好、硫化速率较快,胶料的贮存稳定性好,但是胶料的热老化性稍差,压缩水久变形较大。常用的皂有硬脂酸钠、硬脂酸钾和油酸钠。②N,N二亚肉桂基-1,-已二胺硫化体系。采用该体系的硫化胶的热老化性能好,压缩水久变形小,但是工艺能稍差,有时会出现粘模现象,混炼胶贮存期较短,硫化程度不高,一般需要二次硫。③TCY(1,3,5-三巯基-2,4,6-均三嗪)硫化体系。该体系硫化速率快,可以取消二段硫化,硫化胶热老化性好,压缩水久变形小,工艺性能一般,但对模具腐蚀性较大,混炼胶的贮存时间短,易焦烧。

环氧型ACM常采用多胺、有机羧酸铵盐、二硫代甲酸盐、季铵盐/脲硫化剂。为了提高反应速率,改善反应选择性,可采适当的促进剂,如各种路易氏碱或酸等都是有效的。采取多胺或二氨基甲酸盐类硫化体系,胶料的焦烧时间短。使用有机羧酸铵类体系,虽然抗焦烧能力得到改善,但是硫速率较慢,而采用邻苯二甲酸酐/咪唑、胍硫黄的硫化体系硫化环氧型ACM,可以有效克服这些缺点。有文献报道,采用季铵盐脲,硫化速率快、硫化胶性能好。

羧酸型ACM可以采用异氰脲酸/三甲基十八烷基溴化铵、三聚硫氰酸/二丁基二硫代氨基甲酸锌或季铵盐/环氧化物作硫化体系。而双键型的硫化剂和硫化体系的选择可以采用通用型二烯烃类橡胶的硫化体系。

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(2)填充补强剂

ACM是非结晶型橡胶,纯生胶的机械强度仅有2MPa左右,必须添加补强剂补强才可以使用。试验证明,ACM胶料采用高耐磨炭黑、快压出炭黑半补强炭黑和喷雾炭黑较好,一般随着炭黑粒子变细,补强性能提高,但是压缩变形也变大,ACM不宜使用酸性补强填充剂,如槽法炭黑和气相法白炭黑等。

试验和应用表明,耐磨炭黑是ACM最理想的填充补强剂,主要由于高耐磨炭黑属于硬质炭黑,粒子细,比表面积大,结构性好,与橡胶分子链间的相互作用强,补强性能高。填充后硫化胶的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度明显提高。对于同一种高耐磨炭黑,填充量不同时,性能变化也十分明显,定伸应力、拉伸强度、撕裂强度随填充量的增加而增大,永久变形变小。试验表明,当填充量为20份时,定伸应力、拉伸强度撕裂强度都偏低,而填充量达到80份时,虽然有较高的定伸应力和撕裂强度,但是扯断伸长率明显下降,硬度增加太大,填充量在40~60份之间时有较好力学性能。此外胶料随着炭黑量增加,硫化速率也明显提高。

油封用胶料一般是浅色的,所以填充补强剂可用中性或偏碱性的沉淀法白炭黑、沉淀硅酸钙、硅藻土、滑石粉等白色填料,其他产品只起到惰性填料的作用,仅白炭黑具有较强的补强作用。但是白炭黑的pH值会重影响硫化速率,所以选择白色填料时应常慎重,白炭黑的pH值提高,则硫化速率加快,从而导致交联密度增大。在使用高H值范围的白炭黑时必须注意混炼时的生热状况,当胶料温度超过150℃时,胶料黏有急速升高的危险,致使白炭黑与ACM在成型后不易牢固结合在一起,因而补强效不好,为了解决这个问题,加入硅烷偶剂以提高界面结合度是十分有效的。可以使类,乙烯类,环氧类硅烷偶联剂。在实际操作中常用硅烷偶联剂KH-550和Si-69, 用量一般为0.5~3.0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。

为了增加胶料的耐磨性,可以加入石墨粉、二硫化钼、碳纤维等润滑性填料,其中碳纤维用量为5~10份时还可以起到提高胶料拉伸强度和耐热老化的作用。但是应用成本比较高。石墨用量为5~30份,用量过大将影响胶料与骨架材料的黏合性。二硫化钼用量为1~5份,用量较大时对硫化同样会产生不良影响。



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