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三元乙丙橡胶硫化、乙丙橡胶配方、的应用!

时间: 2024-08-03 16:50:31 |   作者: hth登录官网

  三元乙丙橡胶能够使用二烯烃类橡胶用的普通硫化方法硫化,但由于一般三元乙丙橡胶双键数目较少,因而硫化速度较慢。近年来发展了高不饱和度(碘值高达29)三元乙丙橡胶,其硫化速度不低于高不饱和橡胶的硫化速度。

  三元乙丙橡胶通常可用硫磺、过氧化物、配肟和反应性树脂等多种硫化体系进行硫化。不同的硫化体系对其混炼胶的门尼黏度、焦烧时间、硫化速度以及硫化胶的关联键型、物理机械性能(如应力-应变、滞后、压缩变形以及耐热等性能)亦有着直接的影响。硫化体系的选择要根据所用乙丙橡胶的类型、产品物理机械性能、操作安全性、喷霜以及成本等因素加以综合考虑。

  硫磺硫化体系具有操作安全,硫化速度适中,综合物理机械性能佳以及与二烯烃类橡胶共硫化性好等优点,是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。

  在硫磺硫化体系中,由于硫磺在乙丙橡胶中溶解度较小,容易喷霜,不宜多用。一般硫黄用量应控制在1~2份范围内。在一定硫磺用量范围内,随硫费用量增加,胶料硫化速度加快,焦烧时间缩短,硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高,扯断伸长率下降。硫磺用量超过2份时,耐热性能直线下降,高温下压缩永久变形增大。为使胶料不喷霜,促进剂的用量亦一定要保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以下。实际上,在工业生产里,基于以下原因几乎都是采用二种或多种促进剂的并用体系。

  硫磺硫化体系中,促进剂的用量还能够最终靠增加硬脂酸的用量来提高,当其它条件不变的情况下,硬脂酸用量增加会导致交联密度、单硫和双硫交联键增加。氧化锌用量的增加亦有助于在交联时形成活性促进剂,来提升胶料的交联密度及抗返原性,改善动态疲劳性能和耐热性能。

  硫磺硫化体系适于各种橡胶制品。除促进剂TRQ/M和促进剂BZ/M体系外,多有喷霜现象。

  采用硫磺给予体代替部分硫磺,可使其生成的硫化胶主要具有单硫键或双硫键,因而能改善胶料的耐热和高温下的压缩变形性能,延长焦烧时间。所使用的硫磺给予体主要有秋兰姆类,如四硫化双五亚甲基秋兰姆(DPTT)、TMTD、TMTM, MBSS及4, 4’一二硫代二琳(DTDM)等。

  在选择硫黄硫化体系或使用部分硫黄给予体取代部分硫黄时,应注意考虑下列影响因素。

  (1)三元乙丙橡胶第三单体的类型按乙叉降冰片烯、1,4一己二烯、双环戊二烯的顺序,

  (4)充油三元乙丙橡胶中充油量高时,由于油起稀释剂作用,其硫化速度和交联密度均下降,要增加硫化体系的用量,以保持硫化速度不降低。

  工业上普遍的使用快速、不喷霜硫化体系:促进剂M为1.5,促进剂TAITD为0.8,促进剂TeDDC为0.8,多硫化二戊亚甲基秋兰姆为0.8。此外,最近还研制了一种新的硫黄给予体OTOS.它能增加胶料的交联密度,改善抗硫化返原性和耐老化性能,降低高温下压缩变形,含有高量OTOS的未硫化胶料经长期贮存后基本上没有喷霜现象。

  对那些要求更好耐高温性能(150℃以上)和极低压缩永久变形的特殊制品需要采用过氧化物硫化。与硫黄硫化体系相比,过氧化物硫化体系其有如下的特点。

  (1)硫化胶其有优越的耐热性能和较低的压缩变形,甚至在高温下压缩变形亦很小;

  (3)颜色稳定性高,不污染,大多数过氧化物不易喷霜,且胶料贮存时无焦烧危险;

  (2)硫化胶物理机械性能低,如拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能均较低,尤其高温下耐撕裂性能差;

  合计:266.72 备注:H:55±5° 充油三元乙丙胶:乙烯含量67%

  乙丙橡胶具备优秀能力的耐老化、耐热、耐寒、耐化学品(非极性溶剂除外)性能和电绝缘性能而大范围的使用在汽车部件、建材防水卷材、电线电缆绝缘层、耐热胶管、耐热运输胶带及众多橡胶制品,从20世纪60年代初工业化生产以来,产耗量增长较快,现在已经成为消费量仅次于丁苯橡胶和聚丁二烯橡胶的世界第三大合成橡胶品种。

  我国乙丙橡胶主要使用在于汽车部件、轮胎、防水卷材、电线电缆、油品改性剂、聚烯烃改性剂、洗衣机部件、太阳能集热器等领域。

  汽车部件大多数都用在轿车、卡车和公共汽车的轮胎及部件,包括汽车的水箱及加热软管、橡胶带及底盘的部件、挡雨条、门窗密封条、底板和环管。

  三元乙丙防水卷材是世界公认的一种高性能防水材料,美国和日本是应用三元乙丙防水卷材最成功和用量最大的国家,目前,美国的年用量在达1亿平方米,日本年用量也在数千万平方米,在所有防水材料占首位。三元乙丙橡胶防水卷材系以三元乙丙橡胶掺入适量的丁基橡胶,硫化剂、促进剂和补强剂等,经密炼、拉片过滤,挤出成型等工序加工而成。由于三元乙丙橡胶分子没有双键,因此,当其受到臭氧、紫外线、热的作用时,主链上不易发生断裂,所以它有优异的耐气候性,耐老化性,而且抗拉强度高,加之重量轻,使用范围宽(在-40~+80℃范围内可以经常使用),是一种高效防水材料,它还可冷施工,操作简单便捷,减少了环境污染,改善了工人的劳动条件。

  建设部推荐的新型防水材料将代表我国防水材料的发展趋势,三元乙丙防水卷材是建设部98年发文推荐使用13种防水材料之一。防水材料在建筑工程总造价中的比例不大,正常的情况下仅为1-3%,但作为防水功能,它的作用非同小可。

  纳米改性彩色三元乙丙防水卷材是用三元乙丙橡胶防水卷材的一个新品种,北京汇海宏纳米科技有限公司已开发成功。纳米改性彩色三元乙丙防水卷材第一不添加炭黑(传统橡胶中离不开炭黑),而它的物理性能、防水能力、特别是抗老化性能一点不比黑色橡胶差;第二色彩很美,而且不易褪色,因此具有防水和装饰的双重功能;第三消除了普通橡胶特有的刺激性臭气;第四成本核算下来与黑色同种类型的产品相当。

  乙丙胶可用于调制高、中、低档润滑油及润滑脂,也可用于其它油品的增粘剂,具有较好的增稠效果,较好的抗剪切稳定性及耐低温和抗氧性能,是制备多级发动机齿轮油的主要添加剂之一。目前国内已有数家企业拥有油品增粘剂装置,为满足国内需求,同时进口乙丙胶粘度指数改性剂。我国是世界润滑油消费大国,润滑油改性剂市场潜力较大,1995年乙丙胶消费量仅400吨,2002年用量大幅飚升至7800吨,进口量占一半。近年来,随着我们国家环保法规日趋严格,加快了润滑油标准升级换代步伐,推动中高档润滑油生产和消费快速地发展,而润滑油增粘剂作为其必选的添加剂,需求量也呈扩大趋势。预计2010年该领域对乙丙胶消费量将达1.6万吨。

  目前我国80%以上的运动活动场地仍用聚氨酯颗粒铺设,2001年才开始使用三元乙丙胶,所用三元乙丙胶颗粒大部分从国外进口。由于三元乙丙胶颗粒生产技术上的含金量不高、厂家少,发展的潜在能力大,逐步替代聚氨酯颗粒已成定局。北京申奥成功后,带动了中国体育和市政设施的改进,给三元乙丙胶塑胶颗粒超常规发展提供了机遇。

  三元乙丙胶颗粒所用原辅料均是无毒、无污染的绿色环保产品,除在体育运动领域应用外,还大范围的使用在健身场所、过街天桥、地下通道、浴室、学校、幼儿园、托儿所、儿童乐园游戏防护场地、游泳池四周的防滑通道及病房、残疾人活动场地和军队的训练场地、配电房、微机房等众多领域。目前北京市为提高学生体育素质,与国际接轨,要求大中小学铺设运动活动场地,仅此一项就需消费三元乙丙胶颗粒3万多吨,含胶量按30%计,每年消费量达1万吨。北京市这一举动将在全国起到示范效应,在今后几年中铺设运动场所需求量将会慢慢的大。今后一段时间将是全国普及推广塑胶田径运动跑道的大好时机,塑胶田径运动跑道市场将进入高速成长期。

  以三元乙丙橡胶为主要材质发泡制成的保温材料是一种新型的橡塑保温材料,三元乙丙橡塑保温材料也是国内橡塑保温材料的发展趋势,将慢慢的变多地被应用到国内的各类建筑和制冷、空调行业中。亚罗弗保温材料(上海)有限公司从欧洲和美国引进了世界上最新、最先进的生产线和用于质量检验测试控制的精密仪器,设备总投入2300万元人民币,年生产能力达到70000立方米,专业生产和经营以三元乙丙橡胶为主要原材料的高品质的环保闭泡橡塑保温材料,以及其它相关配套产品,如支架(Aerofix)、胶水(Aeroseal Glue)、泡沫胶带(Aerotape)、软木胶带(Everseal Corktape)等

  电线电缆上大多数都用在民用和商用建筑的输入线、建筑用电线、矿用电缆、核电站用电线、汽车点火线、控制及信号电缆。

  IEC标准规定,分体空调机连接电缆不得再使用塑料绝缘电缆,一种原因是为增加柔软性,同时耐老化性和安全可靠性。近几年来,国内对橡皮绝缘电线电缆的需求又异乎寻常地多起来,主要是低压产品,而1kV 以上的橡皮绝缘电缆,除了船用电缆和矿用电缆以外,电力电缆方面则还是极少。不是有了交联聚乙烯绝缘电缆就能代替一切,那些需要用柔软电力电缆的场合,还是得要橡皮绝缘电缆。

  现代中高压橡皮绝缘电缆主要是采用乙丙橡胶绝缘。意大利的乙丙胶绝缘电缆早已做到150 kV,15kV乙丙胶绝缘电缆已经是美国最大路的货色品种。而我国在这样的产品上还是相当落后,甚至还没有人提起它,更加不用说大量研制和应用了。

  船舶及机械产品出口量的增加,要求船用电缆及润滑油等的标准必须与国际接轨而增加了乙丙橡胶用量

  UV柔印胶辊必须能抗紫外油墨,通常使用的橡胶辊一般为EPDM橡胶(三元乙丙橡胶)或硅橡胶制成。

  乙丙橡胶(EPDM)以其优异性能和广泛用途,日益受到大家的关注。由于其具有饱和主链和低不饱和侧链结构,除了直接应用于制品外,与塑料或其他橡胶采用共混、动态硫化等改性技术,可制造出许多具备优秀能力性能的新型合成材料。

  PVC具有化学稳定性,阻燃、耐臭氧、耐溶剂、价格低,但其制品的抗冲击性差。非极性EPDM与PVC共混,相容性差,可采用巯基偶联剂等改善两者的相容性。

  尼龙PA具备极高的抗张强度和良好的冲击韧性,但使用温度一般为80℃,EPDM/PA却是一种高弹性模量和良好加工性能的弹性体,使用温度高,可用来制造汽车零部件、建筑材料等。

  硅橡胶具有极好的耐热性、耐寒性,EPDM与有机硅橡胶改性,可获得许多优异性能。在耐热性、耐候性、压缩永久变形性能方面优于硅橡胶,既可用硫磺硫化,又可用过氧化物硫化,适用于多种成型方式,因此可用于硅橡胶或乙丙橡胶不能适应的场合,可用于汽车上减震材料、发动机的耐热部件、电气部件及橡胶辊等

  采用双螺杆挤出机,以三元乙丙和聚乙烯为原料配以适量硫化剂,在高剪切条件下将完全交联三元乙丙橡胶剪切成2μm左右颗粒分数于聚乙烯连续相中,再通过随后的成型模具生产汽车密封条,该密封条具有弹性好,耐老化等优点,能用于轿车、卡车、客车等各种各样的车辆的车窗密封。

  近年来,聚合物新材料不断涌现,热塑性弹性体已形成一个新的工业原料体系。三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体具备优秀能力的耐候、耐臭氧、耐紫外线及良好的耐高温、抗冲击性能,其耐油和耐溶剂能与通过型氯丁橡胶不相上下,具有加工简便、成本低、可连续生产并可回收利用等优点。

  EPDM和PP一般是通过共混和动态硫化技术制得EPDM/聚丙烯(PP),强度、弹性、耐温性、耐油性、耐变形性都很优良,大多数都用在齿轮护罩、引擎空气管道、燃料管外套、点火线、机壳、缓冲器、高层建筑用密封、饮料泵隔膜、吸尘器机座等。中科院落应化所、兰化研究院大连理工大学、吉化研究院等都作过研究。吉化研究院和燕山树脂研究所还研制出PP/EPDM汽车保险杠专用料。

  EPDM/PP可用于汽车保险杠、仪表板、挡泥板、空气导管、电缆护套、防护罩、防震座垫、挡风玻璃密封条等;用于电子电气可作电线及电缆绝缘层及护套、矿山电缆、变电器外壳;还可用在建筑的高档防水卷材、玻璃幕墙密封条、门窗密封条等。用于机械和运动器械可作垫圈及垫片、胶辊、手持工具的手柄、软管外覆层、球拍手柄、步枪托垫以及滑雪杖手柄等。

  用EPDM/PP制成的保险杆在汽车高速行驶时爱到冲撞不易碎裂,而且装饰美观,也可注射成型。在性能方面,EPDM/PP与聚氨酯差不多,而成本比聚氨酯低10%~20%,因此,EPDM/PP用于汽车保险杆是汽车工业的发展的新趋势。热塑性弹性体展望

  国外,如日本目前80%的汽车保险杠采用EPDM/PP制造。欧洲汽车保险材料大多采用德国BASF公司生产的产品。

  EPDM/PP在电缆电缆领域的消费潜力很大。在国外,EPDM/PP广泛用作船舶、矿山、钻井平台、核电站及其它设施的电力电缆线的绝缘层及护套。

  我国上海、天津、沈阳等几家大电缆厂都先后引进国外电缆生产技术和装置生产电缆,所以,需要用EPDM/PP作电缆的绝缘层和护套,其需求量相当大。另外,我国目前电缆生产厂较多,其中2/3为中小型电缆厂,电缆若采用EPDM/PP,用挤塑工艺生产,不但使生产效率提高,而且产品质量也随着提高。同时,还简化了生产工序,废旧制品及边余料也可回收利用,产品成本可降低20%~50%,因此,EPDM/PP在电缆工业市场亦有很大发展潜力。

  EPDM/PP在家用电器领域的应用市场潜力也较大,目前由于价格较高,我们国家发展迟缓,只在海尔电器和济南小鸭电器股份有限公司进行了应用。

  近年来,我国主要轿车生产企业的产量有了较大幅度增长,国产化率达到60%以上。预计今年我国市场汽车保险杠和仪表板消耗EPDM/PP为1.71万t,2010年将达4.56万t。随着我们国家汽车工业的发展,汽车保险杆及仪表板等方面对EPDM/PP的需求会一直上升。据资料显示,我国2010年仅汽车保险杠及驾驶仪表板所需求的EPDM/PP将达到4.5万吨,年需求量合资公司制作的别克、桑塔纳、富康轿车等保险杠全部采用进口乙丙胶与聚丙烯材料注射成型制成。

  以三元乙丙(EPDM)和聚丙烯(PP)为主要的组成原材料采用动态全硫化工艺还可生产热塑性弹性体材料,该弹性体作为传统热固性橡胶的替代品具有极大的发展的潜在能力,目前该材料在国外正以每年16%的速度增长,该材料既具有热固性橡前夕的弹性又能采用热塑性塑料的加工工艺成型,将该材料用于矿山电缆可取代氯丁橡胶,省去了后硫化工艺。

  利用动态硫化技术与增容技术,还可以制备EPDM/聚苯乙烯(PS)、EPDM/苯乙烯-丙烯腈(SAN)、EPDM/天然橡胶(NR)、EPDM/乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、EPDM/丁腈橡胶(NBR)等混合物,这些混合物具有特殊的性能,可用于特殊的领域。

  三元乙丙橡胶制品具备优异的耐热性(180℃以下可经常使用)、耐化学性(如耐酸、碱)、耐老化、耐天候、耐水和蒸汽性、耐氧化性、耐溴氧性和优异的电绝缘性等性能。用它来制造的各种密封胶条等制品质量放心可靠、稳定性很高及经得起长久地使用,可在各种复杂多变和恶劣的环境中经常使用且价格相对较相宜。由于具有上述各项优异性能,三元乙丙橡胶密封制品现正逐步得到更广泛的应用。

  广州市金鹰实业有限公司使用先进的微波硫化工艺生产线生产三元乙丙橡胶挤出制品,最重要的包含集装箱门封条、建筑幕墙密封条、铝合金玻璃门窗密封条、汽车玻璃门窗密封条、特种门密封条及各种异型密封胶条等形码系列密封制品。

  山东省济宁市橡胶厂三元乙丙橡胶为主体原料自行开发研制出洗衣机观察窗垫,该产品采用具有国际领先水平的意大利注射式抽真空硫化机生产,具有优越的耐高温性能、良好的耐天候老化性能和优异的耐溶液性能,该产品现已与青岛海尔、安徽美菱和长春罗兰等各家洗衣机生产厂商正式配套,可形成年产30万套的生产规模。

  目前超低粘度EPDM和液体EPDM新品种正刺激着新需求,中油吉林化工公司自行开发的润滑油改性剂系列新牌号J-0050、J-0030、J-0020、J-0010等低粘度牌号商品市场前景十分看好。

  EPDM氯化保持了EPDM的耐候性、耐臭氧性、耐热老化性,并具有耐油性、粘接性、阻燃性,低温性能优于氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)和氯丁橡胶(CR),耐油性能与CR相当。日本JSR公司、住友化工公司、三井石化公司都生产氯化EPDM,北京化工研究院已完成了20吨/年装置的中试。

  已商品化的磺化EPDM是粉末状产品,能与橡胶、操作油、填料等混炼,制成耐老化、强度高的橡胶制品。磺化EPDM具有异的耐候性、耐臭氧性的低韧性,也具有形状记忆特性,并可以和其他聚合物共混,形成热塑性IPN结构弹性体。混入少量磺化EPDM,可使PP的抗冲特性迅速提高。磺化EPDM还能改善尼龙制品的抗冲击性能。

  EPDM还可与丙烯腈、氯乙烯、乙烯基硅氧烷、乙烯基吡啶等单体进行接枝,得到性能优异的接枝共聚物。

  接枝三元乙丙橡胶是乙丙橡胶与有机酸的接枝化合物,因其分子长链上引入极性基团,大大改善聚烯烃基体与其他极性成分界面的结合力,使其他极性材料得以均匀分散,提高了材料的物理性能及产品性能的稳定性。大多数都用在改善材料与其他材料结合强度、相容性、填料界面的结合、制品韧性、冲击强度、低温脆性及耐热性。如尼龙6、尼龙66及其他聚酰胺混合物,聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃弹性体等的改性。

  吉林化学工业公司研究院开展了超细改性膨润土对EPDM无卤阻燃胶料性能的影响的研究。三元乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料也得到很好的研究。纳米级有机膨润土在三元乙丙橡胶中应用大多数都用在制品的纳米改性。通过加入少量(如3%-5%)的纳米蒙脱土,可以使乙丙橡胶的强度、伸长率等性能大幅度提升,有的性能可提高数倍,可替代目前的白碳黑,甚至彻底取代传统的碳黑及其它填料。

  采用经筛选、清洗后的纯三元乙丙橡胶制品,常温粉碎成 30-40目细度的三元乙丙橡胶粉橡胶颗粒,其可作为填料加入到各种橡胶制品的原料中直接应用,加入量可达20%,加入后制造的橡胶制品的耐老化性、耐候性、电绝缘性、耐化学腐蚀性等都有显著提高。在制造三元乙丙橡胶制品中,加入量5%-20%,最终制品的机械性能没有明显削弱。也可按1比1加入热塑性塑料中应用。三元乙丙橡胶粉橡胶颗粒也可制成塑胶运动活动场地专用彩色三元乙丙橡胶颗粒[EPDM](4-6mm,2-4mm,1-2mm,0.5-1mm),经中国运动活动场地合成材料检测中心检测,化学及物理性能均达标。该产品与聚氨酯胶粘剂或液体橡胶等配合可铺装成有弹性、防滑、耐磨和美观的塑胶地面,适用于过街天桥、走廊过道、社区活动场所、幼儿园、体育场馆、大中小学校的运动场地、跑道等的面层铺装。

  橡胶制品企业在产品硫化过程中会产生大量的硫化橡胶废弃物。一般讲约占生胶总消耗量的5%-15%。对于生产高档密封制品的企业,因为质量检验严格,甚至要产生占生胶耗量的40%的硫化橡胶废弃物。这些废弃物若采用再生剂A进行回收利用,将为公司能够带来可观的利润。此外,利用再生剂A和常温机械加工或粉碎的方法,也有一定的可能将废弃轮胎制成质量优于再生胶的复原胶,而且不污染环境。

  培训费用:4000元/人(含培训费,七天食宿费,资料费,证书费,等全部费用)。


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